Kitabı oku: «Die Anatomie der Sportverletzungen», sayfa 2

WAS KANN DURCH EINE SPORTVERLETZUNG BEEINTRÄCHTIGT SEIN?

Sportverletzungen sind meistens mit dem Bewegungsapparat verbunden, also Muskeln, Knochen, Gelenken und den dazugehörigen Geweben, wie Bändern und Sehnen. Im Folgenden werden die Komponenten des Bewegungsapparates kurz erläutert..

Muskeln

Ein Muskel besteht zu 75 % aus Wasser, 20 % aus Eiweiß und 5 % aus Mineralsalzen, Glykogen und Fett. Man unterscheidet drei Arten von Muskeln: Skelettmuskeln, Herzmuskel und die glatte Muskulatur. Der an der Bewegung beteiligte Muskeltyp ist die (quergestreifte, somatische) Skelettmuskulatur, die wir willkürlich einsetzen können. Sie macht etwa 40 Prozent des gesamten menschlichen Körpergewichts aus.

Die Skelettmuskulatur überzieht unser Knochengerüst und/oder ist mit Sehnen daran befestigt. Sie ist zu schnellen starken, aber auch längeren konstanten Kontraktionen in der Lage. So ermöglicht uns die Skelettmuskulatur sowohl physische »Kraftakte« als auch feine, kontrollierte Bewegungen. Der obere Punkt, an dem ein Muskel direkt oder über eine Sehne an einem relativ konstanten Punkt eines Knochens angesetzt ist, wird als sein »Ansatz« oder »Ursprung« bezeichnet. Zieht sich der Muskel zusammen, überträgt er die Spannung über ein oder mehrere Gelenke auf das Knochenskelett und es kommt zu einer Bewegung. Die untere Ansatzstelle des Muskels an den sich bewegenden Knochen wird »Insertion« genannt.

Überblick über die Skelettmuskulatur

Die funktionelle Einheit des Skelettmuskels, die Muskelfaser, ist eine längliche, zylinderförmige Zelle mit mehreren Kernen, die ca. 10–100 Mikrometer breit und zwischen einigen Millimetern bis zu über 30 Zentimetern lang sein kann. Das Zytoplasma der Muskelfaser wird als Sarkoplasma bezeichnet; es ist in einer Zellmembran, dem Sarkolemm, verkapselt. Jede einzelne Muskelfaser ist von einer zarten Membran, dem sogenannten Endomysium, umgeben.

Die Muskelfasern sind in Bündeln zusammengefasst, die vom Perimysium umschlossen werden. Diese Bündel sind gruppiert, und der gesamte Muskel ist von einer Bindegewebshülle umgeben, die man als Epimysium bezeichnet. Diese Muskelmembranen durchziehen die gesamte Länge des Muskels, von der Ursprungssehne bis zur Insertionssehne. Die komplette Struktur wird auch als muskulotendinöse Einheit bezeichnet.

HINWEIS: Bei der Kontraktion erzeugen alle Muskelarten Wärme, die für die Aufrechterhaltung einer normalen Körpertemperatur elementar ist. Man schätzt, dass 85 % der gesamten Körperwärme durch Muskelkontraktion erzeugt wird.

Zu den wichtigsten Muskeln gehören der M. quadrizeps des Oberschenkels und der M. bizeps brachii des Oberarms.

Knochen

Babys kommen mit etwa 350 Knochen auf die Welt. In der Kindheit verschmelzen diese miteinander, bis wir in der Pubertät nur noch 206 einzelne Knochen besitzen. Knochen bilden die innenliegende tragende Struktur unseres Körpers; insgesamt nennt man sie das Endoskelett. (Bei der Klasse der wirbellosen Lebewesen spricht man von einem Exoskelett; beim Menschen ist dies nur noch an den Zähnen, Nägeln und Haaren zu erahnen.) Vollentwickelter Knochen ist der härteste Gewebetyp unseres Körpers. Er besteht zu 20 % aus Wasser, 30 – 40 % aus organischer und 40 – 50 % aus anorganischer Substanz.

Knochenentwicklung und -wachstum

Der größte Teil der Knochen entsteht aus einer knorpeligen Grundsubstanz, die mit der Zeit verkalkt und dann zu echtem Knochen wird. Dieser Prozess erfolgt in vier Schritten:

1.Im zweiten oder dritten Entwicklungsmonat eines Embryos werden sogenannte Osteoblasten, knochenbildende Zellen, aktiv.

2.Zunächst bilden die Osteoblasten eine stoffliche Matrix zwischen den Einzelzellen, die mit dem faserigen Protein Kollagen angereichert ist. Dieses Kollagen verstärkt das Gewebe. Mithilfe von Enzymen wird schließlich die Ablagerung von Calciumverbindungen in der Matrix ermöglicht.

Die Struktur des Muskelgewebes von der mikroskopischen bis zur äußeren Anatomie

Knochenentwicklung und -wachstum

3.Das interzelluläre Material härtet um die Zellen herum aus, die zu Osteozyten werden: lebende Zellen, die den Knochen erhalten

4.Andere Zellen, die als Osteoklasten bezeichnet werden, bauen den Knochen ab, um und reparieren ihn. Dieser Prozess dauert ein Leben lang an, verlangsamt sich aber mit zunehmendem Alter. Folglich sind die Knochen älterer Menschen schwächer und zerbrechlicher.

Kurz gesagt, sind Osteoblasten und Osteoklasten die Zellen, die den Knochen aufbauen bzw. abbauen, damit sich die Knochen in Form und Stärke ganz langsam nach Bedarf anpassen können.

Knochenzellen sitzen in Hohlräumen, den sogenannten Lacunae (Singular: Lacuna), umgeben von kreisförmigen Schichten einer sehr harten Matrix, die Kalziumsalze und größere Mengen an Kollagenfasern enthält. Knochen schützen die inneren Organe und erleichtern die Bewegunglichkeit. Zusammen bilden sie eine starre Struktur: das Skelett. Zu den wichtigsten Knochen gehören der Oberschenkelknochen und der Oberarmknochen

Knochenarten nach Dichte
Kompakter Knochen

Kompakter Knochen ist dicht und sieht mit bloßem Auge glatt aus. Durch das Mikroskop erscheint kompakter Knochen als eine Verdichtung Havers’scher Systeme, die Osteonen genannt werden. Jedes System bildet einen länglichen Zylinder, der entlang der Längsachse des Knochens ausgerichtet ist und aus einem zentralen Havers’schen Kanal besteht, der Blutgefäße, Lymphgefäße und Nerven enthält, die von konzentrischen Knochenplatten, den Lamellen, umgeben sind. Mit anderen Worten, jedes Havers’sche System ist eine Gruppe von Hohlrohren aus Knochenmatrix (Lamellen), die ineinander übergehen. Zwischen diesen Lamellen befinden sich Lücken (»lacunae«), die Lymphe und Osteozyten enthalten.

Struktur des kompakten Knochens

Struktur eines spongiösen (porösen) Knochens

Die Lücken sind über haarähnliche Kanälchen, sogenannte Canaliculi, mit den Lymphgefäßen im Havers’schen Kanal verbunden, sodass die Osteozyten sich von der Lymphe ernähren können. Diese röhrenförmige Lamellenanordnung verleiht dem Knochen eine hohe Festigkeit.

Andere Kanäle, auch Perforationskanäle genannt, verlaufen rechtwinklig zur Längsachse des Knochens und verbinden die Blutgefäße und die Nervenversorgung im Knochen mit dem Periost.

Spongiöser Knochen (Spongiosa)

Spongiöser, schwammartiger Knochen besteht aus kleinen nadelförmigen Trabekeln (trabeculae, trabecula; wörtlich: »kleine Balken«) mit unregelmäßig angeordneten Lamellen und Osteozyten, die durch Kanäle miteinander verbunden sind. Es gibt keine Havers’schen Systeme, sondern viele freie Zwischenräume, die man sich als große Havers’sche Kanäle vorstellen kann. Sie ergeben ein wabenförmiges Erscheinungsbild und sind mit rotem oder gelbem Mark und Blutgefäßen gefüllt.

Diese Struktur bildet ein dynamisches Gitter, das in der Lage ist, sich allmählich in Reaktion auf Gewichtsbelastungen, Haltungsänderungen und Muskelverspannungen neu auszurichten und zu verändern. Spongiösen Knochen findet man in den Epiphysen langer Knochen, Wirbelkörpern und anderen Knochen ohne Hohlräume.

Knochenarten je nach Form
Unregelmäßige Knochen

Unregelmäßige Knochen haben komplizierte Formen; sie bestehen hauptsächlich aus spongiösem Knochen, der von dünnen Schichten aus kompaktem Knochen umgeben ist. Beispiele dafür sind einige Schädelknochen, die Wirbel und die Hüftknochen.

Flache Knochen

Flache Knochen sind dünne, abgeflachte Knochen; sie sind häufig leicht gebogen. In der Regel bestehen sie aus einer Schicht spongiösem Knochen, die zwischen zwei dünnen Schichten aus kompaktem Knochen liegt. Beispiele dafür sind die meisten Schädelknochen, die Rippen und das Brustbein.

Kurze Knochen

Kurze Knochen sind meistens würfelförmig; sie bestehen zum überwiegenden Teil aus schwammartigem (spongiösem) Knochen. Beispiele dafür sind die Karpalknochen im Handgelenk und die Fußwurzelknochen im Knöchel.

Sesambeine

Sesambeine (auch sesamoide Knochen, lat. für »geformt wie Sesamsamen«) sind eine spezielle Art kurzer Knochen, die sich in einer Muskelsehne bilden und in ihr eingebettet sind. Beispiele dafür sind die Patella (Kniescheibe) und das sogenannte »Erbsenbein« des Handgelenks.

Lange Knochen

Lange Knochen sind länger als breit. Sie haben einen Schaft und an beiden Schaftenden einen Kopf und bestehen überwiegend aus kompaktem Knochen. Beispiele sind die Knochen der Gliedmaßen, mit Ausnahme der Hand-Sprungelenks- und Fußknochen. (auch wenn die Knochen der Finger und Zehen tatsächlich lange Knochen in Miniatur sind)

Komponenten eines langen Knochens

Die Umwandlung des Knorpels innerhalb eines langen Knochens beginnt in der Mitte des Schaftes. Sekundäre, knochenbildende Zentren entwickeln sich später an den Knochenenden. Von diesen Knochenbildungszentren aus wächst der Knochen kontinuierlich während der Kindheit und Jugend bis zum 21. oder 22. Lebensjahr. Dann werden die Wachstumszentren hart.

Diaphyse

Die Diaphyse (griechisch: »Separation«) ist mit dem Schaft der zentrale Teil eines langen Knochens. Sie hat eine markgefüllte Aushöhlung (Kavität oder Markraum), die von kompaktem Knochen umgeben ist. Sie wird aus einer oder mehreren primären Verknöcherungsstellen gebildet und von einer oder mehreren Nährstoffarterien versorgt.

Epiphyse

Die Epiphyse (vom griechischen Wort für »Wucherung«) ist das Ende eines noch nicht ausgereiften, jugendlichen Knochens oder Knochenteils, der an der Epiphysenfuge noch durch Knorpel von dessen Hauptkörper getrennt ist. In einem sekundären Entwicklungsprozess verknöchert sie und besteht im Erwachsenenalter dann schließlich größtenteils aus Schwammknochen.

Epiphysenlinie

Die Epiphysenlinie ist der Überrest der flachen Epiphysenplatte aus hyalinem Knorpel langer junger (Röhren-) Knochen, die an dieser Stelle wachsen. Zum Ende der Pubertät stoppt das lange Knochenwachstum. Die Platte wird vollständig durch Knochengewebe ersetzt. Später erinnert nur noch die Epiphysenlinie an diesen Wachstumsprozess.

Gelenkknorpel

Der Gelenkknorpel in synovialen, also frei beweglichen Gelenken ist der einzige Hinweis auf die ursprünglich knorpelige Vergangenheit eines erwachsenen Knochens. Der Knorpel ist glatt, rutschig, porös, formbar, unempfindlich und hat keine Blutgefäße. Er wird durch Bewegung massiert und verteilt und bewegt damit Synovialflüssigkeit, Sauerstoff und Nährstoffe.

HINWEIS: Der degenerative Prozess der Arthrose (und die letzten Stadien einiger Formen rheumatoider Arthritis) bewirken den Abbau des Gelenkknorpels.

Periost

Das Periost ist eine faserige Bindegewebsmembran, die die Außenfläche des Knochens umhüllt. Es ist mit Gefäßen versorgt und stellt eine hochempfindliche, doppellagige, lebenserhaltende Scheide dar. Die äußere Schicht besteht aus dichtem, unregelmäßigem Bindegewebe. Die innen direkt an der Knochenoberfläche liegende Schicht enthält sowohl knochenbildende Osteoblasten als auch knochenzerstörende Osteoklasten. Das Periost ist durchzogen von Nervenfasern, Lymphgefäßen und Blutgefäßen, die über Nährstoffkanälchen den Knochen versorgen. Kollagenfasern, die sogenannten Sharpey-Fasern, befestigen es am Knochen. Das Periost fungiert auch als Ankerpunkt für Sehnen und Bänder.

Markhöhle

Die Markhöhle ist der Hohlraum der Diaphyse (beispielsweise im Zentrum eines Röhrenknochens). Sie enthält Knochenmark, das in der Kindheit und Jugend rot, im Erwachsenenalter gelb ist.

Rotes Knochenmark

Rotes Knochenmark hat eine rote, gelartige Konsistenz und besteht aus roten und weißen Blutkörperchen in verschiedenen Entwicklungsstadien.

Bestandteile eines langen Knochens

Knorpelstruktur: a) hyaliner Knorpel, b) weißer Faserknorpel, c) gelber elastischer Knorpel

Es befindet sich typischerweise im Schwammknochenteil langer Knochen und flacher Knochen. Bei Erwachsenen tritt das rote Knochenmark, das neue rote Blutkörperchen bildet, nur noch im Oberschenkel- und Oberarmkopf sowie in flachen Knochen wie dem Brustbein und unregelmäßigen Knochen wie den Hüftknochen auf. An diesen Stellen werden routinemäßig Knochenmarksproben entnommen, wenn man Probleme mit dem blutbildenden Gewebe vermutet.

Gelbes Knochenmark

Gelbes Mark ist ein fettiges Bindegewebe, das keine Blutzellen mehr produziert.

Knorpel

Knorpel ist ein spezialisiertes, fibröses Bindegewebe. Sein Hauptzweck ist es, glatte Oberflächen für die Bewegungen der Gelenke zu schaffen, die Stöße und Reibungen an den Stellen absorbieren, an denen Knochen aneinanderstoßen oder -reiben. Knorpel existieren entweder während einer bestimmten Wachstumsphase und werden später durch Knochen ersetzt oder als dauerhaft den Knochen ergänzende, weichere Struktur. Die Knorpelstärke ergibt sich vor allem aus dem in ihm enthaltenen Kollagen. Ein Knorpel ist überwiegend nichtvaskulär (also nicht von den Blutgefäßen durchdrungen) und ernährt sich hauptsächlich über ihn umgebende Gewebeflüssigkeiten.

Es gibt hyalinen Knorpel, Faserknorpel und elastische Knorpel. Der wichtigste ist der hyaline (Gelenk-)Knorpel, der sich aus Kollagenfasern und Wasser zusammensetzt. Als Gelenkknorpel bildet hyaliner Knorpel die Basis für die Entwicklung vieler Knochen. Im Erwachsenenalter existieren sie weiter als:

•Gelenkknorpel der Synovialgelenke

•Knorpelplatten zwischen – in der Wachstumsphase getrennt verknöchernden – Skelettbereichen

•Schwertfortsatz des Brustbeins (der spät oder gar nicht verknöchert) und der Rippenknorpel.

Hyaliner Knorpel existiert auch in der Nasenscheidewand, in den meisten Knorpeln des Kehlkopfes und in den Stützringen der Luftröhre sowie der Bronchien.

Das Kniegelenk: rechtes Bein, Ansicht in der Mitte der Speiche (Tibia)

Bänder

Bänder sind das faserige Bindegewebe, das Knochen mit Knochen verbindet. Zusammengesetzt aus dichtem, regelmäßig strukturiertem Bindegewebe, enthalten Bänder mehr Elastin als Sehnen und sind daher elastischer. Bänder sorgen für Stabilität in den Gelenken und ermöglichen oder begrenzen, zusammen mit den Knochen, die Bewegung der Gliedmaßen.

Sehnen

Sehnen sind das faserige Bindegewebe, das die Muskeln mit den Knochen verbindet. Durch ihre parallel angeordneten Kollagenfasern haben sie eine starke Widerstandsfähigkeit gegen hohe, unidirektionale Zugbelastungen bei Kontraktion des dazugehörigen Muskels. Sehnen arbeiten mit den Muskeln zusammen, um Kraft auf die Knochen auszuüben und Bewegung zu erzeugen.

Gelenke

Ein Gelenk (lateinisch: articulatio) ermöglicht Mobilität und macht das starre knöcherne Skelett beweglich. Physikalisch betrachtet nehmen die Gelenke Kräfte auf und übertragen sie in Bewegung. Wächst der Körper, finden die Wachstumsprozesse vor allem in der Nähe der Gelenke statt.

Man unterscheidet drei Haupttypen: fibröse Gelenke mit geringem oder keinem Bewegungsspielraum; immobile oder wenig bewegliche Knorpelgelenke sowie Synovialgelenke, die frei beweglich sind. Aufgrund ihrer freien Beweglichkeit sind Synovialgelenke wie z.B. Knie, Hüfte, Schulter und Ellenbogen am häufigsten von Sportverletzungen betroffen. Die folgenden Merkmale prädestinieren sie für Sportverletzungen:

Gelenkkapsel

Die Gelenkkapsel umhüllt das gesamte Synovialgelenk. Sie besteht aus einer äußeren Fasergewebsschicht und der innenliegenden Synovialmembran, die Gelenkflüssigkeit ausscheidet, um das Gelenk zu schmieren und zu versorgen. Die Gelenkkapsel wird durch starke Bänder stabilisiert (siehe oben).

Gelenkhöhle

Synovialgelenke haben eine Gelenkhöhle, die Gelenkflüssigkeit enthält. Bei faserigen oder knorpeligen Gelenken fehlt diese vollständig.

Hyaliner Gelenkknorpel

Hyaliner Knorpel bedeckt das Ende der Knochen und bietet eine glatte, »geschmierte« Oberfläche, die es dem Gelenk ermöglicht, sich frei zu bewegen. Aufgabe des Gelenkknorpels ist es, die Reibung der Knochen während der Bewegung zu reduzieren und Stöße zu absorbieren.

Schleimbeutel

Ein Schleimbeutel (lateinisch bursa, Plural bursae) ist ein kleiner Beutel, der mit visköser Flüssigkeit gefüllt ist. Bursae sind am häufigsten an der Stelle eines Gelenks zu finden, an der Muskel und Sehne über den Knochen gleiten. Aufgabe des Schleimbeutels ist es, die Reibung zu reduzieren und für eine gleitende Bewegung des Gelenks zu sorgen.

Die sieben Gelenktypen
Flach oder gleitend

Bei diesem Gelenktyp entsteht eine Bewegung, wenn zwei eigentlich flache oder leicht gekrümmte Oberflächen übereinander gleiten. Beispiele: Schultereckgelenke und Interkarpalgelenke des Handgelenks

Scharnier

Hier erfolgt die Bewegung über eine Querachse wie bei einem Scharnier. Ein Knochenvorsprung passt beispielsweise in die konkave oder zylindrische Gelenkfläche eines anderen und ermöglicht Flexion und Extension. Beispiele: die Interphalangealgelenke der Finger- und Zehenknochen und das Ellenbogengelenk.

Drehgelenk

Die Bewegung erfolgt um eine vertikale Achse, ähnlich dem Steckscharnier eines Tores. Eine mehr oder weniger zylindrische Gelenkoberfläche aus Knochen ragt in einen Ring aus Knochen oder Band hinein und dreht sich in diesem. Ein Beispiel dafür ist das proximale Radioulnargelenk am Ellenbogen.

Sphäroides oder Kugelgelenk

Hier bildet einer der Knochen einen kugel- oder halbkugelförmigen Kopf aus, der sich innerhalb der konkaven Gegenform eines anderen Knochens dreht und dadurch Flexion, Extension, Adduktion, Abduktion, Zirkumduktion und Rotation ermöglicht. Diese Gelenkform funktioniert mehrachsig und ermöglicht den größten Bewegungsspielraum aller Gelenke. Beispiele: Schultergelenk und Hüfte.

Ellipsoid

Diese Gelenke haben eine ellipsenähnliche Gelenkfläche, die in eine passende Wölbung am Gegenknochen passt; dadurch werden Flexion, Extension sowie leichte Abduktion und Adduktion ermöglicht. Beispiel: die metakarpophalangealen Gelenke der Hand (nicht aber der Daumen).