funktionelle Anatomie
Physiologie des passiven Bewegungsapparates
Physiologie des passiven Bewegungsapparates
Kartei Details
| Karten | 23 |
|---|---|
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Latein |
| Stufe | Grundschule |
| Erstellt / Aktualisiert | 23.12.2013 / 28.11.2014 |
| Weblink |
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Ernährung des Knorpels
Speziell zu beachten gilt beim Knorpel wie er zu seinen Nährstoffen kommt:
• Hyaliner Knorpel ist ein gefässfreies Gewebe. Es hat keine Blutgefässe die im Innern des Knorpel Sauerstoff und Nährstoffe zuführen.
• Die Versorgung der Knorpelzellen findet darum durch Diffusion (Austausch, klein und gross Konzentration) statt: Von der Synovialflüssigkeit gelangen die Nährstoffe in die Knorpelzellen. Wichtig für diesen Vorgang ist, dass ein Gelenk belastet und bewegt wird, da sich die Nährstoffe so besser in den Knorpel einwalken lassen.
Achtung:
Dadurch dass der Knorpel nicht direkt durchblutet ist, kann er sich nach einer Verletzung sehr schlecht regenerieren. Knorpelschäden sind grossteils irreversibel.
hyalinen Knorpel
Dieser ist die am häufigsten vorkommende Art und hat durch sein Vorkommen bei Gelenksknorpel für Ihre zukünftige Tätigkeit die grösste Relevanz.
• Hyaliner Knorpel ist sehr druckelastisch. Das bedeutet, dass
einwirkende Kräfte ihn verformen, er beim Nachlassen der
Kräfte aber wieder in seine ursprüngliche Form zurück geht.
Diese Eigenschaft erhält er durch sogenannte Proteoglykane in
seiner Interzellularsubstanz.
• Zusätzlich hat er die Fähigkeit Gewicht zu tragen, zu stützen
und Gleiten zu ermöglichen.
Eine weitere Gewebeart des Knochens ist der Knorpel. Es gibt 3 verschiedene leicht anders aufgebaute Knorpelarten, die verschiedene Eigenschaften besitzen:
Hyaliner Knorpel:
Eigenschaft: sehr druckelastisch
Beispiele: Gelenkknorpel, Nasenknorpel, Rippenknorpel
Elastischer Knorpel:
E: Druck- und sehr biegeelastsisch
B: Ohrknorpel
Faserknorpel:
E: wenig elastisch, sehr belastbar
B: Zwischenwirbelscheibe, Schambeinfuge
Diese Verknöcherung von knorpeligen Vorstufen findet bis zum Abschluss des Längenwachstums in den Röhrenknochen statt.
• An den Epiphysenfugen (=Wachstumsfugen) vom distalen und proximalen Knochenende werden ständig neue Knorpelzellen gebildet, die im Anschluss verknöchern.
• Somit werden die Knochenenden auseinander geschoben und der Knochen wird länger.
• Bei Abschluss des Längenwachstums mit ca. 20 Jahren verknöchern diese Fugen vollständig.
Knochenentwicklung
• Sie alle haben sicher schon einmal die Feststellung gemacht, dass Babys und Kleinkinder unglaublich beweglich sind. Es kommt einem vor als wären sie aus Gummi.
• Ein Grund dafür ist, dass die meisten Knochenunseres Skeletts aus einer knorpeligen Vorstufe entstehen und erst im Laufe der Entwicklung und des Wachstums in harten Knochen umgewandelt werden. Diesen Vorgang nennt man chondrale Ossifikation.
• Sie sehen auf der Abbildung links die Verteilungvon Knorpel (blau) und Knochen (gelb) bei einem Neugeborenen.
2. Kortikalis (=Kompakta)
- Osteon (=Zelle),
- General Lamelle (umgeben den ganzen Knochen)
- Blutgefässe - (Havers-Kanäle (blau), Volkmann-Kanäle (rot),)
- Periost - Knochenhaut
und Spangiosa
- Trabekel
- Markraum
• Am Rand eines Knochens gibt es eine Schicht von kompakten dichten Knochen. Diese Schicht nennt man Kortikalis oder Kompakta.
• Im Innern des Knochens (bei Röhrenknochen v.a. in den Knochenenden) findet sich ein Aufbau aus vielen, netzartig angeordneten Knochenbälkchen, auch Trabeke genannt.
• Dadurch erscheint der Knochen an diesen Stellen schwammartig, daher auch der Name „Spongiosa“. Von der Belastbarkeit her ist er jedoch sehr stabil.
1. Lamellenknochen
• Wie Jahrringe bei einem Baum legen sich Knochenlamellen um ein Blutgefäss.
• Zwischen den einzelnen Lamellen liegen die Osteozyten (dunkelgelb dargestellt)
• Am Rand des Knochens liegen sogenannte Generallamellen, die den gesamten Knochen umgeben.
• Der Lamellenknochen ist von einem Kanalsystem durchzogen, in welchem die Blutgefässe verlaufen (Volkmannund Havers-Kanäle).
• Aussen ist Knochen abgegrenzt
Strukturelle Aufbau vom Knochen:
- Proximale Epiphyse (Epiphysenlinie, verknöchrte Epiphysenfuge)
- Metaphyse
- Knochenschaft, Diaphyse (Knochenmarkthöhle)
- Metaphyse,
- Distale Epiphyse
Es fallen 2 Dinge auf:
1. Lamellenförmiger Aufbau des Knochens
2. Verschieden dichte Struktur des Knochens
(Kortikalis und Spongiosa)
Knochenumbau
A-D
Das Zusammenspie der drei KNochenzellen (Osteoblast, Osteozyt, Osteoklast) ist für die Bildung und Erhaltung von gesundem Knochen sehr wichtig!
10 % werden jährlich des Knochengewebes erneuert. Dieser ständige Umbau dient folgenden Zwecken:
– Vorbeugung gegen Materialermüdung
– funktionelle Anpassung an herrschende Belastung
– Reparatur von Mikrotraumen
– Rasche Mobilisierung von Calcium
3. Knochenzellenart:
Osteoklasten
• Osteoklasten sind Knochenfresszellen
• Sie können die Interzellularsubstanz wieder Auflösen und Abbauen
• Dies erscheint auf den ersten Blick nicht sehr sinnvoll, dass mühsam aufgebauter Knochen wieder abgebaut wird. In Neubau- , Umbau- und Erneuerungsphasen des Skeletts ist diese Funktion jedoch sehr wichtig.
2. Knochenzellenart:
Osteozyten:
• Sie sind für die Erhaltung des Knochens zuständig, d.h. sie organisieren die Erneuerung der Interzellularsubstanz, bauen teilweise auch noch mehr Substanz ein, etc.
• Sie agieren dabei als Sensoren, welche den Knochen auf veränderte Anforderungen einstellt.
• Durch lange Zellausläufer sind die Osteozyten untereinander verbunden. Sie stehen so in Kontakt, können Nähr- und Sauerstoff von einer Zelle zur nächsten weitergeben.
1. Knochenzellenart:
Osteoblasten
• Osteoblasten sind teilungsfähige junge Knochenzellen
• Sie sind für den Aufbau/Bildung der Interzellularsubstanz zuständig
• Und zwar bilden sie kollagene Fasern und geben diese in den Interzellularraum ab.
• Zusätzlich entnehmen sie dem Blut Kalzium und Phosphat und geben auch das in Interzellularraum ab.
Bestandteil der Interzellularsubstanz:
Gibt dem Knochen Härte:
Sie besteht zu 65 % aus anorganischem Material
- der grösste Anteil davon ist Hydroxylapatit (Kalzium und Phosphat-Kristalle)
- auch Mineralstoffe (Fluoride, Magnesium, Karbonate) sind enthalten
2. Gibt dem Knochen Biegeelastizität
Besteht zu 25% aus organischem Material
- Die von den Osteoblasten gebildeten kollagenen Fasern bilden stabiles Netzwerk ( wie Animierungseisen beim Beton)
- Das Osteoid ist noch nicht verkalkte Grundsubstanz
Die restlichen 10% bestehen aus Wasser
Je nach Bestandteil der IZS (Interzellulrsubstanz) = Zwischenzellsubstanz, erhält Gewebe andere Eigenschaften:
1. Binde- und Stützgewebe - Zellen - Fixe (ortsständige) oder Mobile (freie)
2. Binde- und Stützgewebe - IZS - Fasern - (a. kollagene / b. retikuläre, c. elastische)
2. Binde- und Stützgewebe - IZS - Grundsubstanz
Beim Knochen ist das Gewebe folgendermassen aufgebaut:
Knochenzellen (blau)
IZS (orange)
Knochenzellen: Osteoblasten, Osteozyten, Osteoklasten
IZS: Organische Anteile, Anorganische Anteile
5. Der Knochen als vitales Gewebe reagiert auf Belastung und Entlastung. Erklären Sie, wie er sich an:
a) zunehmende oder veränderte Belastungen anpasst.
b) abnehmende, fehlende Belastungen anpasst.
a) Vermehrte lokale Belastung führt zu Knochenaufbau
z.Bsp. bei Verkrümmungen, Schwangerschaft etc.
b) Fehlen von mechanischer Belastung führt zu Knochenabbau
z.Bsp. bei Immobilisation, Lähmungen, Raumfahrt.
6. Beim Krankheitsbild einer abnutzungsbedingten Arthrose steht pathophysiologisch an erster Stelle immer eine Knorpelschädigung, welche immer schlimmer wird und sich schlussendlich auch auf den Knochen ausbreitet. Warum heilt dieser Knorpelschaden in den meisten Fällen nicht ab?
Knorpelgewebe ist nicht durchblutet, was die Regenerationsfähigkeit deutlich vermindert. Die Ersatzstoffe, welche für die Heilung gebraucht werden, können nur langsam via Diffusion über weite Strecken von der Synovialflüssigkeit in die Knorpelzellen transportiert werden. Dadurch ist der gesamte Stoffwechsel des Gelenkknorpels sehr langsam und träge. Eine Regeneration fast nicht möglich.
4. Im Text begegnet Ihnen der Begriff „Leichtbauweise der Knochen“.
a)Was wird darunter verstanden?
b)Welche Vorteile ergeben sich daraus?
c)Führt diese Bauweise auch zu Nachteilen? Wie sieht es mit der Stabilität aus?
a)Leichtbauweise: Wo wenig Kräfte wirken ist Material gespart, wo grosse Kräfte wirken ist Material verstärkt.
b)Vorteile:
•Minimaler Materialverbrauch
•Wenig Gewicht, dass man tragen muss
•Maximum an Stabilität durch die Röhrenform (sehr biegefest) und die Knochenbälkchen (Trabekel nach Spannungslinien ausgerichtet)
c)Nachteile: bei der Stabiltät keine Nachteile; einzig vielleicht bei einem Knochenabbau kommt es schneller zu einer kritischen Grenze, weil ja auch nur wenig Material vorhanden ist.
3. Erklären Sie den Unterschied zwischen Kompakta und Spongiosa und wo diese in den Knochen vorkommen.
Kompakta = kompakte Knochenmasse, die v.a. am Rand der Knochen vorkommt und eine stabile Rinde bilden.
Spongiosa = Knochenbälkchenstruktur, Trabekelstruktur: Netzwerk aus einzelnen Knochebälkchen. Vorkommen: Im Innern der Knochen; bei Röhrenknochen v.a. in den Epiphysen (=Knochenenden).
2. Knochengewebe wird häufig auch als Verbundwerkstoff bezeichnet und verglichen mit einer Betonwand eines Hauses. Bei einer Betonwand werden Armierungseisen (lange Eisenstangen oder Neztwerke aus Eisen) eingelegt, um die dann der Beton gegossen wird. Dadurch wird die Wand viel belastbarer auf verschiedene Kräfte die drauf wirken.
Welche Parallelen können Sie zum Aufbau der Interzellularsubstanz des Knochens ziehen? Was sind die Armierungseisen im Knochen? Was der Beton?
Armierungseisen sind die kollagenen Fasern, die durch ihre systematische Anordnung ein Netzwerk bilden um das herum sich anschliessend der Hydroxylapatit (=Beton) lagert. Dadurch wird der Knochen auch sehr stabil gegen Zugkräfte die auf ihn wirken.
1. Beschreiben Sie das Zusammenspiel von allen Knochenzellarten bei einem Knochenumbau.
Das Knochengewebe wird ständig erneuert, jährlich ca. 10% der Knochenmasse. Dafür braucht es drei verschiedene Knochenzellarten: die Osteoblasten, die Osteozyten und die Osteoklasten. Die Osteoklasten sind Knochenfresszellen. Sie bohren ein Loch in bestehenden Knochen, der ersetzt werden soll. Am Rand dieses Lochs siedlen sich Osteoblasten an. Diese beginnen kollagene Fasern zu bilden und Mineralstoffe in die IZS abzugeben. Dadurch mauern sie sich ein und werden zu Osteozyten.
Beginnen wir mit einer kurzen Repetition der Gewebelehre, wie ist der passive Bewegungsaparat aufgebaut?
Der passive Bewegungsapparat ist aus Binde- und Stützgewebe aufgebaut. Speziell bei diesem Gewebe ist die grosse Menge an Interzellularsubstanz.
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