Funktionelle Sportanatomie – Einführung und funktionelle Anatomie des Knochens

Karteikarten zur 1. Vorlesung Funktionelle Sportanatomie an der Europa-Universität Flensburg über anatomische Grundlagen, Nomenklatur, Achsen/Ebenen und den funktionellen Aufbau des Knochens.

Anatomie

Vom griechischen Wort anatemnein („auseinanderschneiden“) abgeleitete Wissenschaft vom Körperbau. Sie gliedert sich unter anderem in deskriptive, topographische und funktionelle Anatomie.

Deskriptive Anatomie

Teilbereich der Anatomie, der sich mit der detaillierten Beschreibung der einzelnen Strukturen, Organe und Gewebe des Körpers befasst.

Topographische Anatomie

Teilgebiet der Anatomie, das die räumliche Lage und die Lagebeziehungen von anatomischen Strukturen und Organen zueinander beschreibt.

Funktionelle Anatomie des Bewegungsapparates

Disziplin, die sich mit den Funktionen („Warum?“) der Strukturen des Bewegungsapparates und dem Zusammenspiel von Form, Funktion und mechanischer Belastbarkeit beschäftigt.

Passiver Bewegungsapparat

Nicht-kontraktile Stütz- und Verbindungsstrukturen des Körpers; umfasst Knochen, Bänder, Sehnen und Knorpel.

Aktiver Bewegungsapparat

Teil des Bewegungssystems, der zur aktiven Krafterzeugung und Bewegung fähig ist; umfasst die gesamte Skelettmuskulatur.

Terminologia Anatomica (Strukturbezeichnungen)

International standardisierte Fachbegriffe: Musculus (M., Muskel), Musculi (Mm, Muskeln), Ligamentum (Lig., Band), Ligamenta (Ligg., Bänder), Articulatio (Art., Gelenk), brevis (kürzere Struktur), longus (längere Struktur), minor (kleinere Struktur) und major (größere Struktur).

Kranial und Kaudal

Anatomische Lagebezeichnungen: kranial bedeutet kopfwärts (nach oben gerichtet), kaudal bedeutet steißwärts bzw. fußwärts (nach unten gerichtet).

Ventral und Dorsal

Anatomische Lagebezeichnungen am Rumpf: ventral bedeutet bauchwärts (nach vorne gerichtet), dorsal bedeutet rückenwärts (nach hinten gerichtet).

Medial und Lateral

Anatomische Lagebezeichnungen: medial bedeutet zur Körpermitte bzw. Medianebene hin gelegen, lateral bedeutet seitwärts bzw. von der Körpermitte weg gelegen.

Proximal und Distal

Richtungsbezeichnungen an den Extremitäten: proximal bedeutet zum Rumpf bzw. Körperzentrum hin gelegen, distal bedeutet vom Rumpf entfernt zur Peripherie hin gelegen.

Dexter und Sinister

Anatomische Richtungsangaben für Körperseiten aus Sicht der betrachteten Person: dexter bedeutet rechts, sinister bedeutet links.

Körperebenen und Körperachsen

Raumbezugssystem des Körpers bestehend aus Sagittalebene (inkl. medianer Medianebene), Frontalebene und Transversalebene sowie den Achsen Longitudinalachse (Längsachse), Horizontalachse (Querachse) und Sagittalachse (Pfeilachse).

Flexion und Extension

Gelenkbewegungen in der Sagittalebene: Flexion ist die Beugung eines Gelenks bzw. Körperabschnitts, Extension ist die Streckung.

Abduktion und Adduktion

Gelenkbewegungen in der Frontalebene: Abduktion bezeichnet das Abspreizen einer Extremität vom Körper weg nach außen, Adduktion das Heranführen zur Körpermitte.

Anteversion und Retroversion

Gelenkbewegungen v. a. in Schulter- und Hüftgelenken: Anteversion ist das Vorführen bzw. Heben nach vorne, Retroversion das Rückführen bzw. Heben nach hinten.

Innenrotation (Endorotation) und Außenrotation (Exorotation)

Drehbewegungen um die Längsachse: Innenrotation dreht die Extremität nach innen zum Körper hin, Außenrotation dreht sie nach außen weg.

Neutral-0-Methode

Standardisiertes Messverfahren zur Dokumentation von Gelenkbewegungsumfängen, bei dem alle Bewegungen von der aufrechten Normalstellung ($0^\circ$) aus erfasst werden (z. B. Extension/Flexion am Knie: $0/0/140^\circ$).

Bewegungsumfänge des Schultergelenks (Neutral-0-Methode)

Normwerte nach Salis-Soglio: Abduktion/Adduktion $180/0/20\text{--}40^\circ$, Anteversion/Retroversion $150\text{--}170/0/40^\circ$, Außenrotation/Innenrotation $60/0/95^\circ$.

Skelettsystem

Aus ca. 206 Knochen bestehender Teil des passiven Bewegungsapparates, welcher die äußere Gestalt des Körpers formt und Schutz- sowie Hebelwirkungen bietet.

Knochenformen

Morphologische Einteilung der Knochen in Röhrenknochen (z. B. Femur), kurze Knochen (z. B. Handwurzelknochen), platte Knochen (z. B. Scapula) und unregelmäßige Knochen (z. B. Wirbel).

Aufbau des Röhrenknochens

Gliederung in Diaphyse (Schaft mit Markhöhle), Epiphysen (proximale und distale Enden mit Gelenkknorpel), Metaphysen (Übergangsbereich mit Epiphysenlinie) und Apophysen (Muskelansatzhöcker).

Knochenmatrix (Zusammensetzung)

Besteht zu $10\text{--}15\%$ aus Wasser, zu $20\text{--}25\%$ aus organischen Materialien (vorrangig Kollagen Typ I für Elastizität und Bruchfestigkeit) und zu $60\text{--}70\%$ aus anorganischen Stoffen (Salze wie Calciumphosphate und Calciumcarbonat für Stabilität und Steifigkeit).

Elastizitätsmodul (E-Modul) des Knochens

Maß für den Widerstand gegen elastische Verformung (mechanische Steifigkeit) in Gigapascal ($\text{GPa}$). Beträgt beim kindlichen Knochen ca. $5\text{--}10\,\text{GPa}$ und beim erwachsenen Knochen ca. $15\text{--}20\,\text{GPa}$.

Substantia compacta (Kompakta)

Dichte, feste äußere Knochensubstanz, die aus mikroskopischen Lamellen und Osteonen aufgebaut ist und Stabilität gegen Druck- und Biegekräfte bietet.

Substantia spongiosa (Spongiosa)

Schwammartige innere Struktur des Knochens, gebildet aus einem räumlichen Geflecht feinster Knochenbälkchen (Trabekel), welches Knochenmark beherbergt.

Vorteile der Trabekelstruktur

Materialeinsparung bei Erhalt maximaler Stabilität (trockene Knochenmasse macht nur ca. $6\text{--}7\%$ der Körpermasse aus), dynamische Anpassungsfähigkeit an Lastlinien und Platz für Knochenmark.

Knochenmarkverteilung

Bei Erwachsenen befindet sich rotes, blutbildendes Knochenmark vorwiegend in platten Knochen (in Röhrenknochen herrscht Fettmark vor); bei Kindern findet sich blutbildendes Knochenmark sowohl in Röhren- als auch in platten Knochen.

Periost (Knochenhaut)

Äußere Knochenhülle mit äußerer Bindegewebsschicht (Stratum fibrosum) und innerer zell- und nervenreicher Schicht (Kambiumschicht mit Osteoblasten). Dient Schutz, Nerven- und Gefäßversorgung, Sehnenanheftung sowie Dickenwachstum und Heilung.

Endost

Dünne zelluläre Bindegewebsschicht aus Knochendeckzellen, welche die inneren Knochenoberflächen (Markhöhle und Spongiosatrabekel) auskleidet.

Osteoblasten

Knochenbildende Zellen, die Osteoid (unverkalkte Knochenmatrix) sezernieren und die Mineralisation des Knochens vermitteln.

Osteoklasten

Mehrkernige Knochenfresszellen, die mineralisierte Knochenmatrix auflösen und abbauen (häufig in Howship-Lakunen lokalisiert).

Osteozyten

Reife Knochenzellen, die vollständig in die mineralisierte Matrix eingebettet sind, über Fortsätze vernetzt bleiben und den mechanischen Reizstoffwechsel steuern.

Osteon (Havers'sches System)

Strukturelle Grundeinheit des Lamellenknochens in der Kompakta, aufgebaut aus konzentrischen Knochenlamellen um einen zentral verlaufenden Havers-Kanal (Zentralkanal mit Gefäßen).

Trajektorielle Architektur der Spongiosa

Funktionelle Ausrichtung der Knochenbälkchen (Trabekel) entlang der Hauptspannungslinien (Drucktrajektorien und Zugtrajektorien), um einwirkende Lasten optimal aufzufangen.

Zuggurtungsprinzip

Biomechanische Reduktion von Biegespannungen am Knochen: Exzentrisch ansetzende Muskel- und Sehnenzüge (wie der Tractus iliotibialis am Femur) wandeln einseitige Biege- und Zugbeanspruchung in axiale Druckspannung um.

Gesetz der Transformation der Knochen (Julius Wolff)

Grundsatz, wonach sich Knochenstruktur und -metabolismus dynamisch an mechanische Beanspruchung anpassen: Stoffwechselreaktionen erfolgen binnen Stunden/Tagen, strukturelle Umbauten werden nach ca. 40 Tagen messbar.

Mechanische Knochenstimulation

Rund $90\%$ der mechanischen Reize auf den Knochen stammen aus aktiver Muskelkraft (nicht Muskelausdauer); Immobilisation oder Lähmungen können zum Knochendichteverlust von bis zu $75\text{--}80\%$ führen.

Knochenmasse-Variabilität

Die Knochenmasse ist zu $60\%$ genetisch determiniert; $40\%$ der Variabilität werden durch verhaltensbezogene Faktoren wie adäquate Ernährung und sportliche Belastung/Bewegung bestimmt.

Grünholzfraktur

Typische Frakturform im Wachstumsalter ($2\text{--}10$ Jahre), bei der die Knochenrinde auf der Zugseite einknickt oder bricht, während das elastische, dicke Periost auf der Gegenseite intakt bleibt.