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Einblick - Knochen & Muskeln

Knochengewebe

Knochen ist eine hoch spezialisierte Form von Bindegewebe, aus dem der größte Teil unseres Skeletts besteht. Seine extrazelluläre Matrix ist durch eingelagerte Kalzium- und Magnesiumsalzkristalle verkalkt, außerdem enthält sie kollagene Fasern und verschiedene weitere Zellen. Der Knochen des Erwachsenen ist sehr widerstandsfähig und hält Belastungen gut stand. Dadurch kann er zahlreiche Aufgaben erfüllen: Er bildet das Stützgerüst des Körpers, schützt die Organe und speichert Kalzium und Phosphat. Er dient den Muskeln als Ansatzpunkt und wirkt dadurch auch bei Bewegungen mit. Das Knochenmark ist an der stetigen Neubildung von Blutzellen beteiligt.

Die Oberfläche des Knochens wird von einer fibrösen Bindegewebsmembran, dem Periost, überzogen. Außer an den Gelenkflächen, auf denen sich Knorpel befindet, umgibt das Periost den gesamten Knochen. Es spielt eine wichtige Rolle bei der Knochenneubildung, insbesondere während der Heilung von Knochenbrüchen. Durch seine derbe Struktur bietet das Periost außerdem eine sehr geeignete Verankerungsstelle für Sehnen und Ligamente.

Knochentypen

Knochengewebe liegt in dichter, massiver Form (Substantia compacta) und lockerer, schwammartiger Form (Substantia spongiosa) vor. Die Substantia compacta bildet eine oberflächliche, dünne Rindenschicht und verleiht dem Knochen seine äußere Form und Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Belastung. Zentral liegt die Substantia spongiosa, die aus netzartig verlaufenden Knochenbälkchen (Trabekeln) besteht und in deren Höhlen sich blutbildendes Knochenmark befindet. Grundsätzlich lassen sich Knochen anhand ihrer äußeren Form einteilen. Lange Knochen haben eine röhrenartige Gestalt, während kurze Knochen eher kuboid geformt sind. Platte Knochen werden von zwei Scheiben aus Substantia compacta gebildet, zwischen denen sich spongiöser Knochen befindet. Unregelmäßige Knochen weisen keine spezifische Form auf. Eine Sonderform des Knochens bilden die Sesambeine, das sind runde Knochen, die sich innerhalb von Sehnen entwickeln.

Gefäße, Nerven und Knochenentwicklung

Knochengewebe ist stark durchblutet, die Hauptversorgung übernehmen dabei die Aa. nutriciae, die in eigenen Kanälen durch den kompakten Knochen verlaufen. Die Arterien werden von vasomotorischen Nervenfasern begleitet und regulieren ihren Blutfluss. Sensible Nervenfasern kommen im Knochen selbst dagegen sehr selten vor. Nur das Periost ist stark von sensiblen, schmerzleitenden Nervenfasern durchzogen, die speziell auf Zugbelastung und Verletzungen reagieren. Entwicklungsgeschichtlich entsteht Knochen aus mesenchymalem Bindegewebe durch desmale oder enchondrale Ossifikation. Die meisten Knochen benötigen Jahre, um zu wachsen und vollständig auszuhärten.

Muskeln

Zum Muskelsystem gehören alle Muskelarten des menschlichen Körpers. Die größte Gruppe bildet die willkürlich steuerbare Skelettmuskulatur. Weitere Muskelgruppen sind die Herz- und die glatte Muskulatur. Beide bilden wichtige Teile von anderen Organsystemen, wie zum Beispiel dem Herz-Kreislauf-System, dem Verdauungstrakt, dem Urogenitalsystem, der Haut oder dem Auge.

Histologie der Muskeln

Muskelzellen (Myozyten) sind spezialisierte Zellen, die sich zusammenziehen (kontrahieren) können. Sie werden oft als Muskelfasern bezeichnet. Dies verdanken sie ihrer langen, schmalen Form im entspannten Zustand. Jede Muskelfaser ist von Bindegewebe (Endomysium) umgeben, das ihre Verschieblichkeit gegenüber der Umgebung gewährleistet. Mehrere Muskelfasern werden ebenfalls von Bindegewebe (Perimysium) zu einem Bündel zusammengefasst, in dem auch Nerven und Kapillaren zur Versorgung der Muskelzellen verlaufen. Die drei oben beschriebenen Arten von Muskeln (Skelettmuskulatur, glatte Muskulatur und Herzmuskulatur) können durch folgende Faktoren voneinander unterschieden werden: willkürliche oder unwillkürliche Kontrolle, quergestreiftes oder glattes Strukturbild unter dem Mikroskop, Bestandteil des Bewegungssystems (somatisch) oder von Organen und Blutgefäßen (viszeral).

Muskeltypen

Skelettmuskeln sind willkürlich beeinflussbar und quergestreift. Sie haben die Fähigkeit, kräftige Kontraktionen auszuführen und bilden die Mehrheit des Muskelgewebes im Körper. Herzmuskeln sind unwillkürlich, quergestreift und befinden sich nur in der Herzwand und an einigen benachbarten Gefäßen. Ihre Kontraktionen sind weniger kräftig, aber dafür ausdauernder. Glatte Muskeln sind ebenfalls unwillkürlich und nicht gestreift. Sie bilden die Wände von Gefäßen und Hohlorganen. Durch ihre rhythmischen, sequenzartigen Bewegungen (Peristaltik) können beispielsweise Inhaltsstoffe wie der Nahrungsbrei durch die Verdauungsorgane bewegt werden.

Jeder Muskel erfüllt eine bestimmte Funktion bei der Bewegung oder Positionierung des Körpers. Es gibt Muskeln, die eine hohe Kraft entwickeln können und daher wichtig für die Bewegungsausführung sind. Außerdem gibt es Muskeln, die vorwiegend den Rumpf stabilisieren und so für Bewegungsfreiheit sorgen. Im Hinblick auf ihre Zusammenarbeit lassen sich Muskeln außerdem in Synergisten (Agonisten) und Antagonisten unterteilen. Die Synergisten arbeiten bei einer Bewegung zusammen, während die Antagonisten in die entgegengesetzte Richtung arbeiten. Die Rolle als Synergist oder Antagonist ist jedoch nicht festgelegt, je nach Situation kann der gleiche Muskel unterschiedliche Funktionen ausüben.

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