Knochen
Medizinische Expertise: Dr. med. NonnenmacherQualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer nat. Frank Meyer
Letzte Aktualisierung am: 18. September 2024Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.
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Im Laufe der Evolution hat sich ein Skelettsystem entwickelt, welches dem Menschen nicht nur die Stabilität und Beweglichkeit für den aufrechten Gang verleiht. Das Skelettsystem umfasst eine enorme Anzahl von Knochen. Diese beträgt zwischen 208 und 212 knöchernen Teilen.
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Was sind Knochen?
Die lateinische Bezeichnung für Knochen, welche in der Medizin Usus ist, heißt Os. Dieser Begriff wird meist gebeugt und in den Variationen oste-, osteo- oder einfach ost- bekannt.
Das komplette Knochensystem des Menschen setzt sich aus verschiedenen Knochen zusammen, welche in Abhängigkeit von deren Struktur als Röhrenknochen oder platte Knochen unterteilt werden. Darüber hinaus existiert eine Klassifizierung der Knochen auf der Grundlage der Entstehung und der Formgebung.
Die Knochen zeichnen sich durch eine außergewöhnliche Härte und gleichsam begrenzte Elastizität aus. Dies wird durch die spezifische Baustruktur der Knochen begründet. Die Hartsegmente der Knochen bestehen aus einer Gewebsart, die aus Bindegewebs- und Stützzellen gebildet wird.
Anatomie & Aufbau
Obwohl die Knochen optisch unterschiedlich aussehen, liegt diesen jedoch im Großen und Ganzen die gleiche Bauweise zugrunde. Für einen Zusammenhalt der gesamten Knochensubstanz und eine zusätzliche Verfestigung sorgt eine bindegewebige Haut, welche als Periost bezeichnet wird. Diese Schicht überzieht die sogenannte Knochenrinde, welche überaus kompakt ist.
Unter dieser Substantia compacta befindet sich das typische schwammähnlich strukturierte "Gebälk" des Knochens. Unter der Spongiosa tritt ein Hohlraum auf, in dem das Knochenmark eingebettet ist. Diese weichen und extrem durchblutete Knochenmark beinhaltet viele Blutgefäße. Das Knochenmark wird vom Endost umgeben. Dieser komplette Bereich ist beim Knochen als Markhöhle bekannt. Das Knochenmark wird zu Fettmark umgewandelt.
Bei der mikroskopischen Gewebsdarstellung zeigen sich im Knochen die Osteoblasten, die Osteoklasten und die Osteozyten. Diese Zellen begründen das Knochengewebe und sind für verschiedene Aufgaben verantwortlich.
Funktionen & Aufgaben
Die Knochen stellen mit den Muskeln, den Bändern und Sehnen sowie den gelenkigen Verbindungen eine Einheit dar und können nur in dieser Form die Beweglichkeit des Skeletts übernehmen.
Fachlich richtig wird diese Funktion der Knochen unter den biomechanischen Prozessen zusammengefasst. Unter diesen Voraussetzungen dienen die Knochen ebenso für die Übertragung der Kräfte. Durch das spezielle Relief der Knochen entsteht eine gewisse Statik, welche dem Skelett seine Stabilität und Form verleiht. Erstaunlicherweise unterliegen die Knochen während des gesamten Lebens morphologischen Veränderungen, welche eine begrenzte Anpassungsfähigkeit an aktuelle Anforderungen ermöglichen.
Unter dem Gerüst aus Knochen befinden sich viele lebenswichtige Organe, welche geschützt eingebettet sind. Die hohe Konzentration des Mineralgehaltes in den Knochen ist zudem eine perfekte Voraussetzung gegen eine auftretende Strahlenbelastung. In Bezug mit den Mineralien, welche in den Knochen extrem dicht eingelagert sind, übernimmt das Gewebe eine Speicherfunktion. Innerhalb dieser Fähigkeiten dienen die Knochen auch zur Aufrechterhaltung des normalen pH-Wertes im Blut (Pufferung).
Ohne das gesunde Knochenmark könnten keine Blutkörperchen entstehen. Das Mark in den Knochen ist dafür verantwortlich, dass unterschiedliche Reifungsstufen der roten Blutkörperchen gebildet werden können. Diese werden ab einem bestimmten Entwicklungsstadium aus den Knochen in die Blutbahn ausgeschwemmt.
Krankheiten
Kommt es zu Erkrankungen der Knochen, dann können diese bei zahlreichen Verläufen zu starken gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen. Dies basiert auf der Tatsache, dass die Knochen zum Teil lebenswichtige Funktionen zu erfüllen haben.
Einzelne bekannte Krankheiten des Knochens können auf das komplette Knochensystem übergreifen und andere Organsysteme in Mitleidenschaft ziehen. Dies trifft beispielsweise die sogenannten genetisch bedingten Mutationen der Knochenbeschaffenheit sowie die zunehmende Verknöcherung der Binde- und Stützgewebeareale. Eine weitere Erkrankung der Knochen, welche zudem vererbbar ist, wird als unheilbare Fehlfunktion im Stoffwechselsystem der Knochen bezeichnet.
Bei einem Knochenmarksödem kommt es zu einer Ansammlung von körpereigener Flüssigkeit im Knochenmark, sodass dieses verdrängt wird. Neben diesen recht komplizierten Krankheitsbildern können die Knochen an eher geläufigen Abnormitäten erkranken, welche in Form der Osteoporose beinahe als Volkskrankheiten auftreten. Darüber hinaus gibt es bei den Knochen Tumoren mit Metastasen und einen Abbau der Knochenmasse in Folge des Versagens der Nieren. Weitere Erkrankungen der Knochen sind die Glasknochenkrankheit und die Knochenentzündungen.
Typische & häufige Erkrankungen
10 Dinge, die Sie über Knochen wissen sollten
1. Wie viele Knochen hat ein Erwachsener?
Ein erwachsener Mensch hat etwa 206 Knochen. Babys werden mit etwa 270 Knochen geboren, aber im Laufe der Zeit verschmelzen einige dieser Knochen miteinander, wodurch die endgültige Anzahl von 206 erreicht wird.
2. Welche Rolle spielt Kalzium für die Knochengesundheit?
Kalzium ist entscheidend für die Festigkeit und Dichte der Knochen. Es unterstützt den Aufbau und die Erhaltung der Knochenstruktur. Ein Mangel an Kalzium kann zu Osteoporose führen, einer Krankheit, bei der die Knochendichte abnimmt und Knochen brüchig werden.
3. Warum sind Knochen so hart?
Knochen bestehen aus einer Mischung aus kollagenen Fasern und mineralischen Kristallen, hauptsächlich aus Kalziumphosphat. Diese Kombination verleiht den Knochen ihre Festigkeit und Flexibilität, wodurch sie sowohl stark als auch bruchsicher sind.
4. Wie beeinflusst Vitamin D die Knochengesundheit?
Vitamin D hilft dem Körper, Kalzium aus der Nahrung aufzunehmen, was entscheidend für die Knochengesundheit ist. Ein Mangel an Vitamin D kann zu Rachitis bei Kindern und Osteomalazie bei Erwachsenen führen, beides Krankheiten, bei denen die Knochen weich und schwach werden.
5. Können Knochen heilen, wenn sie brechen?
Ja, Knochen haben die bemerkenswerte Fähigkeit, sich selbst zu heilen. Nach einem Bruch bildet der Körper neuen Knochengewebe an der Bruchstelle. Dieser Heilungsprozess kann mehrere Wochen oder Monate dauern und hängt von Faktoren wie dem Alter, dem allgemeinen Gesundheitszustand und der Schwere des Bruchs ab.
6. Was ist Osteoporose und wie kann man sie verhindern?
Osteoporose ist eine Krankheit, bei der die Knochendichte abnimmt und das Risiko von Knochenbrüchen steigt. Präventive Maßnahmen umfassen eine kalziumreiche Ernährung, ausreichend Vitamin D und regelmäßige Gewichtstraining-Übungen, um die Knochendichte zu erhalten.
7. Verändern sich Knochen im Alter?
Ja, mit zunehmendem Alter verlieren Knochen an Dichte und Stärke. Dieser Verlust beginnt bereits im mittleren Alter und beschleunigt sich nach den Wechseljahren bei Frauen. Deshalb ist es wichtig, ab einem gewissen Alter auf eine ausreichende Kalzium- und Vitamin-D-Zufuhr sowie regelmäßige Bewegung zu achten.
8. Welche Funktion haben Knochen neben der Stütze des Körpers?
Neben der Unterstützung und Formgebung des Körpers spielen Knochen eine entscheidende Rolle bei der Blutzellenbildung im Knochenmark, dem Schutz der inneren Organe und der Speicherung von Mineralien wie Kalzium und Phosphat.
9. Können Knochen durch falsche Ernährung oder Lebensstil geschädigt werden?
Ja, ein Kalzium- und Vitamin-D-Mangel, Bewegungsmangel und übermäßiger Alkoholkonsum oder Rauchen können die Knochen schwächen und das Risiko für Knochenkrankheiten wie Osteoporose erhöhen.
10. Ist es möglich, starke Knochen im hohen Alter zu erhalten?
Ja, durch eine Kombination aus ausgewogener Ernährung, die reich an Kalzium und Vitamin D ist, regelmäßiger körperlicher Aktivität (insbesondere Gewichtstraining) und einem gesunden Lebensstil (Vermeidung von Rauchen und Alkohol), können Knochen auch im Alter stark bleiben.
10 Tipps für gesunde Knochen
1. Kalziumreiche Ernährung
Eine ausreichende Kalziumaufnahme ist essenziell für die Knochengesundheit. Milchprodukte wie Milch, Joghurt und Käse sind hervorragende Kalziumquellen. Auch grünblättrige Gemüse wie Brokkoli, Grünkohl und Spinat liefern viel Kalzium, ebenso wie Nüsse und Samen.
2. Vitamin D einnehmen
Vitamin D hilft dem Körper, Kalzium aus der Nahrung aufzunehmen. Sonnenlicht ist eine natürliche Quelle, aber in den Wintermonaten oder bei unzureichender Sonnenexposition kann es sinnvoll sein, Vitamin D-Präparate einzunehmen oder auf angereicherte Lebensmittel zurückzugreifen.
3. Regelmäßige körperliche Aktivität
Bewegung, insbesondere Gewichtstraining und Widerstandstraining, hilft, die Knochendichte zu erhalten und sogar aufzubauen. Aktivitäten wie Laufen, Wandern und Tanzen sind besonders effektiv, um die Knochengesundheit zu fördern.
4. Proteinzufuhr beachten
Knochen bestehen nicht nur aus Mineralien, sondern auch aus Proteinen, die ihnen Struktur geben. Eine ausgewogene Ernährung mit ausreichend Protein aus magerem Fleisch, Fisch, Hülsenfrüchten und pflanzlichen Quellen unterstützt die Knochengesundheit.
5. Alkoholkonsum einschränken
Übermäßiger Alkoholkonsum kann die Knochen schwächen, da er die Fähigkeit des Körpers beeinträchtigt, Kalzium aufzunehmen, und den Knochenabbau fördert. Ein maßvoller Umgang mit Alkohol schützt die Knochengesundheit.
6. Rauchen aufgeben
Rauchen beeinträchtigt die Blutzirkulation, was zu einer verminderten Nährstoffversorgung der Knochen führt. Raucher haben zudem ein höheres Risiko für Osteoporose. Der Verzicht auf Zigaretten ist ein wichtiger Schritt, um die Knochendichte zu erhalten.
7. Gesundes Körpergewicht halten
Ein gesundes Gewicht ist wichtig für die Knochengesundheit. Untergewicht kann den Knochenabbau fördern, während Übergewicht die Gelenke belastet. Ein ausgewogenes Körpergewicht verringert das Risiko für Knochenerkrankungen und Brüche.
8. Koffeinkonsum reduzieren
Ein übermäßiger Koffeinkonsum, vor allem durch Kaffee und Tee, kann die Kalziumaufnahme beeinträchtigen. Es wird empfohlen, Koffein in Maßen zu konsumieren, um die Knochengesundheit nicht zu gefährden.
9. Vermeidung von Phosphorüberschuss
Phosphor ist wichtig für den Knochenstoffwechsel, aber ein Überschuss – insbesondere durch den Konsum von stark verarbeiteten Lebensmitteln und Softdrinks – kann die Kalziumaufnahme beeinträchtigen und die Knochen schwächen.
10. Regelmäßige Knochendichte-Untersuchungen
Besonders bei Risikogruppen wie älteren Menschen oder Frauen nach den Wechseljahren sollten regelmäßige Knochendichte-Untersuchungen durchgeführt werden. Diese Tests helfen, Osteoporose frühzeitig zu erkennen und entsprechende Maßnahmen zur Vorbeugung zu ergreifen.
Der Einfluss von Ernährung auf die Knochendichte
Die Knochendichte, ein Indikator für die Festigkeit und Stabilität von Knochen, ist ein wesentlicher Faktor für die Knochengesundheit. Sie spielt eine zentrale Rolle in der Vorbeugung von Osteoporose und Knochenbrüchen, besonders im Alter. Ernährung hat einen enormen Einfluss auf die Knochendichte, da bestimmte Nährstoffe den Knochenaufbau fördern, während andere zu einem Abbau der Knochenmasse beitragen können.
Kalzium und Vitamin D als Schlüsselnährstoffe
Kalzium ist der Hauptbaustein der Knochen, und etwa 99 % des Kalziums im Körper befinden sich in den Knochen und Zähnen. Eine kalziumreiche Ernährung hilft dabei, die Knochendichte zu erhalten und den Knochenabbau im Alter zu verlangsamen. Erwachsene sollten täglich etwa 1000 bis 1200 mg Kalzium zu sich nehmen. Gute Quellen sind Milchprodukte, grünes Blattgemüse und Mandeln.
Vitamin D ist entscheidend für die Aufnahme von Kalzium im Darm. Ohne ausreichendes Vitamin D wird weniger Kalzium aus der Nahrung aufgenommen, was zu einem Kalziummangel und damit zu einer geringeren Knochendichte führen kann. Sonnenlicht ist die wichtigste Quelle für Vitamin D, aber auch Lebensmittel wie Fisch, Eigelb und angereicherte Milchprodukte tragen zur Versorgung bei.
Phosphor und sein Einfluss auf die Knochengesundheit
Phosphor ist ein weiterer wichtiger Mineralstoff für den Knochenstoffwechsel. Allerdings kann ein Überschuss an Phosphor, der oft durch den Konsum von verarbeiteten Lebensmitteln und Softdrinks aufgenommen wird, die Kalziumaufnahme hemmen und die Knochendichte negativ beeinflussen. Ein ausgewogenes Verhältnis von Kalzium und Phosphor ist entscheidend, um die Knochen stark zu halten.
Proteine und ihre Rolle im Knochenstoffwechsel
Proteine sind ein weiterer wichtiger Bestandteil für die Knochenstruktur. Während ausreichend Protein die Knochen stärkt, kann eine übermäßige Zufuhr, insbesondere aus tierischen Quellen, die Ausscheidung von Kalzium über den Urin fördern, was langfristig die Knochendichte senken kann. Eine ausgewogene Proteinaufnahme aus tierischen und pflanzlichen Quellen wie Hülsenfrüchten und Nüssen ist ideal.
Knochenschädigende Faktoren: Salz und Koffein
Ein hoher Salzkonsum kann die Ausscheidung von Kalzium über die Nieren erhöhen und so den Knochenabbau fördern. Es wird empfohlen, den Salzkonsum zu begrenzen, um die Knochengesundheit zu unterstützen. Auch Koffein, insbesondere in hohen Mengen, kann die Kalziumaufnahme beeinträchtigen und sollte daher moderat konsumiert werden.
Prävention von Osteoporose durch Ernährung
Durch eine ausgewogene Ernährung, die reich an Kalzium, Vitamin D und anderen knochenstärkenden Nährstoffen ist, kann das Risiko für Osteoporose und Knochenbrüche erheblich reduziert werden. Die Kombination von guter Ernährung und regelmäßiger Bewegung ist entscheidend, um die Knochengesundheit im Alter zu erhalten und Knochenschwund vorzubeugen.
Knochenbrüche und ihre Heilungsprozesse
Knochenbrüche (Frakturen) sind häufige Verletzungen, die Menschen jeden Alters betreffen können. Die Heilung eines Knochens nach einem Bruch ist ein komplexer biologischer Prozess, der aus verschiedenen Phasen besteht. Dieser Prozess kann durch verschiedene Faktoren wie das Alter des Patienten, den Bruchtyp und den allgemeinen Gesundheitszustand beeinflusst werden.
Arten von Knochenbrüchen
Es gibt mehrere Arten von Knochenbrüchen, darunter offene und geschlossene Frakturen. Bei einer offenen Fraktur durchdringt der gebrochene Knochen die Haut, was das Infektionsrisiko erhöht und eine komplexere Behandlung erfordert. Stressfrakturen sind kleine Risse im Knochen, die durch wiederholte Belastung entstehen, während komplette Brüche eine vollständige Trennung des Knochens bedeuten.
Phasen der Knochenheilung
Die Heilung eines gebrochenen Knochens erfolgt in drei Hauptphasen: Entzündung, Reparatur und Remodellierung.
Entzündungsphase: Unmittelbar nach dem Bruch kommt es zu einer Blutung im Bereich der Fraktur, was zur Bildung eines Hämatoms führt. Diese Phase dient dazu, beschädigte Gewebe zu reinigen und Entzündungszellen in den Bereich zu bringen, um den Heilungsprozess zu starten.
Reparaturphase: In dieser Phase bildet sich aus dem Hämatom ein Knorpelgewebe (Kallus), das den Bruch vorübergehend stabilisiert. Nach und nach wird dieser Knorpel durch einen festen Knochen ersetzt. Diese Phase dauert mehrere Wochen bis Monate, abhängig von der Schwere des Bruchs.
Remodellierungsphase: In der letzten Phase wird der neue Knochen geformt und gestärkt, um seine ursprüngliche Form und Funktion wiederherzustellen. Diese Phase kann mehrere Monate bis Jahre dauern.
Faktoren, die die Heilung beeinflussen
Die Geschwindigkeit und Qualität der Knochenheilung hängen von verschiedenen Faktoren ab. Alter spielt eine große Rolle, da jüngere Menschen in der Regel schneller heilen als ältere Erwachsene. Ernährung ist ebenfalls entscheidend, da ein Mangel an Kalzium, Vitamin D und anderen Nährstoffen die Knochenregeneration verlangsamen kann. Menschen mit Vorerkrankungen wie Osteoporose oder Diabetes können eine längere Heilungszeit haben.
Medizinische Unterstützung und Behandlung
Die Behandlung von Knochenbrüchen variiert je nach Bruchtyp. Gipsverbände oder Schienen werden verwendet, um den Knochen während der Heilung zu stabilisieren. In schweren Fällen kann eine operative Fixierung notwendig sein, bei der Platten, Schrauben oder Nägel eingesetzt werden, um die Knochenfragmente an Ort und Stelle zu halten.
Auch der Einsatz von Physiotherapie nach der Heilung ist wichtig, um die Muskelkraft und Beweglichkeit wiederherzustellen und die Knochendichte zu fördern.
Einfluss von Lebensstil und Prävention
Ein gesunder Lebensstil mit einer ausgewogenen Ernährung, ausreichend Bewegung und dem Vermeiden von Risikofaktoren wie Rauchen kann nicht nur das Risiko von Knochenbrüchen reduzieren, sondern auch den Heilungsprozess beschleunigen. Besonders für ältere Menschen ist die Prävention durch regelmäßige körperliche Aktivität entscheidend, um die Knochendichte zu erhalten und Stürze zu vermeiden.
Quellen
- Adler, C.-P.: Knochenkrankheiten. Springer, Heidelberg 2004
- Schmidt, R., et al.: Physiologie des Menschen. Springer, Heidelberg 2010
- Wolff, H.-P., Weihrauch, T.R. (Hrsg.): Internistische Therapie. Urban & Fischer, München 2012