Die Bedeutung der Schädelentwicklung für die Craniosacrale

Entstehung, Wachstum und Ossifikation
des menschlichen Schädels
Felix Joy
Schriftliche Arbeit zum Vortrag für den Diplomkurs
Cranio Sacrale Osteopathie
vom 9.12. - 11.12.2005
Kappel am Albis
Schule für Cranio Sacrale Osteopathie
Dr. Rudolf Merkel
Entstehung, Wachstum und Ossifikation des menschlichen Schädels
-1. Der Knochen - ein stoffwechselaktives Gewebe
Obwohl Skelett in landläufiger Vorsstellung zwangsläufig mit dem Tod assoziiert wird und das
griechische Wort „skeletos“ eigentlich „ausgedörrt“ oder „ausgetrocknet“ bedeutet, ist Knochen
ein sehr lebendiges Gewebe. Es unterliegt einem stetigen Umbau und wird pro Minute von 200 bis
400ml Blut durchströmt. Dieses entspricht immerhin ungefähr 6 Prozent des Herzzeitvolumens.
Herzzeitvolumen = Schlagvolumen x Schlagfrequenz
Blutdruck = Herzzeitvolumen x Gefässwiderstand
Gefässwiderstand = Gefässdurchmesser
-2. Die Keimblätter
Alle Gewebe und Organe des Körpers entwickeln sich aus den drei Zellkeimblättern des frühen
Embryos. Es sind dies:
Entoderm: innere Organe.
Mesoderm: Bindegewebe, Knochen und Skelettmuskeln.
Ektoderm: Haut und das Nervensystem.
Ektoderm
Mesoderm
Entoderm
-3. Muttergestein Knochen
Bindegewebe ist die Mutter der Knochen - und gleichzeitig ihr Vorläufer als struktureller Baustoff
und buchstäblich der Schoss, der die Knochen hervorbringt. Um die hohe Festigkeit des Knochens
zu erzielen, bildet die Bindegewebematrix spezielle Taschen oder Gussformen. Diese Gussformen
werden dann mit kristallisierten Mineralien ausgefüllt - vor allem sind dies Kalzium und Phosphor.
Knochen ist aber auch ein Speicher für die lebenswichtigen Spurenelemente: Magnesium, Natrium,
Kohlenstoff, Zitrat und Fluor. Dieses Mineralgemisch ähnelt demjenigen vieler Gesteinsablagerungen;
seine fest ineinander verschränkten Kristalle geben den elastischen Collagenfasern zusätzlich
Druckfestigkeit. Es wird sogar geschrieben, dass der Mineralgehalt von getrocknetem Knochen dem
von Marmor sehr nahe kommt.
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Magnesium
Natrium
Kohlenstoff
Zitrat
Fluor
www.onmeda.de gibt ausführlich Auskunft über die Eigenschaften dieser
Mineralien.
Lebender Knochen braucht nicht nur Bindegewbe und Mineralbestandteile, sondern auch ein
dichtgesponnenes Netz von Blutgefässen und Nerven. Diese weicheren Gewebe können die festen
Komponenten von Knochen nicht durchdringen; der Knochen muss daher um Nerven, Gefässe und
Fibrillen herumwachsen, um sie in seine feste Struktur aufzunehmen. Es findet also eine richtiggehende
Ummauerung statt. Der Prozess der Aufnahme weicherer Elemente in feste Knochenmaterie ist
kompliziert; zwar verläuft er in der intrauterinen Wachstumsphase am lebhaftesten, doch in gewissem
Umfang dauert er lebenslang.
-4. Perichondrium, die Knorpel Gussform
Anfänglich entstehen im reifenden Embryo, dem genetischen Code folgend, in bestimmten
Bindegewebsregionen die Chondroblasten. Sie produzieren keinen Knochen, sondern zähen,
nylonartigen Knorpel. Dieser Knorpel wird in das umgebende Perichondrium, einer flachen Schicht
fibroblastenähnlicher Zellen, abgegeben und dort in hochspezifischen Formen aufbewahrt, die im
Verlauf als präzise Gussformen für die Ablagerung von Mineralsalzen dienen.
Kondensation Proliferation
Hypertrophe
Differenzierung
Ossifikation
-5. Ossifikation
Bereits im vierten oder fünften Schwangerschaftsmonat sind sämtliche Knorpelmodelle vorhanden.
Jeder Knochen hat in der Embryonalzeit mindestens einen Knochenkern die sogenannte Tubera.
Die Lage dieser Knochenkerne ist immer relativ gleich. Die zeitliche Entwicklung ist allerdings
Schwankungen unterworfen. Die genetische Intelligenz dieser frühen Entwicklung ist erstaunlich.
Die Knochenform ist schon im anfänglichen Gliedmassenkern des winzigen Embryos programmiert.
Entfernt man z.B. ein kleines Stück des Oberschenkelkerns eines fötalen Kükens und entwickelt
es im Labor in der entsprechenden Nährlösung, dann entwickelt sich schon aus diesen wenigen
Zellen ein vollständiger Oberschenkelknochen. Das genetische Programm ist teilweise im Bindeund Knorpelgewebe enthalten, teils ist es das Ergebnis spezifischer Hormone, wie z.B. das wichtige
Wachstumshormon Somatotropin.
Im lebenslangen Wachstums- und Umwandlungsprozess des Skeletts bildet dieser erste
Entwicklungsschritt jedoch nur ein kurzes Kapitel. In den ersten vier bis fünf Lebensjahren erscheinen
weitere sekundäre Ossifikationszentren in den Knorpelmodellen, die etwa bis zum fünfundzwanzigsten
Lebensjahr arbeiten.
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Osteoklasten
Knochenwachstum
Osteoblasten
Periostales Wachstum (Hirnwachstum)
-6. Permanenter Aufbau - permanente Zerstörung
Es werden drei Arten von Knochenzellen unterschieden. Es sind dies die Osteoblasten, die
Osteozyten und die Osteoklasten. Die ersten beiden sind für den Knochenaufbau, letztere für den
Knochenabbau zuständig.
Um ihre hochspezifische Form beizubehalten und trotzdem die Gesamtgrösse im Laufe von fünfzehn
bis zwanzig Jahren um ein Mehrfaches zu erhöhen, müssen wachsende Knochen Ablagerungen,
Zerstörung und Neuablagerung ständig in angemessenem Gleichgewicht halten. Wäre das Ausfällen
frischer Mineralsalze durch die Osteoblasten der einzige Wachstumsmechanismus, dann würden sich
pausenlos neue Knochenschichten auf die Oberfläche des ursprünglichen Modells legen; sie würden
ständig dicker werden und schliesslich ihre Form verlieren - wie Korallen, die sich auf Kiesel heften.
Folglich muss eine weitere Zellart für ein geordnetes Knochenwachstum sorgen, die Osteoklasten;
ihre Aufgabe ist es, zuvor von den Osteoblasten gebildetes, mineralisiertes Knochengewebe
aufzulösen. Die permanente Arbeitsteilung dieser beiden Gegenspieler ist für das eindrucksvolle
Wachstumsmuster der Knochen verantwortlich.
Während die Osteoblasten im Periost neue Schichten von Mineralsalzen auf die Aussenfläche der
wachsenden Knochen legen, lösen die Osteoklasten im Endost die Innenfläche auf; damit vergrössert
sich das hohle Innere in Proportion zum festen Äusseren. Der innere Auflösungsprozess durch die
Osteoklasten verläuft äusserst selektiv, zurück bleibt eine Knochenwand von zweckmässiger Dicke
und eine Anordnung fädiger Knochenbälkchen-Filamente zur wirksamsten Festigung des Knochens,
damit er die üblichen Belastungen, denen er ausgesetzt ist, bewältigen kann. Auf diese Weise
vergrössern sich die Knochen, ohne dabei unverhältnismässig schwerer zu werden und ihre Form zu
verlieren.
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-7. Ossifikation und Knochenwachstum im Bereich des Schädels
Der Schädel entsteht aus dem Mesenchym, das die primitive Hirnblase umhüllt, und kann in das
Neurokranium (Hirnschädel) und das Viszerokranium (Gesichtsschädel) unterteilt werden.
Neurokranium
Viszerokranium
Das Neurokranium setzt sich wiederum aus der Schädelbasis und dem Schädeldach zusammen. Die
Ossifikation kann prinzipiell auf zwei Arten vor sich gehen: Zum einen durch die desmale Ossifikation
und zum anderen durch die enchondrale Ossifikation. Die desmale Ossifikation bezeichnet
man auch als Ersatzknochenbildung (Ersatzknochen wird auch Primordialknochen genannt)
oder direkte Verknöcherung, da sich der spätere Knochen direkt aus Bindegewebe entwickelt.
Diese Verknöcherungsart kommt z.B. in den Nähten zwischen den Schädelknochen vor. Bei der
enchondralen Ossifikation bildet sich bei der Entwicklung des Embryos ein knorpeliges Modell der
späteren Knochen. Dieses wird dann im Zuge der Verknöcherung abgebaut und durch Knochen
ersetzt.
Die Schädelbasis entsteht durch enchondrale Ossifikation, sie entwickelt sich also zuerst als
Knorpelgewebe und kann deshalb auch Chondrokranium genannt werden. Das Schädeldach und
der Gesichtsschädel entstehen durch desmale Ossifikation, die knochen entwickeln sich direkt aus
dem mesenchymalen Bindegewebe. Deshalb nennt man die beiden auch Desmokranium.
Einige Knochen, die an der Schädelbasis wie auch am Schädeldach teilhaben, verknöchern
gleichzeitig auf beide Arten.
Beim Schädel eines menschlichen Embryo entstehen zwischen 110 und 120 Verknöcherungszentren.
Daraus bilden sich bis zur Geburt 45 Knochen. Der Schädel eines Erwachsenen besteht
schlussendlich aus 22 Knochen.
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Knorpelige Anlage
Membranöse Anlage
Neurokranium
Chondrokranium, Schädelbasis
• Os occipitale, unterhalb der
Linea nuchae superior
• Os sphenoidale, bis auf den
vertikalen Teil der Ala major
• Os ethmoidale
• Pars petrosa ossis temporalis
Desmokranium, Schädeldach
• Os occipitale: Supraocciput
• Ala major des Os sphenoidale
• Os parietale
• Os frontale
• Os temporale, Pars squamosa
Viscerokranium
• Septum nasi
• Concha nasalis inferior
• Corpus ossis hyoidei und
grosse Zungenbeinhörner
• Maxilla
• Mandibula (bis auf die Kinnpartie
und den Processus (condylaris)
• Os zycomaticum
• Os palatinum
• Os nasale
• Os lacrimale
Nach der Bildung der Ossifikationszentren und der zunehmenden Verknöcherung kommt das
Wachstum der Schädelknochen im Inneren der Ossifikationsstellen zum Stillstand, so dass sich das
weitere Wachstum an der Peripherie des jeweiligen Knochens vollziehen kann.
An der Oberfläche des Knochens geschieht dies durch appositionelles, periostales Wachstum;
d.h. Knochen wird an der einen Knochenseite am Periost angebaut, während er auf der anderen
Knochenseite am Periost zum Teil wieder abgebaut wird. Dabei wirkt die gesamte Oberfläche des
Knochens als mehr oder weniger starkes Wachstumsfeld. Neben dem Wachstum des Knochens
in seiner Gesamtheit findet auch eine fortwährende intraossale Remodellierung und Bewegung
einzelner Knochenteile in Beziehung zu anderen Knochenteilen statt. Das periostale Wachstum ist
abhängig von den Geweben und viszeralen Strukturen, die am Schädelknochen ansetzen und ihn
umgeben. Das Knochenwachstum wird durch die Weichgewebematrix nicht nur induziert, sondern
auch determiniert. Der Plan für das Design, die Konstruktion und das Wachstum eines Knochens liegt
im Zusammenspiel von Muskeln, Zunge, Lippen, Wangen, der Haut, Schleimhaut, der Bindegewebe,
der Nerven, Blutgefässe, Luftwege des Pharynx, des Gehirns in seiner Gesamtheit, den Drüsen
usw..
Das Wachstum all dieser funktionellen Komponenten bewegt den Knochen und reguliert seine
Entwicklung, damit dieser durch seine spezifische Form und Grösse seine Funktion erfüllen kann.
Die Form des Hirnschädels vor der Geburt und in den ersten Lebensjahren wird massgeblich durch
das Hirnwachstum bestimmt. Hirzu findet man bei einem Hai, dessen Hirn sehr langsam wächst, eine
Knorpelmatrix, welche mit einer nahtlosen Kapsel das Hirn umschliesst. Hingegen beim Menschen,
mit einem schnellen Hirnwachstum und mit der Notwendigkeit von verschiedenen Anpassungen, sind
offene Suturen für Grössen- und Formveränderungen notwendig. Zum Beispiel ist durch das Saugen
und Schlucken das Wachstum des Gesichtsschädel in den ersten Lebensjahren dominant.
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Unter allen Bildungen des Skeletts ist der Schädel die komplizierteste und beziehungsreichste
zugleich. Dies trifft auch für das Schädelwachstum zu.
Hinterhaupsschuppe eines Fetus
von 5 cm Länge, ca 10. Woche
Hinterhaupsschuppe eines Fetus Hinterhaupsschuppe eines
von 11 cm Länge, ca 13. Woche 7. monatigen Fetus
-8. Suturen
Suturen (Nähte) sind modifizierte Bandhaften und verbinden Ränder der Schädelknochen miteinander.
Sie bewirken ein sekundäres, kompensatorisches Schädelwachstum. Mit Abnahme dieser Aktivitäten
setzt eine Verknöcherung ein. Es werden gemäss ihrer Form folgende Arten unterschieden:
• Sutura plana ist eine glatte Knochenverbindung, z.B. zwischen Tränen- und Siebbein.
• Sutura squamosa ist eine schuppenförmige Knochenverbindung, z.B. zwischen Schläfen- und
Scheitelbein.
• Sutura serrata ist eine gezackte Knochenverbindung, z.B. zwischen Stirnbein und Scheitelbein.
Alle Suturen besitzen histologisch einen 3-Schichtenaufbau: zelluläre osteoblastische Schicht,
fibröse Schicht sowie eine Mittelzone mit zahlreichen Gefässen.
Skizze einer Sutur im Wachstum
Zelluläre osteoblastische Schicht
Fibröse Schicht mit Kollagenfasern
Mittelzone mit Blutgefässen
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-9. Wachstum in den Suturen
Der Knorpel ist das einzige Gewebe, das auch bei Druckkräften seine Wachstumskapazität beibehält
(druckadaptive Wachstumszone), im Gegensatz zu den Suturen, die auf Druck im Wachstum
gehemmt werden (zugadaptive Wachstumszone). Synchondrosen sind knorpelige Verbindungen
zwischen den Knochen und schaffen die Voraussetzung für die suturale Knochenbildung. Durch das
Wachstum der Synchondrosen sowie der Weichgewebe werden Knochen auseinanderbewegt. Dies
übt einen Zug auf die Schädelnähte aus. Dadurch wird das suturale Gewebe stimuliert, den Knochen
- Knochenkontakt zu erhalten und neuen Knochen zu bilden, so dass sich die Knochen sekundär
vergrössern.
Während die Schädelknochen sich in ihrer Entwicklung voneinander entfernen, wächst das
konjunktivale Gewebe zentrifugal. Im Wachstumsprozess entsteht ein Gleichgewicht zwischen
der Spreizung der Schädelknochen, dem Wachstum des konjuktivalen Suturengewebes und der
desmalen Ossifikation des Knochens.
Die aktiven Wachstumszonen einer Naht befinden sich somit an den Knochenenden.
Passives zentrifugales
Wachstum der
Schädeldachknochen durch
expansives Hirnwachstum mit
Entstehung von Zugkräften
auf die Suturen.
10. Suturensysteme
Die kraniofazialen Strukturen lassen sich zu Systemen zusammenfassen. Es werden dabei vier
Systeme unterschieden:
• Das koronale Suturensystem hat als Grundlage die Sutura coronalis (Kranznaht). Seine
Wachstumsaktivität fördern das Längenwachstum des Schädels.
• Das Lambdasuturensystem richtet sich nach der Sutura lambdoidea (Lambdanaht). Das von ihr
ausgehende Wachstum betrifft vor allem den hinteren Schädel.
• Das sagittale Suturensystem hat als Grundlage die Sutura sagittalis (Pfeilnaht). Dieses
Suturensystem ist hauptsächlich für das Breitenwachstum des Hirn- und Gesichtsschädels
zuständig.
• Das kraniofaziale Suturensystem trennt den vorderen Teil des Hirnschädels von den
Gesichtsknochen bzw. diese vom Oberkiefer. Die Wachstumsaktivitäten dieses System tragen dazu
bei, dass das Mittelgesicht nach unten und nach vorn gedrängt wird. Grundlagen für dieses System
sind die Nähte zwischen den Knochen des Gesichtsschädels.
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11. Verknöcherung der Suturen
Bis zum Erwachsenenalter schwindet die osteoblastische Schicht weitgehend, und entsprechend
vermindert sich die Wachstumsaktivität.
Auch die Suturen haben einen unterschiedlichen Verknöcherungszeitpunkt und damit eine
Beendigung ihrer Wachstumsaktivität.
Die Verknöcherung findet zu folgenden Zeitpunkten statt:
• Sutura sagittalis: 20. - 30. Lebensjahr
• Sutura coronalis: 30. - 40. Lenbensjahr
• Sutura frontalis: in den ersten Lebensjahren, so dass die Stirnschuppe letzlich als ein unpaarer
Knochen erscheint.
Es können bei der altersabhängigen Nahtverknöcherung folgende anatomische Gegebenheiten
vorgefunden werden:
• Verlust der faserigen Lücken zwischen den Knochenenden,
• irregulärer dichter werdender suturaler Rand,
• Verlust von abgeschrägten Rändern der Suturen.
1. Koronales Suturensystem
2. Lambda Suturensystem
3. Sagittales Suturensystem
4. Kraniofaziales Suturensystem
12. Duragurte
Durch das wachsende Gehirn wird zwischen den Furchen der benachbarten Gehirnabschnitte das
Gewebe im Wachstum behindert und gestrafft, so dass ein System von sogenannten Duragurten
entsteht. Ein paariger Duragurt bildet die Falx zwischen den Grosshirnhemisphären, ein unpaariger
Duragurt das Tentorium zwischen den Klein- und dem Grosshirn. Man kann sich vorstellen, dass die
Duragurte eine Art Fensterrahmen für das Klein- und Grosshirn darstellen. In den Fenstern wölbt sich
das Gehirn zwischen den straffen Durazügen gegen die Haut vor.
Eine paarige Wölbung entsteht in der Stirn- und Schläfenregion, eine unpaare Wölbung durch das
Kleinhirn in der Hinterhauptsregion. An der Hirnbasis bildet sich durch die Dura die bindegewebige
Schädelbasis.
Ansich von oben auf die knorpelige
Schädelbasis eines 29 mm grossen
Embryos. Die schwarzen Linien
sind die gestraffte Duragurte.
Felix Joy
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13. Die Entstehung der Schädelbasis Schritt für Schritt
Nachdem sich an der Hirnbasis durch die Dura die bindegewebige Schädelbasis gebildet hat, führt dort das weitere
Wachstum des Gehirns zu einer Aneinanderdrängung bzw.
Stauchung des Gewebes (sog. Densationsfeld). Durch Verlust
flüssiger Interzellulärsubstanz verdichtet es sich und bildet
einen Vorknorpel, der sich ungefähr am 40. Tag i.u. weiter zu
Knorpel ausbildet. Die ersten Schädelknochen bilden sich ab
dem 3. Fetalmonat am Rand der knorpeligen Schädelbasis.
Dort entstehen sogenannte Detraktionsfelder, Stellen, an denen
durch zähe Gleitbewegungen in entgegengesetzte Richtungen
Flüssigkeiten ausgepresst werden. Das Gewebe entwässert
und verdichtet sich so extrem, dass kleine Ossifikationszentren
entstehen.
Sechs Wochen alter Embryo
(Ansicht von oben)
Die Knochen an der Schädelbasis sind durch knorpelige
Artikulationen
miteinander
verbunden,
sogenannte
Synchondrosen. Der Zeitpunkt der Verknöcherung der
verschiedenen Synchondrosen an der Schädelbasis variiert stark,
je nach Impulsen, welchen sie durch das weitere Wachstum der
Weichgewebe ausgesetzt werden.
Während einige noch in der Fetalzeit verknöchern, ossifizieren
andere erst im hohen Alter. Diese Synchondrosen sind von
grosser Bedeutung für die Entwicklung der Schädelbasis.
Die Knochen werden durch das interstitielle Wachstum der
Synchondrosen auseinandergedrängt, so dass sich die
Knochen durch appositionelles Wachstum an den Rändern der
Schädelnähte vergrössern können.
Sieben Wochen alter Embryo
(Ansicht von oben)
Sutura palatina mediana
Sutura palatina
transversa
Synchondrosis
spenobasilaris
Sutura petrobasilaris
Sutura
occipitomastoidea
Überwiegend anterioposteriores Wachstum
Überwiegend laterales Wachstum
Zwölf Wochen alter Embryo
(Ansicht von oben)
Felix Joy
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Schlusswort
Es wäre einfach, noch viele weitere Seiten, ja wahrscheinlich sogar Bücher mit diesem überaus
interessanten Thema zu füllen. Doch denke ich, dass ich das Wesentliche zum Thema Knochen und
Schädel zusammengefasst habe.
Schon als kleiner Junge haben mich Knochen von Tieren und natürlich die Knochengerüste in den
Schulen in einen geheimnissvollen Bann gezogen. Viele Jahre später habe ich durch die Cranio
Sacrale Osteopathie eine wunderbare Möglichkeit bekommen, mit lebendigem Knochen zu arbeiten.
Durch das Niederschreiben dieser Arbeit hat sich mein Staunen über das Wunderwerk Natur
nochmals um ein Vielfaches vertieft.
Im Dezember 2005
Felix Joy
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Quellennachweis
Dean Juhan, Körperarbeit, Die Soma-Psyche Verbindung
Torsten Liem, Cranio Sacrale Osteopathie
Rudolf Merkel, Die Suturen, Forbildungstag 04-1
J. Fanhängel, Institut für Anatomie, Uni Greifswald
Andrea Vorkamp, Molekulare Kontrolle der Skelettdifferenzierung
Felix Joy
IBS Institut für Bewusstsein & Synthese
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