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, was sie sind und die Art der beteiligten Zellen.
Trotz erster Eindrücke sind Knochen lebende, aktive Gewebe, die ständig umgestaltet werden.
Knochen haben viele Funktionen. Sie unterstützen den Körper strukturell, schützen unsere lebenswichtigen Organe und erlauben uns, uns zu bewegen. Sie bieten auch eine Umgebung für das Knochenmark, wo die Blutzellen erzeugt werden, und sie dienen als Speicherbereich für Mineralien, insbesondere Kalzium.
Bei der Geburt haben wir rund 270 weiche Knochen. Wenn 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 Steigbügel im Mittelohr, die nur 3 Millimeter (mm) lang sind.
Knochen bestehen meist aus dem Protein Kollagen, das ein weiches Gerüst bildet. Das Mineral Calciumphosphat härtet dieses Gerüst aus und verleiht ihm Festigkeit. Mehr als 99 Prozent unseres Körpers Kalzium wird in unseren Knochen und Zähnen gehalten.
Knochen haben eine innere Struktur ähnlich einer Wabe, die sie starr, aber relativ leicht macht.
Die Struktur der Knochen
Knochen bestehen aus zwei Arten von Gewebe:
1. Kompakter (kortikaler) Knochen: Eine harte äußere Schicht, die dicht, stark und haltbar ist. Es macht etwa 80 Prozent der erwachsenen Knochenmasse aus.
2. Spongiöser (trabekulärer oder schwammartiger) Knochen: Dieser besteht aus einem Netzwerk von Trabekeln oder stäbchenförmigen Strukturen. Es ist leichter, weniger dicht und flexibler als kompakter Knochen.
Auch in Knochen gefunden:
- Osteoblasten und Osteozyten, verantwortlich für die Schaffung von Knochen
- Osteoklasten oder knochenresorbierende Zellen
- Osteoid, eine Mischung aus Kollagen und anderen Proteinen
- anorganische Mineralsalze innerhalb der Matrix
- Nerven und Blutgefäße
- Knochenmark
- Knorpel
- Membranen, einschließlich Endosteum und Periost
Knochenzellen
Knochen sind kein statisches Gewebe, sondern müssen ständig gepflegt und umgestaltet werden. An diesem Prozess sind drei Hauptzelltypen beteiligt.
Osteoblasten: Diese sind verantwortlich für die Herstellung von neuem Knochen und die Reparatur von älteren Knochen. Osteoblasten produzieren eine Proteinmischung namens Osteoid, die mineralisiert und zu Knochen wird. Sie produzieren auch Hormone, einschließlich Prostaglandine.
Osteozyten: Dies sind inaktive Osteoblasten, die in dem von ihnen geschaffenen Knochen gefangen sind. Sie pflegen Verbindungen zu anderen Osteozyten und Osteoblasten. Sie sind wichtig für die Kommunikation innerhalb des Knochengewebes.
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 Prozess wird Resorption genannt. Osteoklasten helfen dabei, verletzte Knochen zu rekonstruieren und Wege zu schaffen, durch die Nerven und Blutgefäße gelangen können.
Knochenmark
Knochenmark findet sich in fast allen Knochen, in denen spongiöser Knochen vorhanden ist.
Das Knochenmark ist verantwortlich für die Herstellung von etwa 2 Millionen roten Blutkörperchen pro Sekunde. Es produziert auch Lymphozyten oder die weißen Blutkörperchen, die an der Immunantwort beteiligt sind.
Extrazelluläre Matrix
Knochen sind im Wesentlichen lebende Zellen, die in einer mineralischen organischen Matrix eingebettet sind. Diese extrazelluläre Matrix besteht aus:
Organische Komponenten, meist Kollagen Typ 1.
Anorganische Komponenten, einschließlich Hydroxyapatit und andere Salze, wie Calcium und Phosphat.
Kollagen gibt dem Knochen seine Zugfestigkeit, nämlich den Widerstand gegen Auseinanderziehen. Hydroxylapatit verleiht den Knochen Druckfestigkeit oder Druckfestigkeit.
Was machen Knochen?
Knochen dienen mehreren lebenswichtigen Funktionen:
Mechanisch
Knochen bieten einen Rahmen, um den Körper zu stützen. Muskeln, Sehnen und Bänder hängen an Knochen. Ohne Verankerung an Knochen könnten Muskeln den Körper nicht bewegen.
Einige Knochen schützen die inneren Organe des Körpers. Zum Beispiel schützt der Schädel das Gehirn und die Rippen schützen das Herz und die Lunge.
Synthetisieren
Spongiöser Knochen produziert rote Blutkörperchen, Blutplättchen und weiße Blutkörperchen. Auch defekte und alte rote Blutkörperchen werden im Knochenmark zerstört.
Stoffwechsel
Lagerung von Mineralien: Knochen dienen als Reserve für Mineralien, insbesondere Kalzium und Phosphor.
Sie speichern auch einige Wachstumsfaktoren wie Insulin-ähnlichen Wachstumsfaktor.
Fettlagerung: Fettsäuren können im Fettgewebe des Knochenmarks gespeichert werden.
pH-Wert-Balance: Knochen können alkalische Salze freisetzen oder absorbieren, so dass 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 einwirken und die Blutzuckerregulation und Fettablagerung beeinflussen.
Calcium-Gleichgewicht: Knochen können Kalzium im Blut erhöhen oder reduzieren, indem sie Knochen bilden oder in einem Prozess, der Resorption genannt wird, abbauen.
Arten von Knochen
Es gibt fünf Arten von Knochen im menschlichen Körper:
Lange Knochen: Dies sind meist verdichtete Knochen mit wenig Knochenmark und beinhalten die meisten Knochen in den Gliedmaßen. Diese Knochen neigen dazu, Gewicht und Bewegung zu unterstützen.
Kurze Knochen: Nur eine dünne Schicht kompakten Knochens, dazu gehören Knochen des Handgelenks und des Knöchels.
Flache Knochen: Normalerweise Knochen, die dünn und gekrümmt sind. Sie bestehen aus zwei äußeren Schichten aus kompaktem Knochen und einer inneren Schicht aus spongiösem Knochen. Flache Knochen umfassen die meisten Knochen des Schädels und des Brustbeins. Sie neigen dazu, eine schützende Rolle zu spielen.
Sesambeine: Diese sind in Sehnen, wie Patella oder Kniescheibe, eingebettet. Sie schützen Sehnen vor Verschleiß und Stress.
Unregelmäßige Knochen: Wie ihr Name sagt, sind dies 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 sind in zwei Gruppen aufgeteilt:
Appendicular Skelett – Knochen der Glieder, der Schultern und des Beckengürtels.
Axialskelett – Schädelknochen, Wirbelsäule, Brustkorb.
Knochenrekonstruktion
Der Knochen wird immer umgebaut. Dies ist ein zweiteiliger Prozess:
1. Resorption, wenn Osteoklasten abbauen und Knochen entfernen.
2. Bildung, wenn neues Knochengewebe abgelegt wird.
Schätzungsweise 10 Prozent eines Skeletts eines Erwachsenen werden jedes Jahr ersetzt.
Remodelling ermöglicht es dem Körper, beschädigte Abschnitte zu reparieren, das Skelett während des Wachstums umzuformen und den Kalziumspiegel zu regulieren.
Wenn ein Teil des Skeletts im Laufe der Zeit erhöhten Belastungen ausgesetzt wird, zum Beispiel während des Sports oder bei körperlicher Betätigung, werden die unter dem stärksten Druck stehenden Knochenabschnitte als Reaktion dicker.
Remodeling ist unter der Kontrolle von mehreren Hormonen, einschließlich Parathormon, Calcitonin, Vitamin D, Östrogen bei Frauen und Testosteron bei Männern.
Was ist Osteoporose?
Osteoporose ist eine Knochenkrankheit, bei der die Knochenmineraldichte abnimmt. Dies erhöht das Risiko von Brüchen. Osteoporose ist am häufigsten bei Frauen nach der Menopause. Es kann jedoch bei prämenopausalen Frauen und Männern passieren.
Osteoporose tritt entweder auf, wenn die Entfernung oder Resorption von Knochen zu schnell geschieht, neuer Knochen zu langsam gebildet wird, oder aus beiden Gründen. Es kann durch unzureichendes Calcium, einen Vitamin-D-Mangel, übermäßigen Alkoholkonsum oder Tabakrauchen verursacht werden.
In einer Nussschale
Obwohl sie weniger Aufmerksamkeit bekommen als andere Körperteile, sind Knochen mehr als nur ein Schutzgerüst, auf dem der menschliche Körper aufgebaut ist.
Knochen halten auch angemessene Mengen von vielen Verbindungen aufrecht und regulieren hormonelle Wege. Knochen sind die unbesungenen Helden der Anatomie.
