Bewegungsapparat

Die Anatomie des Bewegungsapparates beschäftigt sich mit allen Körperstrukturen, die für die Aufrechterhaltung der Form des Körpers und dessen Bewegung sowohl direkt als auch indirekt nötig sind.

Zu unterscheiden sind hier:

Literatur

Norbert Ulfig, Frank Neudörfer: Bewegungsapparat, 2002 (ISBN: 3805573154)


Kategorie:Anatomie Die Muskeln


Der Muskel ist ein kontraktiles Organ im Körper, also in der Lage sich zusammenzuziehen und ist eine eigene Art von Gewebe. Seine Aufgabe ist es, innere und äußere Körperteile zu bewegen, damit sich Mensch und Tier fortbewegen, ihre Gestalt anpassen und viele ihrer Körperfunktionen erhalten können. Im lebenden Organismus haben spezielle Zellen im Muskelgewebe, die Muskelfasern die Möglichkeit durch Kontraktion (Zusammenziehen) Bewegung zu erzeugen. Diese Zellen werden durch chemische oder elektrische Impulse erregt und spielen eine wichtige Rolle im Wärmehaushalt des Organismus. Der Mensch verfügt über mehr als 600 voneinander abgrenzbare Einzelmuskeln. Sie machen beim Mann zusammen ungefähr 40%, bei der Frau etwa 23% der Gesamtkörpermasse aus. Der allgemeine Aufbau der Muskelzellen ist gleich wie der der übrigen Zellen im Körper. Man kann grundsätzlich zwischen Skelettmuskeln (quergestreift), Eingeweidemuskeln (längsgestreift), 45° helical gestreiften Muskeln (beim Egel) und einer Sonderform der quergestreiften Muskulatur, dem Herzmuskel unterscheiden.


Anatomie

So gut wie alle Muskelzellen sind mesodermaler Herkunft. Die wenigen Ausnahmen sind der Pupillenmuskel und die Endstücke mancher Drüsen welche dem Ektoderm entstammen. Jede Muskelfaser ist umgeben von einer Hülle aus Bindegewebe, dem Ednomysium. Mehrere Muskelfasern ergeben ein Muskelfaserbündel dessen Haut Perimysium genannt wird. Viele Muskelfaserbündeln bilden den Muskel, der vom Epimysium umhüllt ist. Jeder Muskel wiederum ist von einer festen Hülle aus Bindegewebe (Faszie) ummantelt, die sich am Ende des Muskelbauches als Sehne fortsetzt. Das Kapillarnetz (z.B. Blutgefäße) befindet sich im Endomysium. Die Muskelfaser ist eine Vereinigung aus mehreren Muskelzellen, genaugenommen aber ist sie keine Zelle, da sie trotz der einen Membran (Sarkolemme) mehrere Zellkerne besitzt. Sie kann sich deshalb auch nicht teilen, was der Grund ist, warum bei einem Verlust der Faser kein Ersatz nachwachsen kann und bei Muskelzuwachs sich nur die Muskelfaser verdickt; das heißt, von Geburt an ist die Obergrenze der Muskelfasern festgelegt. Mehrere Muskelfasern werden zu Muskelfaserbündeln zusammengeschlossen. Ein Muskelfaserbündel wird umschlossen von Septen (Wänden) aus starkem Bindegewebe, dem Perimysium. Neben den üblichen Bestandteilen einer tierischen Zelle machen hauptsächlich die sogenannten Myofibrillen (Myo=Muskel), das sind feinste, in Längsrichtung der Muskelfasern angeordnete Stränge, zu etwa 80% die Fasermasse aus. Jene wiederum bestehen aus Filamenten (Man unterscheidet dünne Aktinfilamente und dicke Myosinfilamente), die für die Art der Streifung verantwortlich sind und welche die eigentlichen Träger der Kontraktion sind. Die Farbe des Muskels entsteht durch den im Zytoplasma gelösten Farbstoff Myoglobin der als Sauerstofflieferant gilt.

Zieht man einen dieser Myofibrillen aus dem "Fadenbündel" der Muskelfaser heraus, so kann man deutlich eine farbliche Struktur entdecken. Sie entsteht durch die gegenseitige Überlagerung der roten und weißen Filamente. Die farbigen Abschnitte treten periodisch auf, jedes Abteil wird Sarkomer genannt. Die Sarkomere sind durch einen dünnen Streifen getrennt, der sich Z-Streifen nennt. Jedes Sarkomer ist aus zwei Myofilamenten zusammengesetzt, dem Aktin und dem Myosin. Die Aktinfilamente sind an den Z- Streifen verankert und die Myosinfilamente ragen in der Mitte des Sarkomers an beiden Seiten in die Aktinfilamente hinein. Die Myosinfilamente bestehen aus einem Schwanz- und Kopfteil (Myosinköpfe). Aktin ist mit einem Gewirr aus Troponin und Tropomyosin umwunden. Durch diese Eigenschaften können sich beide ineinanderschieben und so den Muskel verkürzen.


Muskelspindeln Innerhalb eines Muskels liegen zwischen 40 und 500 Muskelspindeln. Diese registrieren Längenänderungen des Muskels und melden sie über bestimmte Nervenfasern dem Rückenmark. Durch die Informationen dieser Spindeln wissen wir über die Position unserer Gliedmaßen Bescheid, ohne hinsehen zu müssen. Muskelspindeln schützen Muskeln auch vor Überdehnung. Bei plötzlicher Dehnung des Muskels lösen sie einen Dehnungsreflex aus, wodurch sich der Muskel wieder zusammenzieht. Man überprüft die korrekte Funktion des Dehnungsreflex mit dem Kniesehnenreflex. Durch einen leichten Schlag unterhalb der Kniescheibe wird kurzzeitig der Oberschenkelmuskel gedehnt. Die Kontraktion des Muskels durch den Dehnungsreflex erfolgt jedoch erst, wenn der Schlag bereits vorbei ist. Diese Kontraktion lässt den Unterschenkel nach vorne schnellen. Es ist ein Abwehrmechanismus, der gegen ein mögliches Zerreißen des Muskels wirkt.


Physiologie

Kontraktion Die Kontraktion ist eine Reaktion, die durch einen Impuls ausgelöst wurde. Sie bewirkt, dass die zwei Bestandteile der Fibrillen, die Filamente, überlappend ineinander gleiten. Ein Nervenimpuls löst dann komplexe chemische Reaktionen aus, die sich darin äußern, dass die Köpfchen des Myosins sich mehrmals von dem dünnen Filament lösen, einknicken und an der nächsten Stelle des Aktins wieder andocken. Diese Reaktionen verlaufen in Tausendstel von Sekundenbruchteilen und bewirken das Kontrahieren oder Anspannen der Fasern und Muskeln. In Hinblick auf ihre Zusammenarbeit werden Muskeln in gegenspielende und zusammenwirkende unterteilt.

Gegenspielende Muskeln Um eine Bewegung ausführen zu können, ist immer das Zusammenspiel gegensätzlich wirkender Muskeln notwendig. Ein Muskel arbeitet bei einer Bewegung niemals allein. Der Agonist (Spieler), führt eine Bewegung aus (Kontraktion), während der Gegenspieler oder Antagonist dafür sorgt, dass die Bewegung in Gegenrichtung erfolgen kann (Dilatation). Beugt z. B. der Bizeps den Unterarm im Ellenbogen, so muss gleichzeitig der Gegenspieler Trizeps gedehnt werden. Soll der Unterarm wieder in eine gerade Position gebracht werden, geht es umgekehrt. Jetzt ist der Trizeps der Agonist, er streckt den Unterarm, während der Bizeps als Antagonist gedehnt wird. Muskeln, die Extremitäten an den Körper heranlegen, heißen Adduktor (Beuger), ihre Antagonisten, die Abduktor (Strecker), sorgen dafür, dass die Extremitäten vom Körper abgespreizt werden.

Zusammenwirkende Muskeln: Muskeln die bei einer Bewegung zusammenarbeiten, nennt man Synergisten (Mitspieler). Sie haben eine gleiche oder ähnliche Wirkung und arbeiten deshalb bei vielen Bewegungsabläufen zusammen. Zum Beispiel für Liegestütze braucht man den Trizeps und die Brustmuskeln.

ISOMETRISCHE KONTRAKTION: Der Muskel wird angespannt ohne seine Länge zu verändern. (Halten des Gewichts beim Gewichtheben) ISOTONISCHE KONTRAKTION: Der Muskel verkürzt sich ohne seine Spannung zu verändern. (Hochstemmen des Gewichts beim Gewichtheben)

Alles- oder Nichts- Regel Es gibt entweder eine maximale Kontraktion der Fibrillen, oder gar keine, das heißt man kann die Stärke der Kontraktion nicht dosieren, sondern nur die Anzahl der zu kontrahierenden Fibrillen. Die Stärke der Muskelkontraktion des einzelnen Muskels hängt davon ab, wie viele der motorischen Einheiten auf einmal zur Kontraktion angeregt werden. Zur längeren Dauer einer Anspannung ohne Erschöpfung wechseln sich die motorischen Einheiten ab. Alle motorischen Einheiten auf einmal werden höchsten bei einem Muskelkrampf angeregt.

Erregungsleitung T- System (transversales System): Die Zellmembranen der Muskelfasern dringen tief in das Innere der Zelle ein und bilden so transversale(quer zur Muskelfaser) Tubuli(Röhrchen), welche die Myofibrillen wie Schläuche umgeben. Diese sorgen für eine schnelle Ausbreitung der Impulse bis tief in die Muskelfasern. L- System (longitudinales System): Zwischen den transversalen laufen die longitudinalen(längs zur Muskelfaser) Tubuli. Durch die Anwesenheit von Kalcium Ionen binden sich die Myosinköpfe an die Aktinoberfläche, die Energie dazu liefert aber das ATP(Adenosintriphosphat).

Energie Bewegung erfordert bekanntlich Energie, für den Energienachschub sind die Blutgefäße zuständig. Diese Energie entsteht durch die Spaltung von ATP in ADP(-diphosphat) und Phosphat am Myosinkopf. Bei hoher Arbeitsleistung wird der ATP- Verbrauch durch sauerstoffunabhängigen Stoffwechsel vollzogen, wodurch eine Milchsäure (Lactat) entsteht, die sich im Muskelgewebe ansammelt. Das kann die Ursache eines Muskelkaters sein. Ohne ATP bleiben Aktin und Myosin miteinander verbunden und der Muskel wird starr (Leichenstarre). Energie wird aus Kohlenhydraten, Fetten und Eiweißen gewonnen. Die Eiweiße werden jedoch nur bei Hunger oder extremer körperlicher Belastung eingesetzt, da sich der Körper hierbei selbst aufbraucht. Die übers Blut gelieferten Nährstoffe enthalten zwar Energie, diese ist aber chemisch gebunden und steht den Zellen nicht direkt zur Verfügung. Nährstoffe müssen vorerst verbrannt werden, um Bewegung erzeugen zu können. Für diesen Vorgang sind in jeder Muskelzelle spezielle Zellorgane (Mitochondrien) vorhanden. Die Stärke eines Muskels ist direkt proportional zu der Anzahl seiner Myofibrillen, also seiner Durchschnittsfläche. Die Stärke des gesamten muskulösen Körpers wird allerdings vor allem von biomechanischen Prinzipien (z.B. Hebellänge) bestimmt. Ein Muskel kann nur optimal arbeiten, wenn er im richtigen Maße gedehnt ist, also weder zu stark gedehnt noch zu stark verkürzt. Ist also der Gegenspieler zu stark oder zu schwach, entsteht eine Ungleichheit (muskuläre Dysbalance), die zu Problemen wie Haltungsschäden führen können.

Wärmehaushalt Werden die Muskeln aktiv bewegt, steigert sich der Energieumsatz ganz erheblich. Eine wichtige Funktion der Skelettmuskeln ist der Umsatz von Energie. Die Muskeln selbst verbrauchen nur etwa 45 Prozent Wärme. Die restliche Energie steht dem Körper als Körperwärme zur Verfügung. Unwillkürliches Zittern ist nichts anderes als kurze Kontraktion von Muskeln, die dabei Wärme erzeugen.

Motorische Endplatte Sie befindet sich an der Skelettmuskulatur. Dort liegen die motorischen Nervenzellen auf den Muskelfasern. Der Überträgerstoff Acetylcholin ist für die Signalübertragung zuständig. Die Motorische Einheit besteht aus einem Motoneuron (motorischer Nerv) und der von diesem Nerv innervierten Gruppe von Muskelfasern. Je komplexer und genauer ein Muskel gesteuert werden muss, desto mehr Motoneuronen treffen auf eine Muskelfaser. In großen Skelettmuskeln (z.B. Oberschenkelmuskel) versorgt eine Nervenfaser bis zu 100 Muskelfasern, umgekehrt treffen beim Stimmband auf eine Muskelfaser mehrere Nerven.

Muskeltonus Durch ihn können wir ohne Anstrengung gerade stehen oder sitzen. Skelettmuskeln sind durch das Nervensystem andauernd unter einer leichten Anspannung gehalten (Grundspannung). Wenn wir schlafen oder meditieren sind unsere Muskeln entspannt. Von Muskelverspannungen spricht man, wenn der Muskeltonus anhaltend verstärkt ist.

Struktur

1.)Die glatte(längsgestreifte) Muskulatur

Die Tätigkeit ist vom Willen unabhängig und wird vom vegetativen Nervensystem gesteuert. Sie ist im Vergleich zur quergestreiften Muskulatur eher langsam. Es ist vorwiegend das Gewebe der Eingeweide, und bildet den größten Teil der Wände der Hohlorganen (Magen- Darm- Trakt, Gallenblase, Geschlechtsorgane, Blutgefäße). Es kommt in den tiefen Atemwegen, am Auge, an der Haut, an den Haaren und Drüsen vor. Die Zellen sind in Strängen oder Schichten angeordnet und ihre länglichen Zellkerne sind zentral (zum Querschnitt)gelegen. Zusammengezogen sind sie meist spiralförmig gewunden. Ihre Breite schwankt zw. 5 und 20 µm und ihre Zellmembran ist nur elektronenoptisch nachzuweisen, also kaum vorhanden. Für ihre Tätigkeit scheint eine direkte Innervation (Nervenimpulsversorgung durch das Gehirn) nicht immer erforderlich. Der Magen kontrahiert nach passiver Dehnung (durch Nahrungsaufnahme) auch ohne Einfluss des Gehirns. Trotzdem ist oft eine enge (synaptische) Verbindung des glatten Muskelgewebes mit dem vegetativen Nervensystem nachweisbar. Bei zu starker Beanspruchung z.B. bei Verstopfung der Hohlorgane nehmen die glatten Muskelzellen rasch an Länge und Breite zu. Ihre Regenerationsfähigkeit ist schlecht. Bei Verletzungen entstehen Narben im Bindegewebe.

2.)Die quergestreifte Muskulatur

Diese wird beim Menschen in Skelett- und Herzmuskulatur unterteilt und findet sich weiterhin bei der Zunge, den Muskeln des Kehlkopfes und dem Zwerchfell. Im Bereich des Kopfdarms wird die viszerale (Eingeweide-) Muskulatur von den Hirnnerven innerviert und ist quergestreift, was für Eingeweidemuskulatur eine Ausnahme ist. Sie erhält ihren Namen durch die unter dem Mikroskop sichtbare Querstreifung. Diese ergibt sich aus den periodisch abwechselnd hellen (Aktin) und dunklen (Myosin) Elementen der Fibrillen. Die Zellkerne befinden sich in der Nähe des Zellrandes. Sie wird vom zentralen Nervensystems gesteuert und unterliegt in den meisten Fällen dem Willen. Die Dauer der Muskelreaktion ist bei quergestreiften Skelettmuskeln sehr unterschiedlich und abhängig vom Myoglobingehalt. Man unterscheidet schnelle (phasische) Muskelfasern und langsame (tonische) Fasern. Aufgrund des Myoglobingehaltes werden die phasischen Muskeln als "weiße Muskeln" (wenig Myoglobin) und die tonischen als "rote Muskeln" (viel Myoglobin) bezeichnet.


a.)Sekelettmuskelgewebe: Es ist das am stärksten ausgebildete Organ des Menschen, und zum größten Teil handelt es sich um die Muskulatur des aktiven Bewegungsapparates, die von den Nerven des willkürlichen Nervensystems versorgt wird. Im Skelettmuskel sind Muskelfasern und Bindegewebe (Muskelfaszie) funktionell eng miteinander verbunden, und setzen sich aus einzelnen Faserbündeln zusammen. Die Muskelzellen sind durch Bindegewebsfasern (Retikulinfasern) untereinander und mit ihrer Umgebung verbunden. Die Ausläufer dieses Bindegewebes, die Septen, umhüllen wiederum jede einzelne Muskelfaser und schließen diese zu Muskelfaserbündeln zusammen. Die Muskelfaserbündel können ihre Kraft bündeln und „an einem Strang ziehen". Gleichzeitig ermöglichen die Septen durch den Zusammenschluss bestimmter Muskelfasergruppen ihre Verschiebbarkeit gegeneinander. Am Skelettmuskel unterscheidet man den aktiven Teil, den Muskelbauch und den passiven Teil, die Sehnen, welche die Muskelzugkraft auf das Skelett übertragen (da sie in die Faszie übergehen). 

Sehnen werden durch den Austausch von Gewebsflüssigkeit ernährt, da sie keine Blutgefäße besitzen.

Die rumpfnahen (proximale) Anheftungsstellen bezeichnet man als Ursprung, die rumpffernen (distale) als Ansatz (an ihnen liegen Ursprungs- und Ansatzsehnen). Am Ursprung ist oft ein Muskelkopf, der in einen Muskelbauch übergeht. Hat ein Muskel mehrere Ursprünge, spricht man von zwei -, drei- oder vierköpfigen Muskeln, die sich in einem gemeinsamen Muskelbauch vereinigen und in einer gemeinsamen Sehne enden. Zwei- oder mehrbäuchige Muskeln haben zwar nur einen Kopf , jedoch eine oder mehrere Zwischensehnen. Ein-, zwei- oder mehrgelenkige Muskeln ziehen über ein oder mehrere Gelenke hinweg.

Formen des Muskels

Ringmuskel: Beispiele: Ziliarmuskel zur Veformung der Linse des Auges, 

Schließmuskel

Hohlmuskel: Beispiele: Speiseröhre, Magen, Darm, Herz

platter Muskel spindelförmiger Muskel federförmige Muskeln mehrbäuchiger Muskel

mehrköpfiger Muskel: Beispiele: Biceps brachii, Triceps brachii und Quadriceps femori.

Man unterscheidet nach dem Verhalten der Muskelfasern zur Sehne verschiedene Muskelformen:

parallelfaseriger Muskel: Der Gesamtquerschnitt der Muskelfasern ist klein, und daher ist der Hubraum eher gering.

einfach gefiederter Muskel: Er besitzt einen hohen physiologischen Querschnitt, und somit eine große Muskelkraft. Aufgrund seiner kurzen Muskelfaser hat auch er eine geringe Hubraumgröße.

doppeltgefiederter Muskel: Die Muskelfasern entspringen von einer gabelförmigen Ursprungssehne, und der physiologische Querschnitt ist noch höher als beim einfach gefiederten Muskel.


b.) Herzmuskelgewebe: Der Herzmuskel wird außen vom Herzbeutel und innen von der Herzinnenhaut umgeben. Bei dieser Sonderform der quergestreiften gibt es viele Ähnlichkeiten zur glatten Muskulatur: Die Herzmuskulatur hat einen kleinen Querschnitt und ihre Kerne der Herzmuskelzellen liegen in der Zellmitte wie bei der glatten Muskulatur. Das vegetative Nervensystem kann die Tätigkeit der Herzmuskelzellen beeinflussen. Das Herzmuskelgewebe ist nicht dem Willen unterworfen und ermüdet nicht. Die Herzmuskelzellen sind alle netzförmig durch sogenannte Glanzstreifen miteinander verknüpft und verkrampfen nie, obwohl sie non Stop arbeiten. Ein gesundes Herz schlägt Tag für Tag mehr als 100.000 Mal. Jeder normale Herzschlag beginnt im rechten Vorhof. Es hat ein eigenes Nervensystem und kann sich spontan depolarisieren (elektrisch entladen), um sich selbstständig zu kontrahieren. Das Herz enthält die „kardiale Isoform“ des Troponin (siehe Aktinfilament), welches auch im Blut messbar ist und zur frühen Erkennung von Herzinfarkten beiträgt. Das Herz besitzt ein eigenes Reizleitungssystem aus speziellen Muskelfasern. Die Erregungen, die für die Kontraktionen des Herzmuskels notwendig sind, entstehen im Herzen selbst. Damit ist das Herz befähigt, unter geeigneten Bedingungen auch außerhalb des Körpers zu schlagen. Schlagfrequenz und Kontraktionsstärke werden regulierend durch Sympathicus und Parasympathicus des vegetativen Nervensystems beeinflußt. Zum Reizleitungssystem gehören mehrere Strukturen, die im Herzen selbst liegen. Die Herzwand ist aus drei Schichten aufgebaut, dem innenliegenden Endokard, dem in der Mitte liegenden Myokard und dem außen anliegenden Epikard.



3) 45° helical gesteiftes Muskelgewebe

Muskelkrankheiten (Myopathien)

Angeborene Muskelerkrankungen

Angeborene Muskelerkrankungen sind unterschiedliche Erkrankungen, die oft durch eine Muskelschwäche, die meist die gesamte Muskulatur betrifft gekennzeichnet sind. Die Muskeleigenreflexe sind nicht oder nur schwach auslösbar. Manchmal bestehen zusätzliche Skelettauffälligkeiten wie hoher Gaumen oder Wirbelsäulenverkrümmungen. Diese Erkrankungen können mit einem frühzeitigen Tod verbunden sein. Sie sind genetisch bedingte degenerative Erkrankung der Skelettmuskulatur, auf 100.000 Einwohner kommen 10 erkrankte Patienten.

Muskeldystrophie Ist ein progressiver, symmetrischer Muskelschwund, eine Schwäche und Hypotonie der Muskeln, die später in Atrophie übergeht, vor allem an Rumpf und den proximalen Gliedmaßen. Die Erregbarkeit der Muskelzellen ist abgeschwächt, jedoch besteht keine Störung in der Funktion von Blase, Mastdarm und Sinneswahrnehmung. Es zieht sich meistens über Jahre und ist langsam fortschreitend. Die Eigenreflexe bleiben so lange erhalten, wie genügend Muskelmasse für eine Reflexzuckung vorhanden ist.

Myasthenie (angeborene Muskelschwäche) Die Myasthenia gravis ist eine neurologische Erkrankung, deren chrakteristisches Kennzeichen eine belastungsabhängige Muskelschwäche ist, die sich in Ruhe wieder bessert. Ursache dieser seltenen und schwer zu diagnostizierenden Erkrankung, ist eine autoimmune Entzündung der motorischen Endplatte, d.h. der Synapse die die Nervenaktionspotentiale auf den Muskel überträgt. Zielstruktur dieser Autoimmunerkrankung sind der Acetylcholinrezeptor der motorischen Endplatte der quergestreiften Muskulatur. Herzmuskel und glatte Muskulatur werden nicht von der Krankheit beeinträchtigt. Die willkürliche Atemmuskulatur kann allerdings so stark beeinträchtigt werden, dass es zu einem Atemstillstand kommen kann bzw das der Patient beatmet werden muss. Von den Lähmungen betroffen sind besonders die Augenlider und die äußeren Augenmuskeln, so dass es zum Absinken der Lider sowie zum Auftreten von Doppelbildern kommt. Weitere betroffene Muskelgruppen können die mimische Muskulatur des Gesichts, die Kau- und die Rachenmuskulatur sein.

Erworbene Muskelerkrankungen

Bei den erworbenen Muskelerkrankungen handelt es sich um oft durch äußere Einflüsse wie Verletzungen, Medikamente oder Gifte entstandene Schädigungen. Auch Über- oder Unterbeanspruchungen oder innere Erkrankungen können eine Störung der Muskulatur hervorrufen.

Muskelkater Muskelkater ist ein Muskelschmerz, der nach anstrengender oder ungewohnter körperlicher Arbeit auftritt und nur bei der quergestreiften Muskulatur vorliegt. Es gibt verschiedene Theorien über seine Ursachen. Ursprünglich erklärte man ihn sich als Übersäuerung des Muskels durch Milchsäure (Laktat), diese Laktat-Hypothese wurde falsifiziert. Ein Muskelkater tritt erst Stunden nachdem sich der Milchsäurespiegel bereits normalisiert hat auf (Laktat hat eine Halbwertzeit von ~20 Minuten). Muskelkater tritt hauptsächlich bei ungeübten Sportlern auf, doch Laktat wird auch bei Profis erzeugt. Außerdem müsste ein Muskelkater besonders durch sportliche Betätigung wie z.B. einen 400 Meterlauf entstehen. Jedoch ist bewiesen, dass er öfter nach Krafttraining auftritt, bei dem längst nicht so viel Laktat erzeugt wird. Heute ist nachgewiesen, dass durch die Überbelastung kleine Risse im Muskelgewebe auftreten. Die Entzündungen, welche durch diese Risse entstehen, führen durch Einsickern von Wasser zum Anschwellen des Muskels. Dies führt zum Dehnungsschmerz.

Muskelzerrung und Muskelriss Eine Muskelzerrung entsteht meist durch eine plötzliche, unkoordinierte Bewegung, dabei handelt es sich um eine Überdehnung der Muskelfasern und des umgebenden Bindegewebes, wobei es zur Zerstörung einzelner Muskelzellen kommt. Eine Muskelzerrung ist also ein winziger Muskelriss. Wenn ein Muskel stark zusammengezogen wird und es einen Widerstand in die entgegengesetzte Richtung gibt, kann eine Muskelzerrung eintreten. Die Verletzung spielt sich in der Mikrostruktur des Muskels ab.


Muskelatrophie (Muskelschwund) -ist eine Verringerung von Muskelmasse. Dies entsteht bei geringer Beanspruchung des Muskels (z.B. beim Tragen eines Gipses) oder bei Verletzungen der Nerven, die den Muskel versorgen sollten.

Muskelhypertrophie -ist die Vergrößerung von Muskelmasse und entsteht bei starker, wiederholter Muskeltätigkeit oder Einnahme von Anabolika.

Muskuläre Dysbalance tritt auf wenn Agonist und Antagonist unterschiedlich stark sind.


Krämpfe Ein Krampf (Spasmus) ist der Definition nach jede krankhafte Muskelkontraktion. Auf den Muskel bezogen kann man sagen, dass alle Krämpfe eher zu den erworbenen Myopathien gehören, wobei die Epilepsie häufiger zu den angeborenen Erkrankungen gehört. Jeder Muskel wird in Bezug auf seine Tätigkeit von einem Bewegungsnerv beherrscht. Wird dieser Nerv in irgend einer Weise erregt (durch den Willen oder die Übertragung eines Reizes) zieht sich der Muskel zusammen, bei normalen aber auch bei abnormen Erregungen eines Bewegungsnervs. Jede dadurch erzeugte, krankhaft gesteigerte Aktion der vom Rückenmark entspringenden Bewegungsnervenfasern äußert sich als unwillkürliche Zuckung, Zittern oder anhaltende Kontraktion einer, mehrerer oder so gut wie aller Muskelgruppen. Folgen diese rasch aufeinander, nennt man sie Konvulsionen. Krämpfe können durch mechanische, chemische oder psychische (Angst, Zorn, Schreck oder der Anblick eines Krampfanfalls) Reize entstehen. Man unterscheidet sie nach ihrer Form, je nachdem wo die erregende Ursache liegt (im Rückenmark, im Hirn oder in peripheren Körperteilen), somit erfolgt ihre Einteilung in Gehirn-, Rückenmarks- und Reflexkrämpfe. Obwohl alle motorischen Nervenfasern dem Rückenmark entspringen und es die Quelle aller krampfartigen Kontraktionen ist, sind doch echte Rückenmarkskrämpfe seltener als Gehirnkonvulsionen (wie zum Beispiel: Epilepsie). Sonstige Konvulsionen erscheinen bei Entzündungen, Blutaustretungen, Wasseransammlungen. Am häufigsten sind Reflexkrämpfe, wo der Reiz unwillkürliche und ungeordnete Zuckungen erregt (z.B. Augenlid-, Magen-, Blasenkrämpfe, krampfhaftes Husten...) Zudem kann auch das Rückenmark selbst krankhaft beschaffen sein, sodass Krämpfe durch geringe und übliche Bewegungsreize hervorgerufen werden können (z.B. Starrkrampf (Tetanus), Veitstanz (Chorea) und hysterische Konvulsionen). Jeder Krampf kann in unterschiedlicher Stärke auftreten, von einer leichten Zuckung bis zu den stärksten Kontraktionen, bei denen sogar Knochen gebrochen und Muskelfasern gerissen werden können. Dies hängt vom veranlassenden Reiz, Zustand des betreffenden Zentralorgans, und der Kontraktionsfähigkeit des Muskel selbst ab. Auf heftige und anhaltende tonische Kontraktion der Atemmuskeln (z.B. bei Tetanus) kann der Tod eintreten. Reflexkrämpfe beschränken sich oft auf nur einzelne Muskeln oder Gruppen(Wadenkrampf, Husten, Erbrechen, Krampf der Schließmuskeln,...), wobei Gehirnkrämpfe halb- oder ganzseitig auftreten. Der Schreibkrampf fällt unter die Beschäftigungsneurosen. Man findet beim Schreibkrampf unwillkürliche, z.T. schmerzhafte Kokontraktionen antagonistisch wirkender Muskelgruppen am Unterarm, die je nach Überwiegen einzelner Muskeln zu Fehlstellungen der Finger und/oder der Hand beim Schreiben führen. Die tonischen Krämpfe sind im allgemeinen gefährlicher als die klonischen.

Lähmung Im Wachzustand befinden sich die Muskeln in einem aktiven Spannungszustand (Tonus), der durch den Reflextonus (stetiger Erregungsstrom) aufrechterhalten wird. Fehlt dieser Muskeltonus kommt es zu einer schlaffen Lähmung. Ist die Muskelspannung bei Unbeweglichkeit erhöht, spricht man von einer straffen oder spastischen Lähmung. Lähmung tritt in der Regel bei fehlender Nervenversorgung eines Muskels ein.

Muskelstarre (Rigor) Irreversible Muskelkontraktur ist eine längerandauernde Verkürzung eines Muskels. Leichenstarre(Rigor mortis) tritt 4-10 Stunden nach Eintritt des Todes auf. Sie ist auf das Fehlen des Stoffwechselablaufes innerhalb der Muskelzelle zurückzuführen, und beginnt normalerweise bei der Kaumuskulatur. Nach etwa 1-3 Tagen, sobald die Gewebsstrukturen zu zerfallen beginnen (Autolyse),verschwindet die Leichenstarre wieder.

Doping und Muskeldrogen - Anabolika Anabolika ist der umgangssprachlich Ausdruck für "Anabole Steroide". Anabolika wirken aufbauend, zum Beispiel durch Zunahme von Muskelmasse und Muskelkraft. Auf der Dopingliste werden damit unterschiedliche Hormonartige Substanzen bezeichnet. Die chemische Struktur und die Wirkung leiten sich teils vom männlichen Sexualhormon Testosteron ab, andere Wirkstoffe werden beispielsweise in der Tiermast eingesetzt. Anabolika wirken anabol und androgen. Anabol bedeutet allgemein aufbauend (z.B. Muskelmasse, Kraft, Verringerung des Körperfettanteils), Androgen bedeutet eine geschlechtsspezifische, „vermännlichende“ Wirkung. Anabolika können je nach Anwendungsart, Dauer und Dosis viele unterschiedliche schwerwiegende Nebenwirkungen haben.

Die KNOCHEN

Das Skelett (grie.: ausgetrockneter Körper), Prinzipiell gibt es zwei unterschiedliche Skelettarten: Das Exoskelett, das eine stabile, äußere Hülle eines Organismus bildet, und das Endoskelett, das eine Stützstruktur im inneren des Körpers ist. Der Stamm der Gliederfüßer hat Exoskelette entwickelt. Da diese nur begrenzt "mitwachsen" können, finden in der Individualentwicklung zumeist Häutungen statt, bei denen die während des Wachstums zu klein gewordenen Hülle abgestreift wird. Ein Endoskelett besteht aus festen Elementen, die über Muskeln gegeneinander bewegt werden können. Bei Menschen und generell bei den meisten Wirbeltiergruppen werden diese Elemente als Knochen bezeichnet. Weiterer wichtiger Baustein von Endoskeletten sind die Knorpel. Bei Säugetieren spielen Knorpel eine wichtige Funktion in den Gelenkbereichen.

Die Knochen (lat.: Ossa) oder das Knochengewebe bezeichnet das besonders harte, skelettbildende Stützgewebe der Wirbeltiere. Es besteht beim Menschen aus ~210 Knochen. Die genaue Zahl ist individuell unterschiedlich (Kleinknochen im Fuß und der Wirbelsäule treten unregelmäßig auf). Das menschliche Skelett macht nur etwa zwölf Prozent des gesamten Körpergewichts aus. Alle Wirbeltiere stützen ihren Körper durch ein inneres Skelett. Die einzelnen Knochen sehen je nach Lage und Funktion verschieden aus. Die Größe variiert zwischen den nur einige Millimeter großen Gehörknöcheln bis zu den meterlangen Bein- und Rippenknochen der Dinosaurier.



Knochentypen

Knochen können auf drei Arten unterteilt werden:

1) Nach Art ihrer embryonalen Entstehung

• Deck-, Beleg- oder Bindegewebsknochen, die vor allem in der Schädel-Region vorkommen. Kleinere Knochen wachsen zu komplexen Gebilden zusammen.

• Ersatzknochen, welche die tiefer gelegenen Skelettteile bilden (z.B. die Knochen des Arm- und Beinskeletts).

2) Nach der Anordnung

• schwammartige Bälkchenknochen (spongiöse Knochen)

• Lamellenknochen (stabilere Knochen mit lamellartiger Schichtung der Interzellularsubstanz).

3) nach ihrer Form oder besonderen Struktur

• Röhrenknochen (lange Knochen-zB:Arm, Bein) heißen alle Knochen, die einen hohlen Schaft haben, in welchem sich das Knochenmark befindet. An ihnen unterscheidet man zwischen dem Mittelstück (der Diaphyse) und den beiden Enden (den Epiphysen), sowie einem dazwischen liegenden, für das Längenwachstum wichtigen Areal, der Metaphyse. Abgesehen von den Fingern und Zehen haben alle Röhrenknochen zwei Gelenkenden, die mit Knorpel überzogen sind.

• Platte, flache Knochen (Schulterblatt, Hüftbein, Schädelknochen) dienen als Schutz innerer Organe oder als Ansatz größerer Muskelgruppen. Sie enthalten besonders viel rotes Knochenmark und Knochenbälkchen.

• Kurze , auch kompakte, würfel- oder zylinderförmige Knochen (Wirbel, Hand- und Fußwurzelknochen), die von Knochenbälkchen (Spongiosa) durchsetzt sind.

• pneumatisierte Knochen, welche besonders häufig bei Vögeln auftreten, aber auch im Schädel (Oberkiefer, Zähne(abzuleiten von den Plakoidschuppen der Knorpelfische), Sieb- und Keilbein) vorkommen.

• Sesambeine sind Lenkstellen für Sehnen, das größte ist die Kniescheibe.

• Lufthaltige Knochen besitzen Hohlräume aus Schleimhäuten(zB:Oberkiefer)

Der älteste, bekannte Knochentyp ist das „Cosmin“ des Hautknochenpanzers am Vorderkörper der Panzerfische.

Aufbau der Knochen

Das Knochengewebe unterliegt einem ständigen Wandel zwischen Abbau und Aufbau. Es besteht aus

• der Grundsubstanz (Matrix)

Die Grundsubstanz der Knochen besteht zu 70% aus Mineralien(großteils Calciumverbindungen) und sonstigem anorganischem Material, das für Stabilität sorgt, zu 25% aus organischer Substanz(Kollagen, Proteine und Fette sorgen für Elastizität) und zu ca.5% aus Wasser.

• den Knochenzellen

Die Knochenzellen (Osteozyten) sind durch Zellfortsätze untereinander verbunden und besitzen ein eigenes Blutgefäßsystem. Sie entsprechen zytologisch den knochenbildenden Zellen, sind jedoch vollständig in die selbst produzierte Matrix eingemauert. Knochenzellen werden von Osteoblasten auf- ,und von Osteoklasten abgebaut.

Jeder Knochen weist vier Bestandteile auf:

1) Die kompakte Knochenmasse, aus der die dicke, äußere Knochenschicht gebildet ist. Sie umgibt den inneren Kern aus Knochenbälkchen und ist in der Mitte eines Knochens besonders stark ausgeprägt, um weiteren Schutz zu garantieren. Um die kompakte Knochenmasse herum legt sich als äußerste Hülle die Knochenhaut.

2) Die Knochenbälkchen im Inneren des Knochens bilden ein schwammartiges Füllmaterial, das den Knochen äußerst stabil macht, ohne ihn bedeutend zu beschweren. (Dieses Stützsystem diente übrigens als Vorbild für die Konstruktion des Pariser Eiffelturms!)

3) Die Knochenhaut (enthält osteoblasten)umgibt die harte Knochenrinde von außen.

4) Das Knochenmark ist in der Medullarhöhle des Knochens eingelagert. Im Knochenmark werden alle Blutzellen geboren - am Tag bis zu fünf Milliarden. Das fetthaltige Gewebe bildet rote Blutkörperchen (Erythrozyten), Blutplättchen (Thrombozyten) und verschiedene weiße Blutkörperchen (Leukozyten).

Knochenwachstum Die Knochenbildung (Ossifikation) beginnt beim embryonalen Bindegewebe und dem Knorpel. Von der Geburt an bis zum Abschluss der Pubertät wird das anfangs komplett knorpelige Skelett allmählich verknöchert. Die Hypothese, dass Knochenwachstum ein Prozess sei, der gleichmäßig über Tag und Nacht verteilt stattfindet, schubweise an manchen Tagen mehr und an anderen weniger wurde falsifiziert. Knochen wachsen hauptsächlich nachts, wenn kein Druck auf ihnen lastet. Unter Belastung wie sie beim Stehen oder bei Bewegungen auftritt, wachsen Knochen dagegen kaum. Vermutlich hemmt der Druck, der im Stehen auf den Knorpelschichten der Knochen lastet, das Wachstum. Außerdem treten Wachstumsschmerzen hauptsächlich nachts auf.

Quellenangaben:


• Leonhardt H., Histologie, Zytologie und Mikroanatomie des Menschen; Thieme Verlag Stuttgard 1977

• Kühnel W., Taschenatlas der Zytologie und mikroskopischen Anatomie; Thieme Verlag Stuttgard 1981

• Zollinger HU, Pathologische Anatomie,; Thieme Verlag Stuttgard 1981

• Lindner, Biologie; Metzler, Stuttgard 1989

• Holzner JH, Spezielle Pathologie 1; Urban und Scwarzenberg; Wien, 1981

• Waldeyer; Anatomie des Menschen Teil1; De Gruyter Berlin 1980

• www.bioboard.de; besucht am 5.11.2004

• Persönliche Gespräche mit Dr. Peter Voitl; Kinderarzt und Dr. Erich Eder; Biologe, Universität Wien

See also: Bewegungsapparat, Anatomie, Band (Anatomie), Faszie, Gelenk, Knochen, Körper des Menschen, Sehne (Anatomie), Skelettmuskel