Das Skelett: Knochen

Veröffentlicht von: Onmeda-Redaktion (03. Februar 2014)

Die Knochen des menschlichen Skeletts sind von außen nach innen folgendermaßen aufgebaut: Der äußere Rand des Knochens ist von der Knochenhaut umgeben. Es folgt die Knochensubstanz mit der äußeren Substantia corticalis. Sie bildet beim Knochen die feste Außenzone. Nach innen folgt in der Anatomie des Knochens das Knochengewebe (Substantia spongiosa).

Beim Skelett besteht das Knochengewebe aus vielen kleinen Knochenbälkchen, die das Knochengewebe, einem schwammartigen Gerüst vergleichbar, aufbauen. Das Knochengewebe bildet gemeinsam mit den Zähnen den härtesten Bestandteil des Körpers mit einer Zugfestigkeit von 100 Newton pro Quadratmillimeter und einer Druckfestigkeit von 150 Newton pro Quadratmillimeter. Bei der Geburt sind die Hohlräume zwischen den Bälkchen des Knochengewebes ausschließlich mit rotem, blutbildendem Knochenmark ausgefüllt. Im Laufe des Lebens wird das rote, blutbildende Knochenmark mehr und mehr durch das sogenannte "gelbe Fettmark" verdrängt. Das blutbildende rote Knochenmark bleibt nur in wenigen Knochen innerhalb des Skeletts erhalten.

Abbildung eines Röhrenknochen, inklusive Ausschnittvergrößerung mit Knochenaufbau © LifeART image/2001/ Lippncott Williams & Wilkins all rights rese

Knochen und Knochenaufbau

Zu diesen Knochen zählen zum Beispiel die Rippen, das Brustbein, die Wirbelkörper, die Hand- und Fußwurzelknochen, die flachen Schädelknochen sowie der sogenannte Darmbeinkamm, der zu den Beckenknochen zählt. Die einzelnen Knochen des Skeletts fungieren unter anderem als stabilisierendes Gerüstwerk, dessen Aufgabe es ist, mechanisch einwirkenden Kräften zu widerstehen. Je nach Funktion und Region innerhalb des Skeletts sind die Knochen unterschiedlich gestaltet und variieren in puncto Stabilität. Die Belastbarkeit der menschlichen Knochen hängt dabei im Wesentlichen von drei Faktoren ab:

  • von der Gestalt des Knochens
  • von den mechanischen Eigenschaften des Knochenmaterials, also dem individuellen Spannungs- und Dehnungsverhalten sowie der Druckresistenz
  • und natürlich von der Größe der Kräfte, die auf den Knochen einwirken.

Dem Anspruch auf optimale Stabilität im menschlichen Skelett widerspricht auf den ersten Blick der erhöhte Aufwand an Knochenmaterial, der für einen extrem stabilen Knochen nötig wäre. Der menschliche Körper löst dieses Problem, indem er für das Skelett bestimmte äußere und innere Knochenstrukturen ausbildet, die mit wenig Materialaufwand eine vergleichbare Stabilität erzeugen.

Die sogenannten Röhrenknochen, zu denen unter anderem Oberschenkelknochen oder Schienbein zählen, liefern Beispiele für eine solche materialsparende und trotzdem stabile Bauweise innerhalb des Skeletts. Das Innere der Röhrenknochen besteht aus der sogenannten Knochenmarkshöhle, die von einem Geflecht aus Knochengewebe durchsetzt ist. Die entstehenden Hohlräume sind mit Knochenmark gefüllt. Auf Grund dieser Struktur sind sie trotz ihrer Hohlräume genauso stabil wie massive Knochen und sorgen so für ein stabiles Skelett.

Zwar vergrößert sich der Durchmesser der Knochen um rund 10 Prozent, im Gegenzug sparen sie durch ihren Aufbau und ihre Struktur allerdings 40 Prozent an Knochenmaterial ein. Das Geflecht aus Knochengewebe macht dabei rund drei Viertel des Röhrenknochens aus.

Die Stabilität der Knochen bleibt allerdings nicht das komplette Leben über gleich. Sie nimmt etwa bis zum 40. Lebensjahr kontinuierlich zu. Danach verringert sich die Knochenmasse von Skelett und Knochen jährlich um circa ein halbes bis ein Prozent. Diese Abnahme der Knochenmasse begünstigt die Entstehung einer Osteoporose (Knochenschwund), die die Struktur und die Funktion von Knochen und Skelett nach und nach einschränkt.