Anatomie Teil 1

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Anatomie und Histologie
Dr. Ronald Kefurt
Universitätsklinik für Chirurgie
Allgemeines Krankenhaus Wien
Anatomie
Die Lehre vom Aufbau der Organismen.
Andreas Vesalius (31.12.1514 in Brüssel geboren) gilt als Begründer
der neuzeitlichen Anatomie. Mit 23 Jahren Professor der Chirurgie in
Pauda. Demonstrierte 1536 in Löwen eine öffentliche Sektion.
Generelle Lage und
Richtungsangaben
•
dexter rechts
■
sinister links
■
median (von lat. medius „Mitte“): in der Mitte gelegen
■
medial:* zur Mitte hin gelegen
■
paramedian: neben der Mitte gelegen
■
lateral* (lat. latus „Seite“): zur Seite hin gelegen
■
ipsilateral oder homolateral: auf der gleichen Seite befindlich
■
kontralateral: auf der gegenüberliegenden Seite befindlich
■
parietal (paries „Wand“): zur Wand eines Organes oder zur Leibeswand gehörig; seitlich, wandständig; zum Scheitel gehörend
■
viszeral (viscera „Eingeweide“): die Eingeweide betreffend, zu den Eingeweiden gehörend
■
dorsal* (dorsum „Rücken“): rückenseits, am Rücken gelegen
■
ventral* (venter „Bauch“): bauchseits, am Bauch gelegen
■
kranial oder cranial* (cranium „Schädel“): zum Schädel hin (beim Menschen also oben, bei Tieren vorn)
■
kaudal oder caudal* (cauda „Schwanz“): zum Schwanze hin (beim aufrecht stehenden Menschen also unten, bei Tieren hinten)
■
vertical: jene Linie, die vom Scheitel zu der Sohle zieht und damit unabhängig von der momentanen Körperlage gilt
■
postkranial oder postcranial: „hinter dem Schädel“ (beim Menschen: unterhalb)
■
terminal: am Ende gelegen
■
subterminal: mit Abstand vor dem Ende gelegen
■
apikal (von lat. apex „Spitze“): an der Spitze gelegen
■
basal: fundamental, grund-/ basisbildend
■
ektop: am falschen Ort gelegen
Mehr
Lagebezeichnungen
•
proximal (proximus „der Nächste“): zum Körperzentrum hin verlaufend
■
distal (distare „sich entfernen“): vom Körperzentrum entfernt verlaufend
■
profund (profundus „tief“): auf das Innere des Körpers zu
■
superficial (superficialis „oberflächlich“): auf die Oberfläche des Körpers zu
■
anterior/ventral: vorn liegend
■
posterior/dorsal: hinten liegend
■
inferior/caudal: unten liegend (Schwanzwärts)
■
superior/cranial: oben liegend (Kopfwärts)
■
rostral schnabel-, schnauzenwärts oder zur Kopfvorderseite
■
oral (os „Mund“): mundwärts
■
aboral: vom Mund weg gelegen
■
okzipital (Occiput ): zum Hinterkopf hin gelegen
■
temporal (tempus “Schläfe)): schläfenwärts
■
nasal (nasus „Nase“): nasenwärts,
■
palmar (Palma manus „Handfläche“): handflächenseitig
■
volar: hohlhandseitig, identisch mit palmar
■
plantar (Planta pedis „Fußsohle“): fußsohlenseitig
■
axial (axis „Achse“): zu einer gedachten Gliedmaßenachse hin gelegen
■
transversal: senkrecht zur Sagittalebene (rechts-links)
■
longitudinal: entlang der Körperlängsachse oder senkrecht zur Transversalebene (oben-unten)
■
sagittal (sagitta „Pfeil“): parallel zur sagittalen Achse oder senkrecht zur Frontalebene (vorne-hinten)
■
aszendierend (ascensus „Aufstieg“): aufsteigend
■
deszendierend (descensus „Abstieg“): absteigend
■
antegrad oder anterograd: zeitlich oder örtlich nach vorn gerichtet
■
retrograd: zeitlich oder örtlich zurückliegend
•
die Ursprungsstelle für den langen Bizepskopf, das Tuberculum
•
infraglenoidale für den langen Trizepskopf
•
an der dorsalen Seite die Spina scapulae (Schulterblattgräte),
Die Scapula
Die Skapula bietet allen Gruppen der Schultermuskeln
breite Ursprungs- und Ansatzflächen
•
die lateral mit dem Acromion (Akromion,
und ist das Stellglied für die Bewegungen des
Arms im Schultergelenk.
•
•
Schulterblatthöhe) endet
am Oberrand die Incisura scapulae, die vom bisweilen
•
verknöcherten Lig. transversum scapulae überbrückt
•
wird, unter dem Band verläuft der N. suprascapularis,
•
über dem Band die A. und V. suprascapularis,
•
die Fortsetzung des Oberrandes der Skapula
•
nach lateral ist der Processus coracoideus, zwischen
•
Processus coracoideus und Akromion spannt sich
•
das Lig.coracoacromiale aus, das in beiden knöchernen
•
Fortsätzen der Skapula über dem Schultergelenk
Allgemeine Anatomie des
Bewegungsapparaes
Der Bewegungsapparat setzt sich aus einem passiven
und einem aktiven Anteil zusammen. Zum passiven Bewegungsapparat
gehören die Knochen, die zum Skelett
zusammengefasst und durch Gelenke und Bänder miteinander
verbunden sind. Der aktive Bewegungsapparat
umfasst die Skelettmuskulatur, die die einzelnen Skelettteile
gegeneinander bewegt oder in einer bestimmten
Stellung fixiert.
Eine Teilaufgabe des Bewegungsapparates ist entsprechend
die Ausführung von Bewegungen, die andere
die Haltefunktion.
Knochenformen
Allen Knochen gemeinsam ist eine dünne oberflächliche
Schicht kompakten Knochens (Substantia corticalis). Im
Inneren befindet sich ein Schwammwerk aus feinen
Knochenbälkchen (Substantia spongiosa).
Nach der äußeren Form lassen sich unterscheiden:
lange Knochen
kurze Knochen
platte Knochen
Lange Knochen oder Röhrenknochen finden sich in den
Extremitäten. Sie zeigen von allen Knochen am deutlichsten
den Aufbau aus funktionell unterschiedlichen
Abschnitten
Die Diaphyse (Schaft) ist das röhrenförmige Mittelstück.
Dessen Kortikalis ist massiv (Substantia
compacta). Sie umschließt einen mit gelbem Knochenmark
gefüllten Hohlraum, die Markhöhle (Cavitas
medullaris).
Knochen Osteologie
Kernaussagen |
Knochen haben einen gemeinsamen Bau,
aber unterschiedliche Formen.
An ihrer äußeren Oberfläche werden Knochen
von einer strumpfartigen Hülle aus
Bindegewebe überzogen, dem Periost.
Knochen haben eine Leichtbauweise.
Die Knochenstrukturen passen sich Druck-,
Zug- und Biegebeanspruchungen an.
Knochen haben neben mechanischen auch
metabolische Aufgaben
Kurze Knochen (Hand- und Fußwurzelknochen, Wirbelkörper)
sind vielgestaltig und haben keine allgemeingültige
Gliederung.
Platte Knochen (Brustbein, Rippen, Schulterblatt, Hüftbein,
Knochen des Schädeldachs) haben an ihrer Oberfläche
eine unterschiedlich dicke Kompakta, welche die
Spongiosa mit rotem, blutbildendem Knochenmark
umgibt. Bei sehr flachen Knochen kann die Spongiosa
fehlen, z.B. im dünnen Teil des Schulterblatts. In den
Knochen des Schädeldachs wird die Spongiosa als Diploë
bezeichnet.
Nicht alle Knochen sind in dieses Schema einzuordnen.
Einige haben Strukturmerkmale verschiedener Knochenformen
in unterschiedlicher Mischung. Dazu gehören
die pneumatisierten Knochen des Schädels. Sie enthalten
luftgefüllte, mit Schleimhaut ausgekleidete Hohlräume.
Periost
Das Periost (Knochenhaut) ist mit dem
Knochen verwachsen. Es besteht aus zwei funktionell
unterschiedlichen Schichten:
Stratum fibrosum, einer derben äußeren Schicht
Stratum osteogenicum, einer zell-, gefäß- und
nervenreichen
inneren Schicht
Das Stratum fibrosum besteht aus straff angeordneten
Kollagenfaserbündeln, von denen einige als SharpeyFasern
in die Substantia corticalis des Knochens eindringen
und dadurch das Periost am Knochen befestigen.
Andererseits stehen die Kollagenfasern des Stratum
fibrosum
mit Sehnen und Bändern in Verbindung, die sich
am Knochen befestigen. Dadurch gehört das
Periost zum Bindegewebssystem des
Bewegungsapparates.
Das Stratum osteogenicum, auch als Kambiumschicht
bezeichnet, dient der Knochenneubildung, z. B. bei der
Knochenbruchheilung. Es enthält Stammzellen,
die sich zu Osteoblasten und Osteoklasten differenzieren
können. Außerdem führt es zahlreiche kleine Gefäße
und Kapillaren, die mit den Volkmann- und HaversGefäßen der Substantia compacta (in Verbindung
stehen und die Ernährung des Knochens sicherstellen.
Ferner kommen viele freie Nervenendigungen
vor, die die Schmerzempfindlichkeit des Periosts erklären.
Leichtbauweise der Knochen
Leichtbau meint, dass mit einem Minimum an Material
ein Maximum an Stabilität erreicht wird. Dies führt
beim Knochen zu einer Absenkung von Gewicht und
Energiebedarf und ermöglicht eine relativ grazile Skelettmuskulatur;
beides ein Selektionsvorteil. Beim Menschen
entfallen nur etwa 10% des Körpergewichts – etwa
7 kg – auf das Skelett und 30% auf die Muskulatur.
Der Leichtbau wird beim Knochen realisiert durch
Verwendung von Lamellenknochen, einem
Baumaterial mit hochwertigen mechanischen Eigenschaften,
Verstärkung des Baumaterials jeweils im Bereich der
größten Druck- und Zugspannungen sowie der Biegebeanspruchung
– bei gleichzeitiger Einsparung
von Material an weniger belasteten Stellen. Diese
Anordnung wird als trajektorielle Bauweise bezeichnet.
Trajektorien sind in der Technik Linien, die die
Richtung des größten Drucks oder Zuges bzw. der
Biegung angeben, z. B. die Verstrebungen eines Baukrans.
Sichtbar werden Trajektorien
besonders in der Spongiosa , sie sind
aber auch in der Substantia compacta vorhanden.
Knochen
Obwohl Knochengewebe aus widerstandsfähiger Hartsubstanz
besteht, kommt es beim Erwachsenen – unter
Aufrechterhaltung der äußeren Knochenform – zu einem
ständigen inneren Umbau, insbesondere bei Veränderung
der Beanspruchung. Dieses Verhalten wird als
funktionelle Anpassung bezeichnet. Möglich wird dies,
weil Knochengewebe einen vergleichsweise hohen Stoffwechsel
hat.
Aktivitätshypertrophie. Verstärkte systemgerechte, d. h.
über die Gelenkenden wirkende Belastungen können
z.B. bei Röhrenknochen zu einer Verdickung von Kompakta
und Spongiosabälkchen führen. Umgekehrt
schwindet Knochenmaterial bei Muskellähmung oder
längerer Ruhigstellung (Gipsverband).
Inaktivitätsatrophie. Sie ist im Röntgenbild an kontrastarmer
Spongiosazeichnung zu erkennen. Knochenatrophie
ist im Übrigen eine typische Altersveränderung
und geht mit erhöhter Bruchgefährdung einher. Zum
Knochenabbau kommt es auch, wenn konstanter lokaler
Druck auf Knochen ausgeübt wird, z. B. durch Tumoren.
Besonders deutlich zeigt sich die funktionelle Anpassung
der Spongiosaarchitektur, wenn sich bei einer
winklig verheilten Fraktur eines Röhrenknochens neue
Spannungsverteilungen ergeben. In Richtung der geänderten
Druck- und Zugspannungstrajektorien werden
neue Spongiosabälkchen auf- und an nunmehr unbelasteten
Stellen alte abgebaut.
Kalziumstoffwechsel und Blutbildung
Kalziumspeicher. Das Skelett ist der wichtigste Kalziumspeicher
des Körpers. Es enthält 99% des gesamten Kalziums,
das mit der Nahrung aufgenommen wird. Kalzium
wird aber nicht nur im Knochen abgelagert, sondern
bei Bedarf auch wieder mobilisiert. Dadurch wird
ein konstanter Kalziumspiegel aufrechterhalten, der für
den Ablauf zahlreicher Lebensprozesse erforderlich ist,
z.B. bei Muskelkontraktion, Signalübertragung in Zellen
und Blutgerinnung. Die Kalziummobilisierung erfolgt
u. a. durch Hormone, z. B. dem der Nebenschilddrüse
(Parathormon) (weitere Einzelheiten
Die Blutbildung im Knochen findet im roten Knochenmark
statt. Es befindet sich zwischen den Spongiosabälkchen
und besteht aus einer Matrix aus Fibroblasten
und retikulären Fasern, die von sinusoidalen Kapillaren
durchzogen wird. Die zu- und abführenden Gefäße erreichen
bzw. verlassen das Knochenmark durch Foramina
nutricia der Kompakta des Knochens
(Ausführungen über das Knochenmark
Knochenaufbau
Gelenke und Bänder
Gelenke und Bänder
Kernaussagen |
Gelenke sind Verbindungen zwischen Knochen.
Sie liegen als Synarthrosen und Diarthrosen
vor.
Synarthrosen besitzen keinen Gelenkspalt,
weshalb ihre Beweglichkeit gering ist oder
ganz fehlt.
Diarthrosen sind echte Gelenke mit einem
Gelenkspalt und Gelenkflächen, die mit hyalinem
Knorpel (Gelenkknorpel) überzogen
sind. Sie sind in der Regel sehr beweglich.
Der Zusammenschluss der Gelenkflächen erfolgt
durch äußere Kräfte (z.B. das Körpergewicht)
oder Zugkräfte der über das Gelenk
ziehenden Muskeln.
Manche Gelenke haben Hilfseinrichtungen
(Disci, Menisci), die bei allen Gelenkstellungen
eine gleichmäßige Belastung der Gelenkflächen
sicher stellen.
Gelenke haben unterschiedliche Freiheitsgrade.
Die Beweglichkeit eines Gelenkes ist trainingsabhängig.
Diarthrosen
Diarthrosen
Diarthrosen haben einen Gelenkspalt zwischen mit
Hyalinknorpel überzogenen Gelenkenden des Knochens.
Dadurch können in Diarthrosen Bewegungen
zwischen den beteiligten Knochen stattfinden.
Jedoch variiert der Bewegungsspielraum der Diarthrosen
je nach Gelenkkonstruktion erheblich. Ist er
stark eingeschränkt, z.B. bei den kleinen Fußwurzelgelenken,
spricht man von straffen Gelenken (Amphiarthrosen).
Zu unterscheiden ist ferner zwischen Gelenken, an
denen nur zwei Skelettteile beteiligt sind (Articulatio
simplex), z.B. Schultergelenk, und solchen mit mehreren
Skelettteilen (Articulatio composita), z. B. Ellenbogengelenk.
Diarthrosen weisen auf:
Gelenkflächen (Facies articulares) überzogen mit
Gelenkknorpel
Gelenkkapsel
Gelenkbändern
Gelenkhöhle
Gelenkknorpel (Cartilagines articulares) sind je nach
Bewegungserfordernissen unterschiedlich geformt. Sie
bestehen bei Knochen mit chondraler Ossifikation
aus hyalinem Knorpel, bei Knochen mit desmaler
Ossifikation aus Faserknorpel, z. B. im Kiefergelenk. In
allen Fällen fehlt dem Gelenkknorpel ein Perichondrium.
Seine Oberfläche ist spiegelnd glatt.
Gelenkknorpel steht bei vielen Gelenken unter erheblichem
Druck, wird aber auch durch Dreh-Gleit-Bewegungen
belastet, z. B. im Kniegelenk beim Laufen.
Dort ist der Knorpelbelag besonders dick, bis zu 5 mm.
Eine wichtige Rolle spielt außerdem die Verformbarkeit
des Gelenkknorpels, insbesondere bei inkongruenten
Gelenkflächen. Hier wird mit steigendem Druck die
Kontaktfläche der Gelenkflächen größer und die Druckverteilung
entsprechend besser. Außerdem passt sich
der Feinbau der Gelenkknorpel den unterschiedlichen
Belastungen an.
Gelenkkapsel (Capsula articularis). Die Gelenkkapsel
umschließt das Gelenk allseitig und kann als Fortsetzung
des Periostschlauchs aufgefasst werden. Dementsprechend besteht die Gelenkkapsel
aus:
äußerer straffer Kollagenfaserschicht (Membrana fibrosa)
innerer Schicht, die als Membrana synovialis das
Stratum osteogenicum des Periosts fortsetzt
Die Membrana fibrosa ist bei den einzelnen Gelenken
sehr unterschiedlich dick. Örtliche Verstärkungen aus
kräftigen Bündeln oder Züge von Kollagenfasern, die
teilweise aus einstrahlenden Sehnenausläufern hervorgehen,
werden als Gelenkbänder bezeichnet (unten).
Die Membrana synovialis stellt die Gelenkinnenhaut dar
und besteht aus lockerem Bindegewebe mit einzelnen
Fettzellen. An der inneren Oberfläche sind die sonst
verzweigten Fibrozyten flächenhaft ausgebreitet und
bieten somit histologisch das Bild eines einschichtigen,
zuweilen auch mehrschichtigen Epithels. Die Membrana
synovialis bildet gefäßreiche Falten (Plicae synoviales)
und fettzellhaltige, auch vaskularisierte Zotten (Villi
synoviales). Die Membrana synovialis enthält zahlreiche
Nervenfasern und Rezeptoren; sie ist deswegen äußerst
schmerzempfindlich.
Gelenkbänder
Gelenkbänder sind bei allen Gelenken wichtige Bestandteile.
Sie bestehen wie Sehnen aus weitgehend parallel
verlaufenden Kollagenfasern. Meist sind sie als
Verstärkungsbänder in die Membrana fibrosa der Gelenkkapsel
eingewebt (
oben), können aber auch ohne
engere Beziehung zur Kapsel die artikulierenden Knochen
miteinander verbinden, z.B. Ligamentum collaterale
fibulare des Kniegelenks.
Gelenkbänder haben zwei Aufgaben:
Sie dienen der Gelenkführung, in dem sie Bewegungen
in unerwünschte Richtungen verhindern.
Sie begrenzen die Gelenkexkursionen durch Hemmung
übermaÅNssiger Gelenkausschläge in bestimmten
Richtungen.
Gelenkbänder dienen jedoch nicht dem Zusammenschluss
der Gelenkflächen. Dieser wird vielmehr durch
äußere Kräfte bewirkt, z. B. das Körpergewicht oder
Zugkräfte der Muskeln, die über das Gelenk hinweg ziehen.
Die Gelenkhöhle (Cavitas articularis) ist keine eigentliche
Höhle, sondern ein kapillärer Spalt mit einer geringen
Menge Synovia. Synovia ist ein Gleitmittel und dient
der Ernährung des gefäßlosen Gelenkknorpels. An der
Bildung dieser proteoglykanhaltigen, hyaluronsäurereichen,
schleimartigen Flüssigkeit sind die Fibrozyten
der Membrana synovialis beteiligt.
In der Nachbarschaft vieler Gelenke kommen Schleimbeutel
vor. Viele kommunizieren mit der Gelenkhöhle.
Gefäße und Innervation
Gelenke werden reichlich mit Blut versorgt, insbesondere
die stark kapillarisierte Synovialmembran. Die Gefäße
bilden Gefäßringe am Übergang vom Periost zur Gelenkkapsel.
Gelenke sind schmerzempfindlich. Sie werden von
zahlreichen afferenten Nervenfasern mit freien Nervenendigungen
erreicht, die im Stratum fibrosum der Gelenkkapsel
und ihrer Nachbarschaft verlaufen.
Anpassung und
Alterung
Funktionelle Anpassung und Alterung
Wichtig | |
Die Beweglichkeit eines Gelenks ist trainingsabhängig.
Traumatische und altersbedingte
Schäden sind nur begrenzt reparabel.
Funktionelle Anpassung. Die Grundform der Gelenke ist
genetisch festgelegt. Sie kann aber durch Training in gewissem
Ausmaß modifiziert werden. Es kommt dann zu
Verbreiterung der überknorpelten Gelenkflächen bei
gleichzeitiger Ausweitung von Gelenkkapselabschnitten
und Verlängerung der Hemmungsbänder. Dadurch steigert
sich der Bewegungsumfang des Gelenkes.
Längerdauernde Ruhigstellung führt zu einer
Schrumpfung von Kapsel und Bandapparat und dadurch
zur Bewegungseinschränkung. Sofern größere
Reservefalten der Gelenkkapsel existieren, verklebt deren
Synovialmembran. Die verklebenden Oberflächen
bestehen aus Fibrozyten, die sich aus ihrem epithelartigen
Verband lösen und unter Neubildung von Kollagenfibrillen
eine Verschmelzung der synovialen Oberflächen
herbeiführen.
Eine Regeneration des hyalinen Gelenkknorpels ist
nicht möglich, da das Perichondrium fehlt. Knorpeldefekte
werden durch Bildung von Faserknorpel repariert.
Gelenkbänder, fibröse Kapsel, Disken und Menisken
sind bradytrophe Gewebe. Ihre Wiederherstellung nach
Verletzungen dauert oft Monate.
Alterung. Als Folge mangelnder Übung wird im Alter
der Bewegungsumfang von Gelenken eingeschränkt.
Regressive Veränderungen des gefäßfreien Gelenkknorpels
führen zu einer Abflachung und zur Asbestdegeneration. An den
Randpartien des Gelenkknorpels
kommt es zuweilen zu Knorpelproliferationen, die
verkalken und später durch Knochengewebe ersetzt
werden können (Arthrose). Diese degenerativen Veränderungen
können bei ständiger Über- oder Fehlbelastung
der Gelenke selbst in jüngerem Lebensalter auftreten.
Einige Knochen im
Überblick
Das Kniegelenk
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