und 40 – 50 % aus anorganischer Substanz.
Knochenentwicklung und -wachstum
Der größte Teil der Knochen entsteht aus einer knorpeligen Grundsubstanz, die mit der Zeit verkalkt und dann zu echtem Knochen wird. Dieser Prozess erfolgt in vier Schritten:
1.Im zweiten oder dritten Entwicklungsmonat eines Embryos werden sogenannte Osteoblasten, knochenbildende Zellen, aktiv.
2.Zunächst bilden die Osteoblasten eine stoffliche Matrix zwischen den Einzelzellen, die mit dem faserigen Protein Kollagen angereichert ist. Dieses Kollagen verstärkt das Gewebe. Mithilfe von Enzymen wird schließlich die Ablagerung von Calciumverbindungen in der Matrix ermöglicht.
Die Struktur des Muskelgewebes von der mikroskopischen bis zur äußeren Anatomie
Knochenentwicklung und -wachstum
3.Das interzelluläre Material härtet um die Zellen herum aus, die zu Osteozyten werden: lebende Zellen, die den Knochen erhalten
4.Andere Zellen, die als Osteoklasten bezeichnet werden, bauen den Knochen ab, um und reparieren ihn. Dieser Prozess dauert ein Leben lang an, verlangsamt sich aber mit zunehmendem Alter. Folglich sind die Knochen älterer Menschen schwächer und zerbrechlicher.
Kurz gesagt, sind Osteoblasten und Osteoklasten die Zellen, die den Knochen aufbauen bzw. abbauen, damit sich die Knochen in Form und Stärke ganz langsam nach Bedarf anpassen können.
Knochenzellen sitzen in Hohlräumen, den sogenannten Lacunae (Singular: Lacuna), umgeben von kreisförmigen Schichten einer sehr harten Matrix, die Kalziumsalze und größere Mengen an Kollagenfasern enthält. Knochen schützen die inneren Organe und erleichtern die Bewegunglichkeit. Zusammen bilden sie eine starre Struktur: das Skelett. Zu den wichtigsten Knochen gehören der Oberschenkelknochen und der Oberarmknochen
Knochenarten nach Dichte
Kompakter Knochen
Kompakter Knochen ist dicht und sieht mit bloßem Auge glatt aus. Durch das Mikroskop erscheint kompakter Knochen als eine Verdichtung Havers’scher Systeme, die Osteonen genannt werden. Jedes System bildet einen länglichen Zylinder, der entlang der Längsachse des Knochens ausgerichtet ist und aus einem zentralen Havers’schen Kanal besteht, der Blutgefäße, Lymphgefäße und Nerven enthält, die von konzentrischen Knochenplatten, den Lamellen, umgeben sind. Mit anderen Worten, jedes Havers’sche System ist eine Gruppe von Hohlrohren aus Knochenmatrix (Lamellen), die ineinander übergehen. Zwischen diesen Lamellen befinden sich Lücken (»lacunae«), die Lymphe und Osteozyten enthalten.
Struktur des kompakten Knochens
Struktur eines spongiösen (porösen) Knochens
Die Lücken sind über haarähnliche Kanälchen, sogenannte Canaliculi, mit den Lymphgefäßen im Havers’schen Kanal verbunden, sodass die Osteozyten sich von der Lymphe ernähren können. Diese röhrenförmige Lamellenanordnung verleiht dem Knochen eine hohe Festigkeit.
Andere Kanäle, auch Perforationskanäle genannt, verlaufen rechtwinklig zur Längsachse des Knochens und verbinden die Blutgefäße und die Nervenversorgung im Knochen mit dem Periost.
Spongiöser Knochen (Spongiosa)
Spongiöser, schwammartiger Knochen besteht aus kleinen nadelförmigen Trabekeln (trabeculae, trabecula; wörtlich: »kleine Balken«) mit unregelmäßig angeordneten Lamellen und Osteozyten, die durch Kanäle miteinander verbunden sind. Es gibt keine Havers’schen Systeme, sondern viele freie Zwischenräume, die man sich als große Havers’sche Kanäle vorstellen kann. Sie ergeben ein wabenförmiges Erscheinungsbild und sind mit rotem oder gelbem Mark und Blutgefäßen gefüllt.
Diese Struktur bildet ein dynamisches Gitter, das in der Lage ist, sich allmählich in Reaktion auf Gewichtsbelastungen, Haltungsänderungen und Muskelverspannungen neu auszurichten und zu verändern. Spongiösen Knochen findet man in den Epiphysen langer Knochen, Wirbelkörpern und anderen Knochen ohne Hohlräume.
Knochenarten je nach Form
Unregelmäßige Knochen
Unregelmäßige Knochen haben komplizierte Formen; sie bestehen hauptsächlich aus spongiösem Knochen, der von dünnen Schichten aus kompaktem Knochen umgeben ist. Beispiele dafür sind einige Schädelknochen, die Wirbel und die Hüftknochen.
Flache Knochen
Flache Knochen sind dünne, abgeflachte Knochen; sie sind häufig leicht gebogen. In der Regel bestehen sie aus einer Schicht spongiösem Knochen, die zwischen zwei dünnen Schichten aus kompaktem Knochen liegt. Beispiele dafür sind die meisten Schädelknochen, die Rippen und das Brustbein.
Kurze Knochen
Kurze Knochen sind meistens würfelförmig; sie bestehen zum überwiegenden Teil aus schwammartigem (spongiösem) Knochen. Beispiele dafür sind die Karpalknochen im Handgelenk und die Fußwurzelknochen im Knöchel.
Sesambeine
Sesambeine (auch sesamoide Knochen, lat. für »geformt wie Sesamsamen«) sind eine spezielle Art kurzer Knochen, die sich in einer Muskelsehne bilden und in ihr eingebettet sind. Beispiele dafür sind die Patella (Kniescheibe) und das sogenannte »Erbsenbein« des Handgelenks.
Lange Knochen
Lange Knochen sind länger als breit. Sie haben einen Schaft und an beiden Schaftenden einen Kopf und bestehen überwiegend aus kompaktem Knochen. Beispiele sind die Knochen der Gliedmaßen, mit Ausnahme der Hand-Sprungelenks- und Fußknochen. (auch wenn die Knochen der Finger und Zehen tatsächlich lange Knochen in Miniatur sind)
Komponenten eines langen Knochens
Die Umwandlung des Knorpels innerhalb eines langen Knochens beginnt in der Mitte des Schaftes. Sekundäre, knochenbildende Zentren entwickeln sich später an den Knochenenden. Von diesen Knochenbildungszentren aus wächst der Knochen kontinuierlich während der Kindheit und Jugend bis zum 21. oder 22. Lebensjahr. Dann werden die Wachstumszentren hart.
Diaphyse
Die Diaphyse (griechisch: »Separation«) ist mit dem Schaft der zentrale Teil eines langen Knochens. Sie hat eine markgefüllte Aushöhlung (Kavität oder Markraum), die von kompaktem Knochen umgeben ist. Sie wird aus einer oder mehreren primären Verknöcherungsstellen gebildet und von einer oder mehreren Nährstoffarterien versorgt.
Epiphyse
Die Epiphyse (vom griechischen Wort für »Wucherung«) ist das Ende eines noch nicht ausgereiften, jugendlichen Knochens oder Knochenteils,