Knochen
| left|25px|Begriffsklärung | Dieser Artikel behandelt den anatomischen Knochen, für das gleichnamige Multifunktionswerkzeug siehe Knochen (Werkzeug) |
Der Knochen (lateinisch-anatomisch das Os, Plural Ossa, griechisch-klinisch-pathologisch meist Ost~, Oste~ oder Osteo~, von οστούν - der Knochen) oder das Knochengewebe (auch das Bein aus alter germanischer Wortwurzel, vergleiche Brustbein, Beinhaus etc.) bezeichnet ein besonders hartes, skelettbildendes Stützgewebe der Wirbeltiere. Das menschliche Skelett besteht aus 208 bis 214 Knochen. Die Zahl variiert durch von Person zu Person unterschiedliche Zahlen von Kleinknochen in Fuß und Wirbelsäule.
Alle Tiere mit einer Wirbelsäule stützen ihren Körper von innen durch ein Skelett, das aus einer Vielzahl von Knochen gebildet wird. Die einzelnen Knochen sehen je nach Lage und Funktion ganz unterschiedlich aus.
Die Größe variiert zwischen dem nur einige Millimeter großen Gehörknöchelchen einiger Kleinsäuger bis zu den meterlangen Bein- und Rippenknochen der Dinosaurier.
| Inhaltsverzeichnis |
Knochentypen
Nach Art ihrer embryonalen Entstehung unterteilt man die Knochen in
- Deck-, Beleg- oder Bindegewebsknochen, die vor allem in der Schädel-Region vorkommen und aus kleineren Knocheninseln zu kompakteren Gebilden zusammenwachsen, und
- Ersatzknochen, die die tiefer gelegenen Skelettteile bilden (z.B. die Wirbelsäule oder die Knochen des Arm- und Beinskeletts).
Nach der Anordnung des Knochengewebes unterscheidet man
- schwammartige Bälkchenknochen (spongiöse Knochen) und
- Lamellenknochen (stabilere Knochen mit lamellärer Schichtung der Interzellularsubstanz).
Unterschieden werden die Knochen ferner nach ihrer Form oder besonderen Struktur:
- Röhrenknochen (lange Knochen) (Ossa longa) (Arm, Bein), an ihnen unterscheidet man zwischen dem Mittelstück (der Diaphyse) und den beiden Enden (den Epiphysen, siehe auch Apophyse) sowie einem dazwischen liegenden Areal, der Metaphyse (wichtig für das Längenwachstum ist die zwischen Epiphyse und Metaphyse liegende Wachstumsfuge),
- platte Knochen (Ossa plana) (Schulterblatt, Hüftbein, Schädelknochen),
- kurze Knochen (Ossa brevia), auch kompakte, würfel- oder zylinderförmige Knochen (Wirbel, Hand- und Fußwurzelknochen),
- pneumatisierte Knochen (Ossa pneumatica), die besonders häufig bei Vögeln auftreten, aber auch im Schädel (Oberkiefer, Sieb- und Keilbein) vorkommen,
- als Sonderfall: Zähne (mit Dentinüberzug), die von den Plakoidschuppen am Körper der Knorpelfische (z.B. der Haie) abzuleiten sind.
Zum ursprünglichsten Knochentyp zählt wohl das Cosmin des Hautknochenpanzers am Vorderkörper der Panzerfische (Placodermi).
Zusammensetzung der Knochen
Das Knochengewebe ist nicht etwa tot, wie man annehmen könnte, sondern unterliegt einem ständigen Ab- und Neuaufbau. Es besteht aus
- Knochenzellen
- Grundsubstanz.
Die Knochenzellen (Osteozyten) sind durch Zellfortsätze untereinander verbunden und in die Grundsubstanz eingebettet. Osteozyten entsprechen zytologisch dén knochenbildenden Zellen, sie sind jedoch vollständig in die von ihnen selbst produzierte Matrix eingemauert. Ein eigenes Blutgefäßsystem versorgt die Knochenzellen mit Nährstoffen und Sauerstoff. Den Abbau des Knochengewebes übernehmen Osteoklasten, mit Hilfe von Knochenbildungszellen (Osteoblasten) wird es wieder neu aufgebaut.
Die Grundsubstanz der Knochen besteht etwa zu 70% aus Mineralien und anorganischem Material, zu ca.5% aus Wasser und zu 25% aus organischer Substanz. Der Hauptanteil der Mineralien sind Calciumverbindungen: zu 95% Calciumphosphat (Ca-Hydroxylapatit, Ca-Carbonatapatit) und zu 5%, zunehmend bei älteren Knochen, aus Karbonaten (Chlorid, Fluorid). Dieser anorganische Bestandteil der Knochen sorgt für deren Stabilität. Die organische Substanz besteht zu 95% aus Kollagen des Typ I, sowie 5% anderen Proteinen und auch Fetten. Der organische Anteil garantiert dem Knochen Elastizität.
Siehe auch: Compacta, Spongiosa
Knochenwachstum
Bisher haben Mediziner angenommen, dass es sich beim Knochenwachstum um einen Prozess handelt, der gleichmäßig über Tag und Nacht verteilt stattfindet - schubweise an manchen Tagen mehr und an anderen weniger. Dies scheint jedoch nach den Ergebnissen der Untersuchungen von amerikanischen Forschern der Universität in Madison nicht korrekt zu sein. Nach deren Erkenntnissen wachsen Knochen 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. Die Tatsache, dass Wachstumsschmerzen hauptsächlich nachts auftreten, könnte ein weiterer Hinweis für das nächtliche Wachstum von jungen Knochen sein; unter Wachstumsschmerzen leiden etwa ein Drittel aller Kinder zwischen drei und zwölf Jahren (Publikation im Fachmagazin Journal of Pediatric Orthopaedics, Ausg. 24, Nr. 6, S. 726, 2005; siehe auch: wissenschaft.de - Nachtaktive Spezies: Knochen).
Knochenbruch
Wenn ein Knochen durch äußeren Einfluss bricht, spricht man von einer Fraktur.
Literatur
- Dieter Felsenberg: Struktur und Funktion des Knochens. Pharmazie in unserer Zeit 30(6), S. 488 - 493 (2001), ISSN 0048-3664
Siehe auch
Körper des Menschen, Vogelskelett, Wirbeltiere, Ossifikation, Fibrodysplasia Ossificans Progressiva
Weblinks
- Knochen
- Knochenformen
- Osteoporose: Stoffwechsel der Knochen
- Das Leben des Skeletts
- Hervorragende amerikanische Seite über Knochen
- www.wissenschaft.de: Zweites Leben für tote Knochen Nach einer Transplantation wird das abgestorbene Material dank Gentechnik wieder neu durchblutet (28.02.05)