Knorpel

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 9. September 2024

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Knorpel ist ein elastisches Stützgewebe vor allem der Gelenke aber auch anderer Körperregionen. Kennzeichnend ist die Widerstandsfähigkeit des Knorpels gegen mechanische Einwirkungen. Anatomisch bemerkenswert ist das Fehlen jeglicher Durchblutung und Innervation im Knorpel.

Was ist Knorpel?

Knorpel ist ein Anteil des Skelettes und dient damit der Aufrechterhaltung der Körperform. Aber auch die Beweglichkeit ermöglicht das Gewebe, das auch Belastungen abfedern muss.
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Knorpel ist ein Bindegewebe, das im Körper Stütz- und Haltefunktionen erfüllt. Die Mediziner unterscheiden 3 verschiedene Grund-Typen:

• Hyaliner Knorpel: Äußerst druckstabiler und elastischer Knorpel vor allem der Gelenke. Daneben bildet Hyaliner Knorpel die Stützringe der Luftröhre und Bronchien sowie die Grundgestalt des Kehlkopfes und Teile des Nasenskelettes.

• Faserknorpel: Zug- und druckresistenter Knorpel der Bandscheibenringe und des Meniskus. Außerdem bildet Faserknorpel Teile des Schulter- und Kiefergelenkes und die Schambeinfuge (Becken).

• Elastischer Knorpel: Knorpel mit sehr nachgiebiger Konsistenz. Die Ohrmuschel und Teile des Gehörganges sowie des Kehldeckels bestehen aus elastischem Knorpel.

Anatomie & Aufbau

Knorpel besteht im größten Teil seines Volumens aus einer Masse, in die nur wenige Zellen eingebettet sind. Spezielle Knorpelzellen, die Chondrozyten, produzieren die Grundsubstanz des Gewebes.

Deswegen ist auch von einer „Knorpelmatrix“ die Rede. Diese Matrix wird von Proteinen gebildet wie dem faserigen Kollagen sowie dem Elastin, das eine Faltblattstruktur aufweist. Daneben sind Verbindungen zwischen Eiweiß und Kohlenhydraten beteiligt, sogenannte „Proteoglykane“, das bedeutendste darunter ist die Hyaluronsäure.

Knorpel ist weder von Nerven noch von Blutgefäßen durchzogen. Die Versorgung der wenigen Zellen mit Sauerstoff und Nährstoffen erfolgt durch „Einsickern“ von Gewebsflüssigkeit, physikalisch als „Diffusion“ bezeichnet. Von außen trägt die Knorpelhaut, das Perichondrium, Nährsubstanzen heran. Am Überzug der Gelenke und beim faserigen Bindegewebe fehlt diese Art der Versorgung beim Knorpel.

Funktion & Aufgaben

Knorpel ist ein Anteil des Skelettes und dient damit der Aufrechterhaltung der Körperform. Aber auch die Beweglichkeit ermöglicht das Gewebe, das auch Belastungen abfedern muss.

Hauptvoraussetzung dafür ist die Elastizität: mag auch Druck ausgeübt werden und zu einer kurzeitigen Verformung führen, ein gesunder Knorpel findet stets zu seiner Ausgangsform zurück. Sehr anschaulich wird dies in Anbetracht der Ohrmuscheln und der Nase. Trotz hervorragender Elastizität ist Knorpel außerordentlich stabil. Dies zeigt sich an den Gelenken, wo Druck und Reibung zu einer enormen Beanspruchung führen.

So müssen Sprung-, Knie- und Hüftgelenke die Stöße beim Gehen und Laufen abfedern, ohne dass der Knochen splittert. Sogar den Biegebewegungen der Wirbelsäule muss der Knorpel standhalten: Denn auch die Verbindung zwischen den Wirbeln sind Gelenke, deren Knorpel der Faserring der Bandscheibe ist, der einen den gallertigen Bandscheibenkern umhüllt.

Der flexible Knorpel erfüllt am Kehlkopf gleich mehrere Funktionen. Denn der knorpelige „Larynx“ unterstützt das Schlucken und kann die Atemwege mit einem Deckel verschließen. Auch die Stimmbänder beherbergt der Kehlkopf, daher resultiert auch die Fähigkeit des Sprechens aus einem Organ aus Knorpel.

Krankheiten & Beschwerden

Knorpel ist als stark belastetes Gewebe sehr anfällig gegen Abnutzungserscheinungen. Freilich nimmt diese Erscheinung mit dem Alter zu und ist dann ein normaler Vorgang, wenn die Verdünnung der Knorpelschicht gleichmäßig auftritt.

Bei lange andauernder einseitiger Beanspruchung jedoch kommt es zu ungleichmäßigem Abrieb und damit zur Arthrose. Beteiligt ist dann immer auch der knorpeltragende Knochen. Ursachen sind oft Übergewicht oder schwere körperliche Arbeit. Daneben spielen Gelenkfehlstellungen eine Rolle. Neben diesen chronischen Verlaufsformen treten Verletzungen durch kurzzeitige Krafteinwirkung auf. Häufig geschieht dies bei Sportunfällen.

Klinisch relevant ist auch der Bandscheibenvorfall, bei dem es zum Riss des knorpeligen Faserringes kommt, wodurch der Bandscheibenkern austritt. Der resultierende Druck auf Nerven oder auch das Rückenmark führt zu starken Schmerzen und sogar Lähmungen. Die Knorpelerweichung oder Chondromalazie zählt zu den Autoimmunkrankheiten und damit zum rheumatischen Formenkreis. Davon betroffen ist überwiegend das Kniegelenk. Die Gelenkschäden gehen häufig in eine Gelenkentzündung (Arthritis) über.

Eine entzündliche Knorpelerkrankung ist auch das Tietze-Syndrom: Hier kann es an den knorpeligen Nahtstellen zwischen Brustbein und Rippen infolge der Entzündung sogar zu Brüchen kommen. Ist nur der Knorpel erkrankt, spricht man von einer Chondrose. Diese Erkrankungen werden heute größtenteils zu den „Osteochondrosen“ gestellt, denn meistens handelt es sich um eine gemeinsame Störung von Knochen und Knorpel.

10 Dinge, die Sie über Knorpel wissen sollten

Was ist Knorpel und welche Funktion hat er?

Knorpel ist ein flexibles Bindegewebe, das die Gelenke schützt, indem es Stöße abfängt und die Reibung zwischen den Knochen reduziert. Er wirkt wie ein Puffer und sorgt dafür, dass Bewegungen geschmeidig ablaufen.

Welche Arten von Knorpel gibt es?

Es gibt drei Haupttypen von Knorpel: hyaliner Knorpel (in den Gelenken und Atemwegen), elastischer Knorpel (z. B. in der Ohrmuschel) und Faserknorpel (in Bandscheiben und Menisken). Jeder Typ hat spezifische Funktionen und Eigenschaften.

Kann Knorpel sich regenerieren?

Knorpel hat eine sehr begrenzte Fähigkeit zur Regeneration, da er keine Blutgefäße enthält. Daher ist seine Heilung bei Verletzungen oder Verschleiß oft langwierig und unvollständig, was zu dauerhaften Gelenkproblemen führen kann.

Welche Krankheiten betreffen den Knorpel?

Die häufigste Knorpelerkrankung ist Arthrose, bei der der Gelenkknorpel allmählich abgebaut wird. Weitere Erkrankungen sind Knorpelverletzungen durch Sport oder Unfälle sowie entzündliche Erkrankungen wie rheumatoide Arthritis, die den Knorpel schädigen können.

Welche Symptome deuten auf Knorpelschäden hin?

Typische Symptome von Knorpelschäden sind Schmerzen in den betroffenen Gelenken, Steifheit, Schwellungen und eingeschränkte Beweglichkeit. Oft wird der Schmerz bei Belastung schlimmer und kann das Gehen oder Heben von Gegenständen erschweren.

Wie kann man Knorpelschäden vorbeugen?

Regelmäßige, gelenkschonende Bewegung wie Schwimmen oder Radfahren kann helfen, den Knorpel gesund zu halten. Eine ausgewogene Ernährung, reich an Vitaminen und Mineralien, sowie ein gesundes Körpergewicht reduzieren die Belastung auf die Gelenke und schützen den Knorpel.

Wie wird ein Knorpelschaden diagnostiziert?

Knorpelschäden werden häufig durch eine Kombination von körperlicher Untersuchung, bildgebenden Verfahren wie MRT und in einigen Fällen Arthroskopie (Gelenkspiegelung) diagnostiziert. Diese Methoden ermöglichen eine detaillierte Beurteilung der Knorpelstruktur.

Gibt es Möglichkeiten, Knorpel aufzubauen?

Es gibt derzeit keine Möglichkeit, geschädigten Knorpel vollständig wiederherzustellen. Behandlungen zielen darauf ab, das Fortschreiten des Schadens zu verlangsamen und die Symptome zu lindern, beispielsweise durch Physiotherapie, Injektionen von Hyaluronsäure oder regenerative Ansätze wie Knorpeltransplantationen.

Welche Rolle spielt Ernährung für die Knorpelgesundheit?

Eine Ernährung, die reich an Omega-3-Fettsäuren, Vitaminen C und D sowie Mineralien wie Kalzium und Magnesium ist, kann die Knorpelgesundheit unterstützen. Diese Nährstoffe fördern die Bildung von Kollagen und andere Komponenten des Knorpelgewebes.

Welche modernen Behandlungen gibt es bei Knorpelschäden?

Neben traditionellen Therapien wie Schmerzmitteln und Physiotherapie werden immer mehr regenerative Ansätze erforscht, darunter Stammzelltherapien und Knorpelzüchtung im Labor. Diese Methoden könnten in Zukunft dazu beitragen, die Heilung von Knorpelgewebe zu verbessern.

10 Tipps für gesunde Knorpel

Regelmäßige, gelenkschonende Bewegung

Bewegung ist entscheidend, um den Knorpel gesund zu halten. Gelenkschonende Aktivitäten wie Schwimmen, Radfahren oder zügiges Gehen helfen, den Knorpel mit Nährstoffen zu versorgen und die Gelenkbeweglichkeit zu erhalten, ohne sie übermäßig zu belasten.

Übermäßige Belastung der Gelenke vermeiden

Übermäßige Belastung, insbesondere bei schwerem Heben oder wiederholten Bewegungen, kann den Knorpel schädigen. Es ist wichtig, das richtige Gleichgewicht zu finden und das Risiko von Überlastungen durch Pausen und korrektes Heben zu minimieren.

Gesundes Körpergewicht halten

Übergewicht belastet die Gelenke, insbesondere Knie, Hüften und den unteren Rücken, und kann den Knorpel schneller abnutzen. Ein gesundes Körpergewicht reduziert den Druck auf die Gelenke und schützt den Knorpel vor übermäßigem Verschleiß.

Ausgewogene Ernährung für Knorpelgesundheit

Eine Ernährung, die reich an Nährstoffen wie Omega-3-Fettsäuren, Vitamin C, Vitamin D, Kalzium und Magnesium ist, unterstützt die Gesundheit des Knorpels. Diese Nährstoffe fördern die Produktion von Kollagen und Hyaluronsäure, die für die Struktur und Elastizität des Knorpels wichtig sind.

Ausreichend Wasser trinken

Knorpel besteht zu einem großen Teil aus Wasser, das für seine Elastizität und Funktion wichtig ist. Eine ausreichende Flüssigkeitszufuhr sorgt dafür, dass der Knorpel geschmeidig bleibt und gut als Stoßdämpfer wirken kann.

Regelmäßige Dehnübungen machen

Dehnübungen verbessern die Flexibilität der Gelenke und fördern die Durchblutung der umliegenden Muskeln und Bänder. Dadurch werden Nährstoffe besser zum Knorpel transportiert, was seine Regeneration und Erhaltung unterstützt.

Knorpel durch gezielte Stärkung der Muskulatur entlasten

Eine starke Muskulatur rund um die Gelenke hilft, den Druck auf den Knorpel zu verringern. Durch Krafttraining oder gezielte Physiotherapieübungen können die Gelenke stabilisiert und die Belastung gleichmäßig verteilt werden, was den Knorpel schützt.

Vermeidung von wiederholten Mikrotraumata

Aktivitäten oder Berufe, die wiederholte kleine Verletzungen an den Gelenken verursachen (z. B. Arbeiten in kniender Position), können langfristig zu Knorpelschäden führen. Regelmäßige Pausen und die Verwendung von Schutzpolstern können helfen, solche Mikrotraumata zu vermeiden.

Rauchen aufgeben

Rauchen beeinträchtigt die Durchblutung und die Sauerstoffversorgung des Knorpelgewebes, was die Regeneration des Knorpels erschwert. Der Verzicht auf Nikotin verbessert die Durchblutung und unterstützt die Knorpelgesundheit.

Frühzeitig auf Knorpelschäden reagieren

Bei ersten Anzeichen von Gelenkschmerzen oder eingeschränkter Beweglichkeit sollte man frühzeitig einen Arzt aufsuchen. Frühzeitige Diagnose und Behandlung, etwa durch Physiotherapie oder entzündungshemmende Maßnahmen, können das Fortschreiten von Knorpelschäden verlangsamen und langfristige Schäden verhindern.

Knorpeltransplantation: Chancen und Herausforderungen

Die Knorpeltransplantation, auch als autologe Knorpelzelltransplantation oder Knorpelregeneration bekannt, ist ein innovatives Verfahren zur Behandlung von Knorpelschäden, die auf natürliche Weise nicht heilen können. Da der Knorpel nur eine begrenzte Regenerationsfähigkeit hat, stellt die Transplantation eine vielversprechende Option dar, um dauerhafte Gelenkschäden zu vermeiden und die Beweglichkeit wiederherzustellen.

Knorpelschäden treten häufig in Form von Abnutzung (Arthrose) oder durch Verletzungen auf, insbesondere bei Athleten oder Menschen, die schwere körperliche Arbeiten verrichten. Wenn der Knorpel beschädigt wird, kann er keine neuen Zellen produzieren, da er nicht über Blutgefäße verfügt, die für die Heilung notwendig sind. Hier setzt die Knorpeltransplantation an, indem gesundes Knorpelgewebe entnommen, im Labor vermehrt und in den beschädigten Bereich transplantiert wird.

Das am häufigsten verwendete Verfahren ist die autologe Chondrozytenimplantation (ACI). Dabei werden Knorpelzellen aus einem weniger belasteten Bereich des Gelenks entnommen, im Labor kultiviert und in den geschädigten Bereich transplantiert. Dies bietet den Vorteil, dass körpereigenes Material verwendet wird, wodurch das Risiko einer Abstoßungsreaktion minimiert wird. Die Implantation erfolgt meist minimalinvasiv, was die Erholungszeit verkürzt.

Die Knorpeltransplantation hat in der Orthopädie große Fortschritte gemacht, ist jedoch nicht ohne Herausforderungen. Eine der größten Schwierigkeiten ist die Integration der neuen Zellen in das vorhandene Gewebe. Obwohl die transplantierten Zellen neue Knorpelmatrix bilden können, ist es schwierig, eine stabile Verbindung zum umgebenden Knorpel herzustellen. Dies kann in einigen Fällen zu einem unzureichenden Heilungsverlauf führen oder die Haltbarkeit der Transplantation beeinträchtigen.

Ein weiteres Hindernis ist die Langzeitstabilität des regenerierten Knorpels. Während viele Patienten nach der Transplantation kurzfristige Verbesserungen erfahren, gibt es noch Unsicherheiten darüber, wie lange der neue Knorpel unter Belastung stabil bleibt. Zudem sind die Kosten für eine Knorpeltransplantation relativ hoch, und das Verfahren erfordert spezialisierte Einrichtungen und erfahrene Chirurgen.

Zukünftige Entwicklungen in der regenerativen Medizin zielen darauf ab, die Ergebnisse der Knorpeltransplantation weiter zu verbessern. Der Einsatz von biologischen Gerüsten (Scaffolds) und Wachstumsfaktoren wird erforscht, um die Zellintegration und -stabilität zu erhöhen. Auch Stammzellentherapien gewinnen an Bedeutung, da sie das Potenzial haben, beschädigten Knorpel auf natürliche Weise zu regenerieren, ohne dass eine Transplantation von körpereigenem Knorpelgewebe erforderlich ist.

Die Knorpeltransplantation bietet große Chancen für Patienten mit schweren Knorpelschäden, doch es bedarf weiterer Forschung und technologischer Fortschritte, um die Langzeitergebnisse zu optimieren und das Verfahren einer breiteren Patientengruppe zugänglich zu machen.

Arthrose: Ursachen und Knorpelabbau im Alter

Arthrose ist eine degenerative Gelenkerkrankung, bei der der Knorpel, der die Gelenkflächen bedeckt, allmählich abgebaut wird. Dieser Prozess betrifft vor allem ältere Menschen, kann aber auch jüngere Personen betreffen, insbesondere bei früheren Gelenkverletzungen oder genetischer Veranlagung. Der Abbau des Knorpels führt zu Schmerzen, Steifheit und eingeschränkter Beweglichkeit, da die schützende Schicht zwischen den Knochen verschwindet und diese direkt aufeinander reiben.

Die Ursachen von Arthrose sind vielfältig. Der Alterungsprozess spielt eine zentrale Rolle, da die Zellen, die für die Reparatur und Erneuerung des Knorpels zuständig sind, mit zunehmendem Alter an Aktivität verlieren. Zudem führt der ständige mechanische Stress auf die Gelenke, insbesondere in stark beanspruchten Bereichen wie Knie, Hüfte oder Wirbelsäule, zu einem beschleunigten Knorpelverschleiß. Übergewicht ist ein weiterer Risikofaktor, da es die Gelenke übermäßig belastet. Auch frühere Verletzungen, wie Kreuzbandrisse oder Meniskusschäden, erhöhen das Risiko für die Entwicklung von Arthrose, da der betroffene Knorpel in diesen Fällen oft nicht vollständig regeneriert.

Im frühen Stadium der Arthrose treten zunächst kleine Risse und Abnutzungen im Knorpel auf. Der Knorpel wird dünner und verliert seine Elastizität. Dies führt zu einer Verschlechterung der Gelenkfunktion und zu Entzündungen, die oft Schmerzen und Schwellungen verursachen. Wenn der Knorpel vollständig abgebaut ist, reiben die Knochen direkt aufeinander, was starke Schmerzen und eine Einschränkung der Beweglichkeit verursacht. In fortgeschrittenen Stadien kann es zu Gelenkverformungen und Knochenspornen (Osteophyten) kommen.

Die Behandlung von Arthrose konzentriert sich in erster Linie darauf, den Schmerz zu lindern und die Beweglichkeit der Gelenke zu erhalten. In den frühen Stadien kann dies durch Physiotherapie, Gewichtsreduktion und die Verwendung von entzündungshemmenden Medikamenten erreicht werden. Hyaluronsäure-Injektionen oder Glucosamin-Präparate können die Knorpelfunktion unterstützen und den Abbau verlangsamen. Obwohl diese Therapien keine Heilung bieten, können sie das Fortschreiten der Arthrose verlangsamen und die Symptome lindern.

In fortgeschrittenen Fällen, in denen der Knorpel vollständig abgebaut ist und konservative Therapien nicht mehr helfen, kann eine Gelenkoperation in Betracht gezogen werden. Dabei wird das geschädigte Gelenk entweder teilweise (Teilgelenkersatz) oder vollständig (Totalendoprothese) durch ein künstliches Gelenk ersetzt. Diese Eingriffe können die Lebensqualität der Patienten erheblich verbessern, allerdings sind sie invasiv und erfordern eine lange Rehabilitation.

Zukünftige Ansätze zur Arthrosebehandlung konzentrieren sich auf die Regeneration von Knorpelgewebe, etwa durch Stammzellentherapie oder geweberegenerative Verfahren. Diese innovativen Therapien könnten eines Tages dazu führen, dass beschädigter Knorpel nicht nur symptomatisch behandelt, sondern auch regeneriert wird, was langfristige Lösungen für Arthrose-Patienten bieten könnte.

Quellen

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