Knochen: Alles was Sie wissen müssen

Knochen sind mehr als nur das Gerüst, das den Körper zusammenhält. Knochen kommen in allen Formen und Größen und haben viele Rollen. In diesem Artikel erklären wir ihre Funktion, woraus sie bestehen und welche Zelltypen betroffen sind.

Trotz erster Eindrücke sind Knochen lebende, aktive Gewebe, die ständig umgebaut werden.

Knochen haben viele Funktionen. Sie unterstützen den Körper strukturell, schützen unsere lebenswichtigen Organe und ermöglichen uns, uns zu bewegen. Sie bieten auch eine Umgebung für das Knochenmark, in der die Blutzellen gebildet werden, und sie dienen als Speicherbereich für Mineralien, insbesondere Kalzium.

Bei der Geburt haben wir rund 270 weiche Knochen. Während wir wachsen, verschmelzen einige davon. Sobald wir das Erwachsenenalter erreicht haben, haben wir 206 Knochen.

Der größte Knochen im menschlichen Körper ist der Oberschenkelknochen oder Femur, und der kleinste ist der Stapes im Mittelohr, der nur 3 Millimeter (mm) lang ist.

Knochen bestehen hauptsächlich aus dem Proteinkollagen, das ein weiches Gerüst bildet. Das Mineral Calciumphosphat härtet dieses Gerüst aus und verleiht ihm Festigkeit. Mehr als 99 Prozent des Kalziums unseres Körpers befindet sich in unseren Knochen und Zähnen.

Knochen haben eine innere Struktur ähnlich einer Wabe, wodurch sie starr und dennoch relativ leicht sind.

Die Struktur der Knochen

Knochen bestehen aus zwei Arten von Gewebe:

1. Kompakter (kortikaler) Knochen: Eine harte äußere Schicht, die dicht, stark und dauerhaft ist. Es macht rund 80 Prozent der Knochenmasse bei Erwachsenen aus.

2. Cancellous (trabecular oder schwammiger) Knochen: Dieser besteht aus einem Netzwerk von Trabekeln oder stabförmigen Strukturen. Es ist leichter, weniger dicht und flexibler als kompakter Knochen.

Auch in Knochen gefunden:

  • Osteoblasten und Osteozyten, die für die Knochenbildung verantwortlich sind
  • Osteoklasten oder knochenresorbierende Zellen
  • Osteoid, eine Mischung aus Kollagen und anderen Proteinen
  • anorganische Mineralsalze in der Matrix
  • Nerven und Blutgefäße
  • Knochenmark
  • Knorpel
  • Membranen, einschließlich Endost und Periost

Unten ist eine 3D-Karte des Skelettsystems. Klicken Sie hier, um die Umgebung zu erkunden.

Knochenzellen

Knochen sind kein statisches Gewebe, sondern müssen ständig gepflegt und umgebaut werden. An diesem Prozess sind drei Hauptzelltypen beteiligt.

Osteoblasten: Diese sind für die Herstellung von neuem Knochen und die Reparatur von älterem Knochen verantwortlich. Osteoblasten produzieren eine Proteinmischung namens Osteoid, die mineralisiert ist und zu Knochen wird. Sie stellen auch Hormone her, einschließlich Prostaglandine.

Osteozyten: Dies sind inaktive Osteoblasten, die in dem von ihnen erzeugten Knochen eingeschlossen sind. Sie halten Verbindungen zu anderen Osteozyten und Osteoblasten aufrecht. Sie sind wichtig für die Kommunikation im Knochengewebe.

Osteoklasten: Dies sind große Zellen mit mehr als einem Kern. Ihre Aufgabe ist es, Knochen abzubauen. Sie setzen Enzyme und Säuren frei, um Mineralien im Knochen aufzulösen und zu verdauen. Dieser Vorgang wird als Resorption bezeichnet. Osteoklasten helfen beim Umbau verletzter Knochen und schaffen Wege, durch die Nerven und Blutgefäße wandern können.

Knochenmark

Knochenmark kommt in fast allen Knochen vor, in denen Spongiosa vorhanden ist.

Das Mark ist für die Bildung von etwa 2 Millionen roten Blutkörperchen pro Sekunde verantwortlich. Es produziert auch Lymphozyten oder die weißen Blutkörperchen, die an der Immunantwort beteiligt sind.

Extrazelluläre Matrix

Knochen sind im Wesentlichen lebende Zellen, die in eine organische Matrix auf Mineralbasis eingebettet sind. Diese extrazelluläre Matrix besteht aus:

Organische Bestandteile, hauptsächlich Kollagen Typ 1.

Anorganische Komponenten, einschließlich Hydroxylapatit und andere Salze wie Calcium und Phosphat.

Kollagen verleiht dem Knochen seine Zugfestigkeit, nämlich die Beständigkeit gegen Auseinanderziehen. Hydroxylapatit verleiht den Knochen Druckfestigkeit oder Beständigkeit gegen Kompression.

Was machen Knochen?

Knochen erfüllen mehrere wichtige Funktionen:

Knochen erfüllen mehrere wichtige Funktionen:

Mechanisch

Knochen bilden einen Rahmen zur Unterstützung des Körpers. Muskeln, Sehnen und Bänder haften an den Knochen. Ohne Verankerung an den Knochen könnten die Muskeln den Körper nicht bewegen.

Einige Knochen schützen die inneren Organe des Körpers. Zum Beispiel schützt der Schädel das Gehirn und die Rippen schützen Herz und Lunge.

Synthese

Cancellous Bone produziert rote Blutkörperchen, Blutplättchen und weiße Blutkörperchen. Auch defekte und alte rote Blutkörperchen werden im Knochenmark zerstört.

Stoffwechsel

Elektronenmikroskopische Aufnahme des Trabekelknochens (100-fache Vergrößerung).
Bildnachweis: Sbertazzo

Mineralien speichern: Knochen dienen als Reserve für Mineralien, insbesondere Kalzium und Phosphor.

Sie speichern auch einige Wachstumsfaktoren, wie z. B. den insulinähnlichen Wachstumsfaktor.

Fettspeicherung: Fettsäuren können im Fettgewebe des Knochenmarks gespeichert werden.

pH-Gleichgewicht: Knochen können alkalische Salze freisetzen oder absorbieren, wodurch das Blut auf dem richtigen pH-Wert bleibt.

Entgiftung: Knochen können Schwermetalle und andere toxische Elemente aus dem Blut aufnehmen.

Endokrine Funktion: Knochen setzen Hormone frei, die auf die Nieren wirken und die Blutzuckerregulation und Fettablagerung beeinflussen.

Kalziumhaushalt: Knochen können Kalzium im Blut erhöhen oder verringern, indem sie Knochen bilden oder es in einem als Resorption bezeichneten Prozess abbauen.

Arten von Knochen

Es gibt fünf Arten von Knochen im menschlichen Körper:

Lange Knochen: Dies sind meist verdichtete Knochen mit wenig Mark und umfassen die meisten Knochen in den Gliedmaßen. Diese Knochen neigen dazu, das Gewicht zu tragen und die Bewegung zu unterstützen.

Kurze Knochen: Nur eine dünne Schicht kompakten Knochens, darunter Knochen des Handgelenks und des Knöchels.

Flache Knochen: Normalerweise Knochen, die dünn und gebogen sind. Sie bestehen aus zwei äußeren Schichten aus kompaktem Knochen und einer inneren Schicht aus schwammigem Knochen. Flache Knochen umfassen die meisten Knochen des Schädels und des Brustbeins oder Brustbeins. Sie neigen dazu, eine schützende Rolle zu spielen.

Sesamknochen: Diese sind in Sehnen wie Patella oder Kniescheibe eingebettet. Sie schützen die Sehnen vor Verschleiß und Stress.

Unregelmäßige Knochen: Wie der Name schon sagt, handelt es sich um Knochen, die nicht in die ersten vier Kategorien passen und eine ungewöhnliche Form haben. Dazu gehören die Knochen der Wirbelsäule und des Beckens. Sie schützen oft Organe oder Gewebe.

Knochen des Skeletts werden in zwei Gruppen aufgeteilt:

Appendikuläres Skelett - Knochen der Gliedmaßen, Schultern und des Beckengürtels.

Axialskelett - Schädelknochen, Wirbelsäule, Brustkorb.

Knochenrekonstruktion

Knochen ist ständig im Bau.

Knochen wird immer umgebaut. Dies ist ein zweiteiliger Prozess:

1. Resorption, wenn Osteoklasten zusammenbrechen und Knochen entfernen.

2. Bildung, wenn neues Knochengewebe abgelegt wird.

Schätzungsweise 10 Prozent des Skeletts eines Erwachsenen werden jedes Jahr ersetzt.

Durch die Umgestaltung kann der Körper beschädigte Abschnitte reparieren, das Skelett während des Wachstums umformen und den Kalziumspiegel regulieren.

Wenn ein Teil des Skeletts im Laufe der Zeit, beispielsweise während des Sports oder beim Training, einer erhöhten Belastung ausgesetzt wird, werden die Knochenabschnitte, die unter dem größten Druck stehen, als Reaktion dicker.

Der Umbau wird von mehreren Hormonen kontrolliert, darunter Nebenschilddrüsenhormon, Calcitonin, Vitamin D, Östrogen bei Frauen und Testosteron bei Männern.

Was ist Osteoporose?

Osteoporose ist eine Knochenerkrankung, bei der die Knochenmineraldichte abnimmt. Dies erhöht das Risiko von Frakturen. Osteoporose tritt am häufigsten bei Frauen nach den Wechseljahren auf. Es kann jedoch bei Frauen und Männern vor der Menopause auftreten.

Osteoporose tritt entweder auf, wenn die Entfernung oder Resorption von Knochen zu schnell erfolgt, neuer Knochen zu langsam gebildet wird oder aus beiden Gründen. Es kann durch unzureichendes Kalzium, einen Vitamin-D-Mangel, übermäßigen Alkoholkonsum oder das Rauchen von Tabak verursacht werden.

In einer Nussschale

Obwohl sie weniger Aufmerksamkeit erhalten als andere Körperteile, sind Knochen mehr als nur ein Schutzgerüst, auf dem der menschliche Körper aufgebaut ist.

Knochen halten auch angemessene Mengen vieler Verbindungen aufrecht und regulieren die Hormonwege. Knochen sind die unbesungenen Helden der Anatomie.

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