Die Knochen des Menschen haben nicht nur eine Bewegungsfunktion, sondern auch eine Schutz-, Blutbildungs- und Kalziumspeicherfunktion. Dank der Gelenke kann der Mensch geschmeidige Bewegungen ausführen, mit denen er sich bewegt.
Knochen, Gelenke und Muskeln bilden zusammen mit Sehnen, Knorpeln und Bindegewebe das muskuloskelettale System.
Was ist die biomechanische Funktion von Knochen und Gelenken?
Das Skelett ist die Stütze des Körpers nicht nur des Menschen, sondern aller Wirbeltiere. Das Skelett besteht aus Knochen, Gelenken und Bändern.
Die Knochen geben dem Körper seine Form, halten ihn aufrecht und schützen die inneren Organe wie Herz, Lunge und Leber.
Sie speichern Mineralien wie Kalzium und sorgen für die Versorgung mit lebenswichtigen Ionen, nämlich Kalzium, Phosphor, Magnesium und Natrium.
Das Knochenmark bildet neue Blutzellen.
Knochen und seine Struktur
Knochen ist ein komplexes biologisches Material mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften, die von seiner Struktur abhängen.
Der Knochen besteht aus Knochengewebe, das sich aus Calcium-, Phosphor-, Magnesium- und Natriumverbindungen zusammensetzt, und aus Knochenmark. Im Knochenmark werden rote und weiße Blutkörperchen, Blutplättchen und Monozyten gebildet.
An der Oberfläche des Knochens befindet sich eine faserige Membran, das Periost, das reichlich mit Blutgefäßen und Nerven durchzogen ist.
An der Basis des Periosts befinden sich aktive Knochenzellen, die dem Knochen Festigkeit verleihen.
Der Knochen ist ein lebendes Gewebe, das unter dem Einfluss äußerer Faktoren repariert und umgebaut werden kann.
Knochengewebe
Das Knochengewebe ist die Grundlage des Knochens. Es ist ein zähes Bindegewebe, dessen grundlegende Eigenschaft die Festigkeit ist. Seine Substanz ist mineralisiert.
Das eigentliche Knochengewebe besteht aus Zellen und interzellulärer Masse mit Mineralien.
Es besteht aus spongiösem und kompaktem Knochengewebe, Bindegewebe, Gefäßversorgung und Nervenfaserversorgung.
Der spongiöse und der kompakte Knochen unterscheiden sich deutlich in ihrer Struktur und ihren mechanischen Eigenschaften.
Der kompakte Knochen besteht aus Knochenmasse, die wie Röhren ineinander gesteckt ist.
Der kompakte Knochen bildet die Oberflächenschicht und der spongiöse Knochen befindet sich im Inneren des Knochens.
Kompakter Knochen kann sein:
faserig
lamellar
Der faserige Knochen kommt beim Menschen im ersten Lebensjahr vor und wird dann durch den lamellaren Knochen ersetzt. Der faserige Knochen findet sich im Erwachsenenalter nur noch an den Sehnen und Nähten des Schädels.
Der schwammige Knochen ist entweder in Balken angeordnet oder unregelmäßig schwammig.
Das Knochengewebe baut sich in Abhängigkeit von der Belastung des Knochens ständig um.
Wird der Knochen nicht belastet, zum Beispiel bei Menschen, die lange liegen, nehmen seine Festigkeit und Biegsamkeit ab.
Im Gegensatz dazu verhindert eine intensive Belastung ein Versagen des Knochenumbaus und mögliche Frakturen aufgrund der verringerten Festigkeit.
Osteoporose ist eine Knochenkrankheit, bei der es zu einem krankhaften Verlust eines Teils des Knochens kommt, was zu Veränderungen seiner Mikrostruktur und Funktion führt.
Lange Knochen (Oberschenkelknochen, Oberarmknochen) dienen dazu, das Gewicht des Körpers zu tragen und die Bewegung zu erleichtern.
Flache Knochen sind dünn und leicht gebogen (Rippen, Schädelknochen, Schulterblatt) und dienen dem Schutz der inneren Organe.
Kurze Knochen, Fingerglieder, Handwurzelknochen geben dem Handgelenk und den Fußgelenken Stabilität und erleichtern die Bewegung.
Unregelmäßige Knochen haben unterschiedliche Formen (Wirbel, Beckenknochen, Gesichtsknochen).
Die Sesambeine sind klein und rund. Sie bilden sich im Inneren von Sehnen und Knochen, die von Sehnen umgeben sind, an denen die Muskeln ansetzen. Diese Knochen schützen die Sehnen vor Abnutzung und verringern den Druck beim Gebrauch des Gelenks.
Das Skelett eines Erwachsenen besteht aus 206 Knochen und macht 20 % des Körpergewichts eines Menschen aus.
Knochenzellen
Osteoblasten sind die Bausteine des Knochens. Sie bilden die organische Knochenmatrix, die Rezeptoren für hormonelle Faktoren enthält, die am Knochenstoffwechsel beteiligt sind. Sie produzieren Faktoren, die die Aktivität der Knochenzellen beeinflussen. Sie produzieren kollagenreiches Material - Osteoid. Sie sind für die Knochenbildung verantwortlich.
Osteozyten sind reife Zellen, die aus den Osteoblasten hervorgehen. Sie produzieren Kollagen und Substanzen, die die Knochenmatrix bilden. Sie sind für den Erhalt der Knochenmasse verantwortlich.
Osteoklasten sind zusammen mit den Osteoblasten am Knochenumbau beteiligt.
Funktionen des Knochens
Der Knochen erfüllt viele lebenswichtige Funktionen im Körper, wie z. B:
Stützen - Sie sorgen für ein starkes Skelett und stützen andere Teile des Körpers, z. B. stützen die Knochen der unteren Gliedmaßen den Oberkörper beim Stehen.
Bewegung - Die Knochen übertragen die Kraft der Muskelkontraktionen während der Bewegung. Die Muskeln sind durch Sehnen an den Knochen befestigt. Wenn sich ein Muskel zusammenzieht, bewegt sich der Knochen und die Gelenke bilden einen Drehpunkt.
Schutz - Schutz der inneren Organe: Der Brustkorb umgibt das Herz, die Lunge, den Schädel, das Gehirn, die Wirbelsäule und das Rückenmark.
Er bildet und erhält die in den Knochen gebildeten Blutzellen wie rote Blutkörperchen, weiße Blutkörperchen und Blutplättchen.
Speicherung - In den Knochen werden Mineralien wie Kalzium, Phosphor und Vitamin D gespeichert. Knochen bestehen nicht nur aus rotem Mark, sondern auch aus gelbem Mark. Im gelben Mark wird Fettgewebe gespeichert, das bei Bedarf abgebaut und zur Energiegewinnung verwendet wird.
Trotz seiner Härte ist der Knochen leicht.
Er ist sehr widerstandsfähig, aber seine Festigkeit nimmt mit dem Alter ab.
Körperliche Betätigung im Kindes- und Jugendalter trägt dazu bei, das Knochengewebe besser aufzubauen, die Knochenfestigkeit zu erhöhen und Osteoporose im Alter zu verhindern.
Kalzium macht die Knochen hart und brüchig.
Der menschliche Körper speichert bis zu 99 % des Kalziums im Skelett.
Knochen mit einem Mangel an diesem Mineral sind weich und biegsam.
Ein Mangel an Eiweiß im Knochen macht den Knochen hart und brüchig, aber er kann nur einer geringen Zugbelastung standhalten.
Seine größte Festigkeit erreicht der Knochen bei Druckbelastung.
Er kann statischen Belastungen in Richtung des Röhrenknochens widerstehen:
Oberarmknochen - 600 kg
Oberschenkelknochen - 760 kg
Schienbein - 1350 kg
Die Wirbelsäule ist die zentrale Stütze des Körpers, sie hilft beim Gehen, Bewegen und Drehen.
Die Funktionen des menschlichen Skeletts
Zusammen mit den Muskeln sorgt es für die Bewegung des Körpers.
Es stützt die Weichteile des Körpers.
Es ist ein Mineralienspeicher.
Anatomische Darstellung des menschlichen Skeletts, Quelle: Getty Images
Gelenke und ihre Funktionen
Ein Gelenk besteht aus einem Gelenkkopf und einer Gelenkpfanne. Der Gelenkkopf und die Gelenkpfanne sind mit Knorpel überzogen, der Gelenksekret absondert, um die Gleitfähigkeit des Gelenks zu verbessern.
Gelenke befinden sich dort, wo zwei oder mehr Knochen miteinander verbunden sind. Sie erleichtern die Bewegung und sorgen für Stabilität.
Die normale Funktion der Gelenke ist:
Gewicht tragen
die Fähigkeit des Gelenks, sich über seinen gesamten Bewegungsumfang zu bewegen
Die Bewegungsfreiheit eines Gelenks wird durch die Form der Oberfläche bestimmt, die es bildet. Ein Gelenk mit einer kugelförmigen Oberfläche hat den größten Freiheitsgrad.
Eine Rotationsbewegung des Gelenks ist beim Menschen nicht möglich.
Der Gelenkknorpel besteht aus Fasern aus Kollagen, Elastin und Zwischenzellflüssigkeit.
Knorpel ist ein Gewebe, das in verschiedenen Richtungen unterschiedliche Eigenschaften aufweist.
Er überträgt Druckbelastungen auf den Gelenk-Knochen-Übergang, dämpft Stöße und spielt eine wichtige Rolle bei der Verringerung der Reibung am Gelenkübergang.
Gelenke verbinden die Knochen, geben dem Skelett Stabilität und ermöglichen Bewegung.
Arten von Gelenken
Funktionell - Sie halten zusammen und sind unbeweglich (Nahtstellen der Schädelknochen). Sie werden auch als Fasergelenke bezeichnet. Sie erlauben keine Bewegung, sondern sorgen nur für Stabilität.
Leicht beweglich - Knorpelgelenke werden durch Knorpel zusammengehalten und erlauben eine kleine Bewegung. Knorpelgelenke in der Wirbelsäule, im Becken, zwischen den Rippen und dem Brustbein sorgen für Stabilität und nur eine kleine Bewegung.
Frei bewegliche Gelenke - Diese auch als Synovialgelenke bezeichneten Gelenke (Schulter-, Hüft- und Kniegelenke) sind frei bewegliche Gelenke am Ende des Knochens, die mit Gelenkknorpel bedeckt sind, der die Unterseite des Knochens schützt und eine schmerzfreie und reibungslose Bewegung im Gelenk ermöglicht.
Darstellung eines frei beweglichen Kniegelenks, Quelle: Getty Images
Eine Beeinträchtigung der Gelenkfunktion kann durch eine Verletzung oder eine Entzündung verursacht werden. Zu den Symptomen gehören Schmerzen, möglicherweise Rötungen, Blutergüsse, Schwellungen und die Unfähigkeit, sich zu bewegen, z. B. zu beugen, zu strecken und zu drehen.
Beim Laufen belastet der Mensch das Kniegelenk mit dem Fünffachen seines Körpergewichts.
Welche Vitamine und Mineralstoffe sind für die Gesundheit der Knochen und Gelenke wichtig?
Mit zunehmendem Alter wird der Pflege von Knochen und Gelenken immer mehr Aufmerksamkeit geschenkt.
Eine angemessene Zufuhr von Vitaminen und Mineralstoffen kann eine wichtige Rolle bei der Erhaltung gesunder Knochen und Gelenke spielen.
Der wichtigste Mineralstoff für die Knochengesundheit ist Kalzium, aber auch Vitamin D ist für seine Aufnahme wichtig.
Vitamin D hilft bei der Aufnahme von Kalzium und trägt zur Festigkeit der Knochen bei. Sie können es über das Sonnenlicht, aber auch über die Nahrung oder in Tablettenform aufnehmen. Vitamin-D-haltige Lebensmittel sind Fisch und Eier.
Vitamin C ist nicht nur für die Immunität wichtig, sondern trägt auch zur Bildung von Kollagen bei, das für die Mineralisierung der Knochen notwendig ist. Es ist in Zitrusfrüchten, Tomaten, Kartoffeln, Brokkoli und Rosenkohl enthalten.
Vitamin K trägt zur Kalziumversorgung der Knochen bei.
Vitamin E fördert die Kollagensynthese.
Vitamin A und E haben antioxidative Eigenschaften und sind in Beeren, Granatapfel, grünem Tee, roten Trauben, Wassermelone, Knoblauch, Tomaten und Brokkoli enthalten.
Vitamin B12 wird für den Knochenaufbau benötigt, insbesondere bei Kindern und Frauen in den Wechseljahren, die an Knochenschwund leiden, und ist in Milchprodukten, Eiern, Rindfleisch, Leber, Nieren, Sardinen, Thunfisch, Forelle, Lachs und Muscheln enthalten.
Magnesium ist ein Mineral für gesunde Knochen und hilft dem Körper, Vitamin D und Kalzium zu verwerten.
Omega-3-Fettsäuren, die in Fisch, Samen, Nüssen, Soja und Avocados enthalten sind, tragen zum Aufbau gesunder Zellen bei, lindern Schmerzen des Bewegungsapparats und wirken entzündungshemmend.
Glucosamin und Chondroitin tragen zur Gesundheit der Gelenke bei.
Kollagen ist ein wesentlicher Baustein des Bindegewebes und unterstützt die Gesundheit von Knochen, Gelenken, Knorpeln und Sehnen.
Mit zunehmendem Alter stellt der Körper die Produktion von Kollagen ein. Daher ist es ratsam, es in anderer Form zuzuführen, um Schmerzen und Gelenkproblemen vorzubeugen. Ein Mangel an Kollagen kann zur Degeneration des Gelenkknorpels führen.
Es kann durch Nahrungsergänzungsmittel oder Diät, Knochenbrühe (Sulz, Aspik, Rinderbrühe), aber auch durch Lebensmittel wie Samen (Chia, Leinsamen, Kürbis), Lachs, Chlorella, Gemüse, Avocados, Eier, Knoblauch, Zitrusfrüchte und Soja aufgenommen werden.
Außerdem gibt es in der Apotheke eine große Anzahl von rezeptfreien Kollagenpräparaten zur Auswahl.
Medikamente für gesunde Gelenke und Knochen gibt es in der Apotheke. Nahrungsergänzungsmittel für deren Ernährung enthalten eine komplette Mischung von Medikamenten, die für die Gelenkernährung benötigt werden.
Lebensmittel zur Stärkung von Knochen und Gelenken
Knochenkrankheiten wie Osteoporose können durch eine ausreichende Kalzium- und Vitamin-C-Zufuhr in der Ernährung verhindert werden.
Welche Lebensmittel nahrhaft für Knochen und Gelenke sind:
Mit Kalzium angereicherte Getreidesorten
Lachs ist eine ausgezeichnete Vitamin-D-Quelle
Blattgemüse und Gemüse wie Spinat, Tomaten, rote Paprika, Karotten
Molkereiprodukte, Joghurt
Milchalternativen wie Soja-, Mandel- und Cashewmilch, die mit Vitamin D und Kalzium angereichert sind
Kollagenergänzungen, die in Gelatine enthalten sind, wie Sulz, Schweineknochenbrühe und Haut
Meeresfisch wegen seines Gehalts an Omega-3-Fettsäuren
Leinsamen, Nüsse, Avocados, die reich an Omega-3-Fettsäuren sind
Wichtig für die Gesundheit der Knochen und Gelenke sind auch eine ausreichende Flüssigkeitszufuhr und vor allem viel Bewegung: Je mehr die Knochen belastet werden, desto stärker werden sie und desto weniger Mineralien werden abgebaut.
Übergewicht und Adipositas wirken sich aufgrund der Belastung und der extremen Gewichtsbelastung negativ auf Knochen und Gelenke aus.
Ich habe die Medizinische Mittelschule in Nitra absolviert, die mir die Grundlage für eine Karriere im Gesundheitswesen bot. Nach dem Studium arbeitete ich drei Jahre lang in der chirurgischen Abteilung und dann in der Abteilung für Anästhesie und Intensivmedizin. Neben meiner Berufstätigkeit habe ich an der Fakultät für Gesundheitswesen in Banská Bystrica meinen Bachelor-Abschluss in Krankenpflege gemacht und mein Spezialisierungsstudium in Anästhesiologie und Intensivmedizin abgeschlossen. Seit meiner Kindheit war ich fest entschlossen, eine medizinische Fachkraft zu werden und Menschen bei ihren gesundheitlichen Problemen zu helfen. Die ständige Weiterbildung und das Studium neuer beruflicher Themen im Zusammenhang mit der sich ständig weiterentwickelnden Gesundheitsfürsorge sowie das Sammeln praktischer Erfahrungen helfen mir, Fachartikel für dieses Portal zu verfassen, das für alle zugänglich ist. Meine Hobbys sind vielfältig, ich beschäftige mich auch mit gesunder Ernährung und einem insgesamt gesunden Lebensstil. Meine Freizeit verbringe ich mit Bildung, kreativer Arbeit und Basteln in Zusammenarbeit mit meiner Tochter, so dass wir keine Langeweile kennen.
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