Knochen, Muskeln und Gelenke

Was sind Knochen und was machen sie?

Knochen geben unserem Körper Halt und helfen, unsere Form zu formen. Obwohl sie sehr leicht sind, sind die Knochen stark genug, um unser gesamtes Gewicht zu tragen.

Knochen schützen auch die Organe in unserem Körper. Der Schädel schützt das Gehirn und formt die Form des Gesichts. Das Rückenmark, das die Nachrichten zwischen dem Gehirn und dem Körper weiterleitet, wird durch die Wirbelsäule geschützt. Die Rippen bilden einen Käfig, der Herz und Lunge schützt, und das Becken trägt dazu bei, die Blase, einen Teil des Darms und bei Frauen die Fortpflanzungsorgane zu schützen.

Knochen bestehen aus einem Gerüst aus einem Protein namens

und einem Mineral namens Kalziumphosphat, das das Gerüst hart und stark macht. Die Knochen speichern Kalzium und geben es in den Blutkreislauf ab, wenn es von anderen Körperteilen benötigt wird. Die Menge an bestimmten Vitaminen und Mineralien, die Sie zu sich nehmen, insbesondere Vitamin D und Kalzium, hat einen direkten Einfluss darauf, wie viel Kalzium in den Knochen gespeichert wird.

Knochen bestehen aus zwei Arten von Knochengeweben:

1. Der kompakte Knochen ist der feste, harte äußere Teil des Knochens. Er sieht aus wie Elfenbein und ist sehr fest. Er wird von Löchern und Kanälen durchzogen, durch die Blutgefäße und Nerven verlaufen.
2. Im Inneren des kompakten Knochens befindet sich die Spongiosa (sprich: KAN-suh-lus), die wie ein Schwamm aussieht. Er besteht aus einem netzartigen Geflecht aus winzigen Knochenstücken, den Trabekeln (sprich: truh-BEH-kyoo-lee). Hier befindet sich das Knochenmark.

In diesem weichen Knochen werden die meisten Blutzellen des Körpers gebildet. Das Knochenmark enthält Stammzellen, die die roten Blutkörperchen und Blutplättchen sowie einige Arten von weißen Blutkörperchen produzieren. Rote Blutkörperchen transportieren Sauerstoff zu den Geweben des Körpers, und Blutplättchen helfen bei der Blutgerinnung, wenn jemand eine Schnittwunde hat. Weiße Blutkörperchen helfen dem Körper, Infektionen zu bekämpfen.

Knochen sind durch lange, faserige Bänder, die Ligamente (sprich: LIG-uh-mentz) genannt werden, an anderen Knochen befestigt. Knorpel (sprich: KAR-tul-ij), eine flexible, gummiartige Substanz in unseren Gelenken, stützt die Knochen und schützt sie dort, wo sie aneinander reiben.

Wie wachsen die Knochen?

Die Knochen von Kindern und Jugendlichen sind kleiner als die von Erwachsenen und enthalten „Wachstumszonen“, die Wachstumsplatten. Diese Platten bestehen aus sich vermehrenden Knorpelzellen, die in die Länge wachsen und sich dann in harten, mineralisierten Knochen verwandeln. Diese Wachstumsplatten sind auf einem Röntgenbild leicht zu erkennen. Da Mädchen früher reifen als Jungen, verwandeln sich ihre Wachstumsplatten früher in harte Knochen.

Die Knochenbildung setzt sich das ganze Leben lang fort, da der Körper das lebende Gewebe der Knochen ständig erneuert und umgestaltet. Der Knochen enthält drei Arten von Zellen:

1. Osteoblasten (sprich: AHS-tee-uh-blastz), die neuen Knochen bilden und helfen, Schäden zu reparieren
2. Osteozyten (sprich: AHS-tee-o-sites), reife Knochenzellen, die bei der Neubildung helfen
3. Osteoklasten (ausgesprochen: AHS-tee-o-klasts), die Knochen abbauen und dabei helfen, sie zu formen und zu gestalten

Was sind Muskeln und was tun sie?

Muskeln ziehen an den Gelenken und ermöglichen es uns, uns zu bewegen. Sie helfen dem Körper auch dabei, die Nahrung zu kauen und sie dann durch das Verdauungssystem zu befördern.

Selbst wenn wir ganz still sitzen, sind die Muskeln im ganzen Körper ständig in Bewegung. Muskeln helfen dem Herzen zu schlagen, der Brustkorb hebt und senkt sich beim Atmen, und die Blutgefäße regulieren den Druck und den Fluss des Blutes. Wenn wir lächeln und sprechen, helfen uns die Muskeln bei der Kommunikation, und wenn wir Sport treiben, helfen sie uns, körperlich fit und gesund zu bleiben.

Der Mensch hat drei verschiedene Arten von Muskeln:

1. Die Skelettmuskulatur ist durch seilartige Sehnen an den Knochen befestigt, z. B. an den Beinen, Armen und im Gesicht. Skelettmuskeln werden als quergestreift (sprich: STRY-ay-ted) bezeichnet, weil sie aus Fasern bestehen, die unter dem Mikroskop betrachtet horizontale Streifen aufweisen. Diese Muskeln tragen dazu bei, das Skelett zusammenzuhalten, dem Körper Form zu geben und ihn bei alltäglichen Bewegungen zu unterstützen (sie werden als willkürliche Muskeln bezeichnet, weil man ihre Bewegung steuern kann). Sie können sich schnell und kräftig zusammenziehen (verkürzen oder anspannen), ermüden aber leicht.
2. Die glatte oder unwillkürliche Muskulatur besteht ebenfalls aus Fasern, aber diese Art von Muskeln sieht glatt und nicht gestreift aus. Wir können unsere glatten Muskeln nicht bewusst kontrollieren, sondern sie werden automatisch vom Nervensystem gesteuert (deshalb nennt man sie auch unwillkürlich). Beispiele für glatte Muskeln sind die Wände des Magens und des Darms, die dazu beitragen, die Nahrung zu zerkleinern und sie durch das Verdauungssystem zu befördern. Glatte Muskeln finden sich auch in den Wänden der Blutgefäße, wo sie den Blutstrom durch die Gefäße zusammenpressen, um den Blutdruck aufrechtzuerhalten. Glatte Muskeln brauchen länger, um sich zusammenzuziehen, als Skelettmuskeln, aber sie können lange kontrahiert bleiben, weil sie nicht so leicht ermüden.
3. Herzmuskel ist im Herzen zu finden. Die Wände der Herzkammern bestehen fast vollständig aus Muskelfasern. Der Herzmuskel ist auch ein unwillkürlicher Muskeltyp. Seine rhythmischen, kräftigen Kontraktionen treiben das Blut beim Schlagen aus dem Herzen.

Wie funktionieren die Muskeln?

Die Bewegungen der Muskeln werden vom Gehirn und dem Nervensystem koordiniert und gesteuert. Die unwillkürlichen Muskeln werden von Strukturen tief im Gehirn und im oberen Teil des Rückenmarks, dem Hirnstamm, gesteuert. Die willkürlichen Muskeln werden von den Teilen des Gehirns reguliert, die als motorische Großhirnrinde und Kleinhirn (sprich: ser-uh-BEL-um) bekannt sind.

Wenn Sie sich entscheiden, sich zu bewegen, sendet die motorische Großhirnrinde ein elektrisches Signal durch das Rückenmark und die peripheren Nerven an die Muskeln und veranlasst sie, sich zusammenzuziehen. Der motorische Kortex auf der rechten Seite des Gehirns steuert die Muskeln auf der linken Seite des Körpers und umgekehrt.

Das Kleinhirn koordiniert die vom motorischen Kortex befohlenen Muskelbewegungen. Sensoren in den Muskeln und Gelenken senden über periphere Nerven Nachrichten zurück, um dem Kleinhirn und anderen Teilen des Gehirns mitzuteilen, wo und wie sich der Arm oder das Bein bewegt und in welcher Position es sich befindet. Diese Rückmeldung führt zu einer reibungslosen, koordinierten Bewegung. Wenn Sie Ihren Arm heben wollen, sendet Ihr Gehirn eine Nachricht an die Muskeln in Ihrem Arm und Sie bewegen ihn. Wenn du läufst, sind die Nachrichten an das Gehirn komplizierter, weil viele Muskeln im Rhythmus arbeiten müssen.

Muskeln bewegen Körperteile, indem sie sich zusammenziehen und dann entspannen. Muskeln können Knochen ziehen, aber sie können sie nicht in ihre ursprüngliche Position zurückschieben. Deshalb arbeiten sie in Paaren von Beugern und Streckern. Der Beuger zieht sich zusammen, um eine Gliedmaße an einem Gelenk zu beugen. Wenn die Bewegung abgeschlossen ist, entspannt sich der Beugemuskel und der Streckmuskel zieht sich zusammen, um die Gliedmaße im selben Gelenk zu strecken oder zu richten. So ist beispielsweise der Bizepsmuskel an der Vorderseite des Oberarms ein Beuger und der Trizeps an der Rückseite des Oberarms ein Strecker. Wenn Sie Ihren Ellbogen beugen, zieht sich der Bizeps zusammen. Dann entspannt sich der Bizeps und der Trizeps zieht sich zusammen, um den Ellbogen zu strecken.

Was sind Gelenke und was machen sie?

Gelenke sind Stellen, an denen zwei Knochen aufeinandertreffen. Sie machen das Skelett flexibel – ohne sie wäre Bewegung unmöglich.

Gelenke ermöglichen es unserem Körper, sich auf viele Arten zu bewegen. Einige Gelenke öffnen und schließen sich wie ein Scharnier (z. B. Knie und Ellbogen), während andere kompliziertere Bewegungen ermöglichen – ein Schulter- oder Hüftgelenk zum Beispiel erlaubt Rückwärts-, Vorwärts-, Seitwärts- und Drehbewegungen.

Gelenke werden nach ihrem Bewegungsumfang klassifiziert:

• Unbewegliche oder faserige Gelenke bewegen sich nicht. Die Schädeldecke zum Beispiel besteht aus knöchernen Platten, die sich bei der Geburt leicht bewegen und dann mit dem Wachstum des Schädels zusammenwachsen. Zwischen den Rändern dieser Platten befinden sich Verbindungen oder Gelenke aus faserigem Gewebe. Faserige Gelenke halten auch die Zähne im Kieferknochen.
• Teilweise bewegliche oder knorpelige (sprich: kar-tuh-LAH-juh-nus) Gelenke bewegen sich ein wenig. Sie sind, wie bei der Wirbelsäule, durch Knorpel miteinander verbunden. Jeder Wirbel der Wirbelsäule bewegt sich im Verhältnis zu dem darüber und darunter liegenden Wirbel, und diese Bewegungen verleihen der Wirbelsäule ihre Flexibilität.
• Frei bewegliche oder synoviale (sprich: sih-NO-vee-ul) Gelenke bewegen sich in viele Richtungen. Die wichtigsten Gelenke des Körpers – wie die der Hüfte, der Schultern, der Ellbogen, der Knie, der Handgelenke und der Knöchel – sind frei beweglich. Sie sind mit Synovialflüssigkeit gefüllt, die als Schmiermittel fungiert, damit sich die Gelenke leicht bewegen können.

Drei Arten von frei beweglichen Gelenken spielen eine große Rolle bei der willkürlichen Bewegung:

1. Scharniergelenke ermöglichen die Bewegung in eine Richtung, wie bei den Knien und Ellenbogen.
2. Drehgelenke ermöglichen eine Dreh- oder Drehbewegung, wie die des Kopfes, der sich von einer Seite zur anderen bewegt.
3. Kugelgelenke ermöglichen die größte Bewegungsfreiheit. Die Hüften und Schultern haben diese Art von Gelenken, bei denen das runde Ende eines langen Knochens in die Vertiefung eines anderen Knochens passt.