Taschenlehrbuch Anatomie E-Book
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- Herausgeber: Thieme
- Kategorie: Fachliteratur
- Sprache: Deutsch
Dieses Lehrbuch ist dein idealer Begleiter für die Vorlesung und zur Prüfungsvorbereitung. Es führt dich Schritt für Schritt durch den menschlichen Körper und vermittelt alles, was du in der Anatomie wissen musst.
- Allgemeine Anatomie: Bauplan und Grundprinzipien von Geweben, Organen und Funktionssystemen und deren Entwicklung
- Bewegungsapparat: Entwicklung, Rumpfwand, untere und obere Extremität
- Brust-, Bauch- und Beckeneingeweide: mit einem Überblick über die Embryonalentwicklung und die Peritonealverhältnisse
- Hals, Kopf, Sinnes- und Nervensystem: inklusive zahnmedizinisch wichtiger Details; verständlich und übersichtlich auch bei den funktionellen Systemen
- Systematik der Muskeln und Leitungsbahnen: Ursprung, Ansatz, Innervation und Funktion der Muskeln sowie Gefäß-, Lymph- und Nervensystem in kompakter, klar gegliederter Form
Neben dem gesamten Prüfungswissen für die erste ärztliche Prüfung schlagen zahlreiche klinische Bezüge die Brücke zur Klinik. Mehr als 400 detailreiche Abbildungen illustrieren den Text. Farbige Zahlen leiten ohne Umwege vom Text ins Bild und helfen beim Auffinden der Strukturen.
Die vollständig überarbeitete 2. Auflage verfügt über aktualisierte Texte und Abbildungen und ist durch das größere Format und das verbesserte Layout jetzt noch übersichtlicher.
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Seitenzahl: 1861
Veröffentlichungsjahr: 2017
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Taschenlehrbuch Anatomie
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2., überarbeitete Auflage
354 Abbildungen
Vorwort
Die 1. Auflage des Taschenlehrbuchs Anatomie ist 2010 mit dem Anspruch angetreten, „dem Anfänger die im Gegenstandskatalog des IMPP in Anatomie geforderten Kenntnisse im relevanten klinischen Kontext zu vermitteln und den informierten Studierenden, mit Hilfe einer komprimierten Systematik, eine rasche Orientierung und eine umfassende Wiederholung zu ermöglichen“.
Die freundliche Aufnahme, die das Taschenlehrbuch in den vergangenen Jahren bei Fachkollegen, vor allem aber bei den Studierenden gefunden hat, zeigt, dass dieses Konzept in den Grundzügen aufgegangen ist. Es wurde daher für die 2. Auflage unverändert übernommen.
Zu den Kernelementen des Taschenlehrbuches gehören die gute Lesbarkeit des Lehrtextes, ein übersichtliches Layout und bereits im Schriftbild hervorgehobene relevante Begriffe. Die wichtigen anatomischen Strukturen sind bereits im Text mit den Ziffern versehen, unter denen sie in der zugehörigen Abbildung auftauchen. Die Abbildungen selbst wurden wie zuvor weitgehend aus den Prometheus-Atlanten übernommen und den Bedürfnissen dieses Taschenbuches angepasst. Die reduktionistische Ansicht der Projektion von stilisierten Muskeln auf die entsprechenden Skelettelemente, soll die Funktionen der Muskeln unmittelbar veranschaulichen und intuitiv verständlich machen. Bereits Leonardo da Vinci beschrieb diese didaktische Reduktion und setzte sie in seinen berühmten anatomischen Zeichnungen ein. Sie hat sich auch im Taschenlehrbuch bewährt.
Klinische Aspekte sind grün hinterlegt und mit einem Klinik-Symbol gekennzeichnet. Sie illustrieren die Bedeutung der zuvor erörterten anatomischen Zusammenhänge. Die umfangreiche Systematik im Anhang ist besonders nützlich, um bereits erarbeitete Kenntnisse (z. B. vor Prüfungen) konzentriert und effizient aufzufrischen. Die Umstellung auf ein größeres Format sorgt für mehr Übersicht und weniger Umfang, ohne dass durch Kürzungen bedingte inhaltliche Kompromisse eingegangen werden müssen. Vielmehr erhoffen wir uns davon, dass die Lesbarkeit des Buches dadurch noch einmal verbessert wird, weil nun größere Zusammenhänge in unmittelbarer Nachbarschaft dargestellt werden können.
Korrigiert wurden selbstverständlich fehlerhafte oder missverständliche Formulierungen. Herzlichen Dank an dieser Stelle den Studierenden und Kollegen, die sich die Mühe gemacht haben, uns auf diese Punkte aufmerksam zu machen. Selbstverständlich wurde der Text auch auf den neuesten Stand der Wissenschaft und ihrer einschlägigen Terminologie (Terminologia anatomica) gebracht. Für kritische Rückmeldungen und weitere Verbesserungsvorschläge sind die Autoren stets offen.
Die Initiative zu diesem Taschenlehrbuch stammt von Frau Marianne Mauch vom Georg Thieme Verlag. Für ihren vielfältigen Einsatz für dieses Buch sei an dieser Stelle herzlich gedankt. Der Dank der Autoren gilt auch den Herren Karl Wesker und Markus Voll für die gelungene Adaption der Prometheus-Grafiken und die perfekte Umsetzung unserer Vorschläge sowie Herrn Thomas Böttcher für die souveräne Redaktion der Texte. Ebenso danken wir Frau Tamara Werner vom Georg Thieme Verlag für die Betreuung der 2. Auflage.
Wir wünschen der 2. Auflage eine ebenso freundliche Aufnahme durch Studierende und Kollegen – auf dass sie allen viel Nutzen bringen möge.
Die Autoren im Juni 2017
Das was man sieht, sagt einem nichts, wenn man nicht schon vorher weiß, wonach man suchen muss.
Peter B. Medawar, Nobelpreisträger für Medizin 1960
Inhaltsverzeichnis
Vorwort
Teil I Allgemeine Anatomie
1 Bauplan des Körpers
1.1 Gliederung und Messgrößen des Körpers
1.1.1 Gliederung des menschlichen Körpers
1.1.2 Achsen und Ebenen, Lage- und Richtungsbezeichnungen
1.1.3 Wachstum, biometrische Größen, Proportionen
1.2 Primäre und sekundäre Geschlechtsmerkmale
1.3 Körperbautypen (Konstitutionstypen)
1.4 Norm, Variabilität, Fehlbildung
2 Bewegungsapparat
2.1 Elemente und Bauprinzipien des Skeletts
2.1.1 Baumaterialien des Skeletts
2.1.2 Knochentypen
2.1.3 Funktioneller Bau des Knochens
2.2 Verbindungen der Skelettelemente
2.2.1 Synarthrose (Fuge)
2.2.2 Diarthrose (Gelenk)
2.3 Allgemeine Muskellehre
2.3.1 Aufbau der Skelettmuskulatur
2.3.2 Muskeltypen
2.3.3 Muskelmechanik und -funktion
2.3.4 Hilfseinrichtungen von Muskeln und Sehnen
3 Kreislauf- und Lymphsystem
3.1 Kreislaufsystem
3.1.1 Blutkreislauf (▶ Abb. 3.1)
3.1.2 Herz
3.1.3 Aufbau der Blutgefäße
3.1.4 Arterien
3.1.5 Kapillaren
3.1.6 Venen
3.2 3.2 Blut
3.3 Lymphatisches System
3.3.1 Lymphgefäße
3.3.2 Lymphatische Organe (▶ Abb. 3.4)
4 Gewebe, Organe, seröse Höhlen
4.1 Gewebe, Organe und Eingeweide
4.2 Bauprinzipien des Brust-, Bauch- und Beckenraums
4.2.1 Seröse Körperhöhlen und Bindegewebsräume
4.2.2 Serosa (▶ Abb. 4.2)
4.2.3 Meso und Ligamente
5 Schleimhaut und Drüsen
5.1 Elemente und Bauprinzipien der Schleimhaut
5.2 Einteilung und Bauprinzipien von Drüsen
5.2.1 Exokrine Drüsen
5.2.2 Endokrine Drüsen
6 Nervensystem
6.1 Elemente und Bauprinzipien
6.1.1 Elemente
6.1.2 Bauprinzipien
6.2 Bauplan
6.2.1 Zentrales Nervensystem
6.2.2 Peripheres Nervensystem
6.2.3 Hüllen von Rückenmark und Gehirn (▶ Abb. 6.10)
7 Embryologische Grundlagen
7.1 Frühentwicklung
7.1.1 Konzeption bis Implantation
7.2 Von der Neurulation bis zur Bildung der Zölomhöhle
7.2.1 Neurulation (▶ Abb. 7.1)
7.2.2 Somitenbildung
7.2.3 Entstehung der Körperhöhle (Zölomhöhle)
Teil II Bewegungsapparat
8 Entwicklung und funktionelle Zusammenhänge
8.1 Embryonale Entwicklung
8.2 Metamere Struktur des Rumpfes
8.2.1 Grundgliederung der Einzelsegmente
8.2.2 Segmentstruktur entlang der Körperlängsachse
8.2.3 Krümmung der Wirbelkette (Wirbelsäule, ▶ Abb. 8.3)
8.3 Gestaltprinzipien der Extremitäten
9 Rumpfwand
9.1 Oberflächenanatomie des Rückens
9.1.1 Oberflächenrelief (▶ Abb. 9.1)
9.1.2 Tastbare Knochenpunkte (▶ Abb. 9.2)
9.2 Wirbelkette und Rückenmuskulatur
9.2.1 Wirbel
9.2.2 Verbindungen zwischen den Wirbeln (▶ Abb. 9.9)
9.2.3 Eingewanderte Rückenmuskeln (▶ Abb. 9.11)
9.2.4 Autochthone Rückenmuskeln (▶ Abb. 9.12)
9.3 Oberflächenanatomie des ventralen Rumpfes
9.3.1 Oberflächenrelief (▶ Abb. 9.15)
9.3.2 Tastbare Knochenpunkte (▶ Abb. 9.16)
9.4 Brustwand
9.4.1 Knöcherner Thorax
9.4.2 Gelenkige Verbindungen der Rippen
9.4.3 Brustmuskulatur (▶ Abb. 9.20)
9.4.4 Brustdrüse
9.5 Bauchwand
9.5.1 Bauchfaszien (▶ Abb. 9.22)
9.5.2 Bauchmuskulatur
9.5.3 Inguinalregion (▶ Abb. 9.24)
9.6 Bewegungsfunktionen des Rumpfes
9.6.1 Muskelstatik des aufrechten Standes
9.6.2 Beugen, Strecken, Drehen
9.6.3 Bauchpresse
9.7 Leitungsbahnen des Rumpfes
9.7.1 Hautgefäße und Hautnerven (▶ Abb. 9.27)
9.7.2 Arterien (▶ Abb. 9.28)
9.7.3 Venen (▶ Abb. 9.29)
9.7.4 Lymphgefäße
9.7.5 Nerven
10 Untere Extremität
10.1 Oberflächenanatomie
10.1.1 Oberflächenrelief (▶ Abb. 10.1)
10.1.2 Tastbare Knochenpunkte (▶ Abb. 10.2)
10.2 Knochen der unteren Extremität
10.2.1 Becken
10.2.2 Oberschenkel (▶ Abb. 10.7)
10.2.3 Unterschenkel (▶ Abb. 10.8)
10.2.4 Fuß (▶ Abb. 10.9)
10.3 Gelenke und Muskeln
10.3.1 Gelenke des Beckens
10.3.2 Hüftgelenk
10.3.3 Kniegelenk
10.3.4 Unterschenkel und Fuß
10.4 Leitungsbahnen der unteren Extremität
10.4.1 Arterien der unteren Extremität
10.4.2 Venen der unteren Extremität
10.4.3 Nerven der unteren Extremität
10.4.4 Lymphgefäße der unteren Extremität
10.5 Wichtige Regionen der unteren Extremität
10.5.1 Faszienverhältnisse der unteren Extremität
10.5.2 Leiste und Schenkeldreieck
10.5.3 Adduktorenkanal
10.5.4 Kniekehle (Abb. 10.24)
11 Obere Extremität
11.1 Oberflächenanatomie
11.1.1 Oberflächenrelief
11.1.2 Tastbare Knochenpunkte (▶ Abb. 11.3)
11.2 Knochen der oberen Extremität
11.2.1 Knochen des Schultergürtels
11.2.2 Oberarmknochen
11.2.3 Knochen des Unterarms
11.2.4 Knochen der Hand (▶ Abb. 11.5)
11.3 Gelenke und Muskeln
11.3.1 Schultergürtel
11.3.2 Schultergelenk
11.3.3 Ellenbogengelenk
11.3.4 Unterarm und Hand
11.4 Leitungsbahnen der oberen Extremität
11.4.1 Arterien der oberen Extremität
11.4.2 Venen der oberen Extremität
11.4.3 Nerven der oberen Extremität
11.4.4 Lymphgefäße der oberen Extremität
11.5 Wichtige Regionen der oberen Extremität
11.5.1 Achselhöhle (▶ Abb. 11.22)
11.5.2 Mediale und laterale Achsellücke (▶ Abb. 11.23)
11.5.3 Trizepsschlitz
11.5.4 Ellenbeuge (▶ Abb. 11.24)
11.5.5 Karpaltunnel
11.5.6 Guyon-Loge (▶ Abb. 11.25)
Teil III Brust-, Bauch- und Beckeneingeweide
12 Embryonalentwicklung der serösen Höhlen
12.1 Unterteilung der Zölomhöhle
12.1.1 Entstehung der Perikard- und Pleurahöhlen (▶ Abb. 12.1)
12.1.2 Entwicklung des Zwerchfells (▶ Abb. 12.2)
12.2 Bauchhöhle und Becken
12.2.1 Entwicklung der Peritonealverhältnisse
12.2.2 Entwicklung des Oberbauchsitus
12.2.3 Leber
12.2.4 Pancreas
12.2.5 Entwicklung des Unterbauchsitus
13 Brusteingeweide
13.1 Gliederung der Brusthöhle
13.1.1 Brust- und Pleurahöhle (▶ Abb. 13.1)
13.1.2 Mediastinum (▶ Abb. 13.2)
13.1.3 Zwerchfell (▶ Abb. 13.3)
13.2 Lunge und Pleura
13.2.1 Entwicklung
13.2.2 Lunge
13.2.3 Pleura
13.2.4 Oberflächenanatomie
13.2.5 Atemmechanik
13.3 Herz und große Gefäße
13.3.1 Entwicklung
13.3.2 Aufbau des Herzens
13.3.3 Herzzyklus, Erregungsbildung und -leitung, Innervation
13.3.4 Herzkranzgefäße
13.3.5 Perikard
13.3.6 Oberflächenanatomie
13.4 Übrige Mediastinalorgane
13.4.1 Oesophagus
13.4.2 Thymus
13.4.3 Leitungsbahnen im Mediastinum
14 Baucheingeweide
14.1 Peritoneal- und Lageverhältnisse
14.1.1 Oberbauchsitus (▶ Abb. 14.1)
14.1.2 Unterbauchsitus (▶ Abb. 14.4)
14.1.3 Peritonealhöhle im Bauchraum
14.2 Intra- und retroperitoneale Organe
14.2.1 Magen (▶ Abb. 14.7)
14.2.2 Dünndarm
14.2.3 Dickdarm (▶ Abb. 14.11)
14.2.4 Hepatobiliäres System und Pancreas
14.2.5 Milz
14.3 Organe im Retroperitonealraum
14.3.1 Niere
14.3.2 Ableitende Harnwege
14.3.3 Nebenniere
15 Beckeneingeweide und äußere Geschlechtsorgane
15.1 Räume des kleinen Beckens
15.1.1 Gliederung von Beckenraum und Dammregion
15.1.2 Peritonealhöhle des Beckens
15.1.3 Subperitonealer Bindegewebsraum
15.1.4 Beckenboden und Dammregion
15.1.5 Fossa ischioanalis
15.2 Harnblase und Harnröhre
15.2.1 Harnblase
15.2.2 Weibliche Harnröhre
15.2.3 Blasenentleerung und Blasenverschluss
15.3 Geschlechtsorgane
15.3.1 Entwicklung der Geschlechtsorgane
15.3.2 Innere weibliche Geschlechtsorgane (▶ Abb. 15.5)
15.3.3 Äußere weibliche Geschlechtsorgane (▶ Abb. 15.11)
15.3.4 Innere männliche Geschlechtsorgane
15.3.5 Äußere männliche Geschlechtsorgane
Teil IV Hals, Kopf, Sinnes- und Nervensystem
16 Hals
16.1 Oberflächenanatomie und Regionen des Halses
16.1.1 Begrenzungen und tastbare Strukturen
16.1.2 Regionen des Halses und Halsdreiecke (▶ Abb. 16.1)
16.2 Bewegungsapparat des Halses
16.2.1 Zungenbein und zugehörige Bandverbindungen
16.2.2 Muskulatur des Halses
16.2.3 Faszienverhältnisse des Halses
16.3 Leitungsbahnen des Halses
16.3.1 Arterien des Halses
16.3.2 Venen des Halses (▶ Abb. 16.7)
16.3.3 Lymphknoten des Halses
16.3.4 Nerven des Halses
16.4 Halsorgane
16.4.1 Pharynx (Rachen, Schlund)
16.4.2 Larynx (Kehlkopf)
16.4.3 Schilddrüse und Nebenschilddrüsen
16.5 Topografie wichtiger Halsregionen
16.5.1 Regio sternocleidomastoidea
16.5.2 Trigonum caroticum (▶ Abb. 16.13)
16.5.3 Trigonum submandibulare, Trigonum submentale
16.5.4 Trigonum musculare
16.5.5 Trigonum colli laterale (▶ Abb. 16.14)
16.5.6 Skalenuslücke
17 Kopf
17.1 Schädel
17.1.1 Oberflächenanatomie
17.1.2 Zusammensetzung des Schädels (▶ Abb. 17.1)
17.1.3 Embryonalentwicklung des Schädels
17.1.4 Schädelknochen des Erwachsenen
17.2 Weichteilmantel des Kopfes
17.2.1 Weichteile des Schädeldachs
17.2.2 Gesicht und Gesichtsweichteile
17.2.3 Seitliche Gesichtsregion
17.3 Mundhöhle und Kauapparat
17.3.1 Mundhöhle (▶ Abb. 17.18)
17.3.2 Speicheldrüsen
17.3.3 Zunge (▶ Abb. 17.21)
17.3.4 Kauapparat
17.3.5 Kiefergelenk und Kaumuskulatur
17.4 Nasenhöhle und Nasennebenhöhlen
17.4.1 Äußere Nase (▶ Abb. 17.28)
17.4.2 Nasenhöhle
17.4.3 Nasennebenhöhlen
17.5 Auge
17.5.1 Augenhöhle
17.5.2 Augenlider und Tränenapparat
17.5.3 Äußere Augenmuskeln (▶ Abb. 17.33)
17.5.4 Augapfel (Bulbus oculi)
17.6 Hör- und Gleichgewichtsorgan
17.6.1 Mittelohr
17.6.2 Innenohr
18 Haut und Hautanhangsgebilde
18.1 Haut
18.1.1 Ausdehnung und Funktionen
18.1.2 Hautarten und Aufbau
18.2 Hautanhangsgebilde
18.2.1 Haare und Nägel
18.2.2 Hautdrüsen
19 Zentrales Nervensystem
19.1 Entwicklung
19.2 Rückenmark
19.2.1 Lage und segmentale Gliederung des Rückenmarks
19.2.2 Rückenmarkquerschnitt
19.2.3 Reflexbögen
19.3 Hirnstamm
19.3.1 Medulla oblongata
19.3.2 Pons
19.3.3 Mesencephalon
19.4 Diencephalon
19.4.1 Thalamus
19.4.2 Hypothalamus
19.4.3 Subthalamus
19.4.4 Epithalamus
19.5 Telencephalon
19.5.1 Striatum
19.5.2 Mark
19.5.3 Telencephaler Cortex
19.6 Systeme und Bahnen
19.6.1 Somatosensibilität
19.6.2 Somatomotorisches System
19.6.3 Vestibuläres System (▶ Abb. 19.41)
19.6.4 Hörbahn (▶ Abb. 19.42)
19.6.5 Visuelles System
19.6.6 Geschmackssinn (▶ Abb. 19.48)
19.6.7 Olfaktorisches System (▶ Abb. 19.49)
19.6.8 Limbisches System (▶ Abb. 19.50)
19.6.9 Formatio reticularis (▶ Abb. 19.52)
19.7 Meningen und Blutgefäße
19.7.1 Dura mater
19.7.2 Leptomeninx (▶ Abb. 19.55)
19.7.3 Arterielle Versorgung
19.7.4 Venöser Abfluss (▶ Abb. 19.61)
19.7.5 Liquorzirkulation (▶ Abb. 19.56)
Teil V Anhang
20 Systematik der Muskeln und Leitungsbahnen
20.1 Systematik der quergestreiften Muskeln
20.1.1 Muskulatur der oberen Extremität
20.1.2 Muskulatur der unteren Extremität
20.1.3 Rückenmuskulatur
20.1.4 Ventrale und laterale Rumpfmuskulatur
20.1.5 Muskulatur des Beckenbodens
20.1.6 Muskulatur des Kopfes
20.1.7 Muskulatur des Halses
20.2 Systematik der Arterien
20.2.1 Truncus pulmonalis
20.2.2 Aorta
20.3 Systematik der Venen
20.3.1 Venae pulmonales
20.3.2 Venae cordis
20.3.3 Vena cava superior ()
20.3.4 Vena cava inferior ()
20.3.5 Venen der Wirbelsäule und des Rückenmarks
20.3.6 Pfortader ()
20.4 Systematik der Lymphstämme und Lymphknoten
20.4.1 Lymphstämme ()
20.4.2 Lymphknoten
20.5 Systematik der Nerven
20.5.1 Hirnnerven und Kopfganglien
20.5.2 Rückenmarknerven
20.5.3 Vegetatives Nervensystem
Anschriften
Sachverzeichnis
Impressum
Teil I Allgemeine Anatomie
1 Bauplan des Körpers
2 Bewegungsapparat
3 Kreislauf- und Lymphsystem
4 Gewebe, Organe, seröse Höhlen
5 Schleimhaut und Drüsen
6 Nervensystem
7 Embryologische Grundlagen
1 Bauplan des Körpers
Joachim Kirsch
Das äußere Erscheinungsbild eines Organismus oder seiner Teile bezeichnet man als Gestalt. Dem gegenüber steht das innere Gefüge, die Struktur. In Abhängigkeit von der Fragestellung können strukturelle Untersuchungen je nach gewünschter „Auflösung“ vom makroskopischen über den mikroskopischen bis zum molekularen Bereich durchgeführt werden.
Der Begriff „Anatomie“ leitet sich von der griechischen Präposition ανα, „hinein“, „hinauf“ und dem Verb τεμνειν für „schneiden“ ab. Erst anatomische Sektionen haben aus der jahrhundertelang stagnierenden ärztlichen „Kunst“ eine moderne Wissenschaft gemacht, die sich zum Wohl der Patienten stetig weiter entwickelt. Moderne Anatomen „zergliedern“ nicht mehr ausschließlich mit dem Skalpell. Anatomische Untersuchungen umfassen neben der makroskopischen Ebene selbstverständlich auch mikroskopische und ultrastrukturelle Studien. Besonders vielversprechend ist der Aufbruch in molekulare Dimensionen, wo zusammen mit den medizinischen Grundlagenfächern Biochemie und Physiologie die wissenschaftlichen Grundlagen für die Prophylaxe, Diagnostik, Therapie und Rehabilitation von Erkrankungen erarbeitet werden. Der Anatomie geht es um die Aufklärung von Struktur-Funktions-Beziehungen, und in diesem Bemühen wurde inzwischen eine molekulare „Auflösung“ erreicht. Daher bilden anatomische Kenntnisse nach wie vor eine wesentliche Grundlage ärztlichen Handelns. Das Fach wird klassischerweise eingeteilt in:
makroskopische Anatomie,
mikroskopische Anatomie,
Embryologie/Entwicklungsgeschichte
Die Embryologie ist weitgehend der molekular und funktionell orientierten Entwicklungsbiologie gewichen. Die deskriptive Anatomie beschreibt Befunde aus den genannten Teilgebieten der Anatomie, während die funktionelle Anatomie Befunde zu einem funktionellen Zusammenhang verbindet.
1.1Gliederung und Messgrößen des Körpers
Der Grundbauplan des menschlichen Körpers folgt dem der Wirbeltiere. Hinzu kommen säugetierspezifische Merkmale sowie Besonderheiten des Baus, wie sie nur bei den nächsten Verwandten im Tierreich, den Primaten und insbesondere den Hominiden (Menschenaffen), vorkommen. Schließlich gibt es ganz spezifische Merkmale, durch welche sich der Bau des menschlichen Körpers von dem der Hominiden unterscheidet.
Das namengebende morphologische Merkmal aller Wirbeltiere (Vertebraten) ist die Wirbelsäule. Typisch für Wirbeltiere ist außerdem die Ausbildung einer mehrschichtigen Epidermis und eines Gehirns, das zusammen mit den großen Sinnesorganen, von einer schützenden Kapsel umgeben wird.
Das namengebende morphologische Merkmal aller Säugetiere ist die Ausbildung der Brust- oder Milchdrüse (Glandula mammaria). Weitere Merkmale sind Lippen und Wangen (saugen!), die spezifische Ausbildung des Endhirns (Telencephalon) mit einem neuen Typ der Hirnrinde und die vorgeburtliche Entwicklung im Mutterleib unter Ausbildung einer Plazenta. Die meisten Säugetiere besitzen außerdem ein dichtes Haarkleid.
Unsere nächsten Verwandten sind die Primaten (Affen) und von diesen wiederum die Menschenaffen (Hominidae). Zu diesen werden die Orang-Utans, Gorillas, Schimpansen und auch der Mensch gerechnet. Ein Vergleich des genetischen Materials von Mensch und Schimpanse zeigt, dass das Erbgut von Schimpansen zu 98,8 % mit dem des Menschen übereinstimmt. Zu den gemeinsamen morphologischen Merkmalen der Hominiden zählen u. a. ein ausgeprägter Geschlechtsdimorphismus, eine verringerte Anzahl von Lendenwirbeln und eine charakteristische Krümmung der Brustwirbelsäule (Brustkyphose).
Die morphologischen Besonderheiten des Menschen hängen mit der dauerhaft aufrechten Körperhaltung zusammen. Die Darmbeine sind verbreitert und gegen das Sitzbein abgewinkelt, sodass die kleinen Gesäßmuskeln das Becken auch beim Stand auf einem Bein in der Waagerechten halten können. Diese Veränderung schafft die Voraussetzung für bipedales Gehen. Die Lendenwirbelsäule erfährt eine charakteristische Krümmung (Lendenlordose). Somit können die Beine allein den Körper tragen und der Fortbewegung dienen. Hierzu sind auch die Fußgewölbe in typischer Weise umgestaltet.
Die Arme können ausschließlich zum Greifen benutzt werden. Um einen „Pinzettengriff“ zu ermöglichen, muss der Daumen opponierbar sein, d. h. den übrigen Fingern gegenübergestellt werden können, was wiederum eine Voraussetzung für Werkzeugentwicklung und -gebrauch ist. Die aufrechte Körperhaltung führt auch dazu, dass das Foramen magnum, über das die Schädelhöhle mit dem Wirbelkanal in Verbindung steht, nach basal verlagert wird. Mit der Vergrößerung der Endhirnhemisphären nimmt das Schädelvolumen zu. Dem muss sich das weibliche Becken anpassen, damit der relativ große Kopf eines menschlichen Neugeborenen durch den Geburtskanal passt.
1.1.1 Gliederung des menschlichen Körpers
1.1.1.1 Regionale Gliederung
Am menschlichen Körper unterscheidet man zur regionalen Gliederung den Stamm und die paarigen oberen und unteren Gliedmaßen (Extremitäten). Der Stamm wird wiederum untergliedert in Kopf (Caput), Hals (Collum) und Rumpf (Truncus).
Kopf. Das Skelett des Kopfes wird Schädel (Cranium) genannt. Man unterscheidet den Hirnschädel (Neurocranium) zur Aufnahme des Gehirns und den Eingeweideschädel (Viscerocranium) mit Mund- und Nasen-Rachen-Raum.
Hals. Die Halswirbelsäule ist von der Halsmuskulatur bedeckt. Den Hals durchziehen zahlreiche Leitungsbahnen. Zu den Eingeweiden des Halses zählen Rachen (Pharynx), Kehlkopf (Larynx), die Anfangsabschnitte von Speise- und Luftröhre (Oesophagus bzw. Trachea), Schilddrüse (Glandula thyroidea) und Nebenschilddrüsen (Glandulae parathyroideae).
Rumpf. Der Rumpf wird in Brust (Thorax) und Bauch (Abdomen) unterteilt. Beide beinhalten die Körperhöhle, die durch das Zwerchfell (Diaphragma) in Brust- und Bauchraum (Cavitas thoracis und abdominalis) getrennt wird. Die Wirbelsäulenabschnitte aus Brust- und Lendenbereich, Kreuz- und Steißbein bilden das Achsenskelett dieser Körperregion. Knöcherner Brustkorb und Beckenknochen grenzen den Rumpf nach vorn bzw. unten ab. Knochen und Muskulatur bilden die Rumpfwand, wobei der Bauchraum nach vorne lediglich durch die Bauchmuskulatur abgeschlossen wird.
Der Brustraum (Cavitas thoracis) beherbergt die rechte und linke Pleurahöhle (Cavitas pleuralis), die durch den Mittelfellraum (Mediastinum) voneinander getrennt werden. In den Pleurahöhlen liegen die beiden Lungen. Im Mediastinum liegen Teile von Oesophagus, Trachea und der großen Gefäße sowie der Thymus und die Herzbeutelhöhle (Cavitas pericardialis) mit dem Herzen.
Der Bauchraum (Cavitas abdominalis) enthält die Peritonealhöhle (Cavitas peritonealis), die vom Peritoneum ausgekleidet ist, sowie den Extraperitonealraum. In der Peritonealhöhle liegen die vom viszeralen Blatt des Peritoneums umkleideten Teile des Darms, außerdem Leber und Milz. Den Abschnitt des Extraperitonealraums zwischen Hinterwand der Peritonealhöhle und Vorderseite der hinteren Rumpfwand nennt man Retroperitonealraum (Spatium retroperitoneale). Hier liegen die Nieren und Nebennieren, das Pancreas sowie Leitungsbahnen.
Der Beckenraum (Cavitas pelvis) setzt den Bauchraum nach unten fort. Den unteren Abschluss des knöchernen Beckens bildet eine Muskelplatte, der Beckenboden. An der Beckenwand und am Beckenboden befestigte Organe sind die Beckeneingeweide. Zu ihnen gehören Mastdarm (Rectum), Analkanal (Canalis analis), Harnblase (Vesica urinaria) und innere Geschlechtsorgane. Den Abschnitt zwischen der Rückseite des Schambeins und der Vorderwand der Beckenhöhle, die an dieser Stelle von der Harnblase gebildet wird, bezeichnet man als Spatium retropubicum.
1.1.1.2 Funktionelle Gliederung
Bei der funktionellen Gliederung versteht man unter „Organ“ eine Funktionseinheit, die aus mehreren Geweben zusammengesetzt ist, eine umrissene Gestalt und Struktur aufweist und spezifische Aufgaben erfüllt. Kooperieren mehrere Organe bei der Durchführung komplexer Funktionen, können diese zu einem Organsystem oder einem „Apparat“ zusammengefasst werden.
Da ein Organ stets an unterschiedlichen Körpervorgängen beteiligt ist, ist eine Zusammenstellung zu Systemen in gewissem Maße willkürlich. Sie erleichtert jedoch ein funktionelles Verständnis des Körpers.
Tab. 1.1
Einteilung funktioneller Systeme
System/Apparat
Subsystem
Bewegungsapparat
passiver Teil: Skelett und Knochenverbindungen
aktiver Teil: Skelettmuskulatur
Stoffwechselapparat
Herz-Kreislauf-System
lymphatisches System
Atmungssystem
Verdauungssystem
Harnsystem
endokrines System
Urogenitalapparat
Harnsystem
Genitalapparat
Kommunikationsapparat
Nervensystem
Sinnesorgane inklusive Haut
1.1.2 Achsen und Ebenen, Lage- und Richtungsbezeichnungen
Für eine standardisierte Betrachtung wurden 3 senkrecht aufeinander stehende Hauptachsenund die durch diese festgelegten Ebenenausgewählt.
1.1.2.1 Achsen und Ebenen
Die Bezeichnung der Hauptachsen und Ebenen ist unabhängig von der Körperlage (stehend, liegend) und ermöglicht so eine eindeutige Beschreibung. Die Achsen dienen der Beschreibung von Bewegungsrichtungen ( ▶ Tab. 1.2). Die Ebenen stehen senkrecht aufeinander und definieren ein dreidimensionales Koordinatensystem ( ▶ Tab. 1.3, ▶ Abb. 1.1). Ohne Verständnis der Ebenen ist eine Interpretation der Darstellungen moderner bildgebender Verfahren (CT, MRT) unmöglich.
Tab. 1.2
Hauptachsen des menschlichen Körpers (s.
▶ Abb. 1.1
)
Achse
Ausrichtung
Verbindung
Longitudinalachse2
kranial – kaudal (beim Stehenden: vertikal)
vom Scheitel zur Sohle; trifft senkrecht auf der Standfläche auf
Transversalachse6
lateral – medial (beim Stehenden: horizontal)
zwischen sich entsprechenden Punkten der rechten und linken Körperhälfte
Sagittalachse4
ventral – dorsal
zwischen Vorder- und Rückseite des Körpers
Tab. 1.3
Hauptebenen des menschlichen Körpers (s.
▶ Abb. 1.1
)
Anatomische Ebene
Radiologische Schnittebene
Verlauf
Gliederung des Körpers
Frontalebene1
koronar
parallel zur Stirn bzw. Koronarnaht
beliebig viele Ebenen von ventral nach dorsal
Transversalebene5
axial
parallel zur (gedachten) Standfläche
beliebig viele Ebenen von kranial nach kaudal
Sagittalebene3
sagittal
senkrecht zur Körperoberfläche, ventrodorsal
beliebig viele Ebenen von medial nach lateral
Medianebene (Mediosagittalebene)
sagittal
wie Sagittalebene, aber genau in der Mittelinie zwischen rechter und linker Seite
2 längs geteilte Körperhälften
Abb. 1.1Hauptebenenund -achsen. Neutral-Null-Stellung in der Ansicht von ventral oben links.1 Frontalebene 2 Longitudinalachse 3 Sagittalebene (Mediosagittalebene) 4 Sagittalachse5 Transversalebene6 Transversalachse
(nach Schünke, Schulte, Schumacher, Prometheus LernAtlas, Thieme; 2014)
1.1.2.2 Lage- und Richtungsbezeichnungen
Die Richtungs- und Lagebezeichnungen gehen von einem Bezugspunkt, der anatomischen Normalposition aus. Hierunter versteht man einen stehenden Menschen mit nach vorn gerichtetem Blick, supinierten Händen (Handflächen nach vorn) und parallel stehenden Füßen. Bei der Neutral-Null-Stellung dagegen weisen die Handflächen zum Körper hin.
Lagebezeichnungen sind relativ. So bedeutet „medialis“ in der Regel: diejenige von 2 oder mehr Strukturen, die Richtung Mittellinie liegt. Die Angaben der Lage- und Richtungsbezeichnungen an den Extremitäten folgen einer eigenen Terminologie ( ▶ Tab. 1.4).
Bei Seitenangaben gibt man rechts und links immer aus der Sicht des Patienten an.
Tab. 1.4
Richtungs- und Lagebezeichnungen
Bezeichnung
Herkunft
Bedeutung
allgemein
kranial, superior, -us
cranium (lat.): Schädel
zum Kopfende hin
kaudal, inferior, -us
cauda (lat.): Schwanz
zum Steiß hin
dexter
lat.: rechts
rechts
sinister
lat.: links
links
ventral, anterior, -us
venter (lat.): Bauch
zur Vorderfläche (Bauchseite) hin
dorsal, posterior, -us
dorsum (lat.): Rücken
zur Rückfläche (Rückenseite) hin
medial
medium (lat.): Mitte
zur Mitte (Medianebene) hin
lateral
latus (lat.): Seite
von der Medianebene weg
median
Grenze zwischen 2 Hälften
in der Medianebene
profundus
lat.: tief
tief gelegen
superficialis
lat.: oberflächlich
oberflächlich gelegen
internus
lat.: innen
innen gelegen
externus
lat.: außen
außen gelegen
zentral
centrum (lat.): Mittelpunkt
zum Körperinnern hin
peripher
lat./griech.: Umlauf, das Herumtragen
zur Körperoberfläche hin
Kopf
rostral
rostrum (lat.): Schnabel
nach vorne
frontal
frons (lat.): Stirn
zur Stirn hin
nasal
nasus (lat.): Nase
zur Nase hin
okzipital
occiput (lat.): Hinterhaupt
Richtung Hinterhaupt
basal
basis (griech.): Grundlage
Richtung Schädelbasis
Extremitäten allgemein
proximal
proximus (lat.): nächster
zum Rumpf hin
distal
distalis (lat.): entfernt
vom Rumpf weg
obere Extremität
radial
radius (lat.): Speiche
zur Daumeseite hin
ulnar
ulna (lat.): Elle
zur Kleinfingerseite hin
palmar
palma (lat.): Handfläche
zur Handfläche hin
dorsal
dorsum (lat.): Rücken
zum Handrücken hin
untere Extremität
tibial
tibia (lat.): Flöte, Schienbein
zur Großzehenseite hin
fibular
fibula (lat.): Wadenbein
zur Kleinzehenseite hin
plantar
planta (lat.) Fußsohle
zur Fußsohle hin
dorsal
dorsum (lat.): Rücken
zum Fußrücken hin
Die natürlichen Bewegungen des Körpers im sind meist komplex. Man kann sie sich als Summe elementarer Bewegungen mit definierter Richtung vorstellen ( ▶ Tab. 2.3).
1.1.3 Wachstum, biometrische Größen, Proportionen
Einfache biometrische Merkmale sind Körpergröße und -gewicht. Unter Körpergröße versteht man die Länge der Strecke vom Scheitel zur Fußsohle. Die maximal erreichbare Körpergröße ist genetisch bestimmt, wird aber von der Ernährung entscheidend beeinflusst. In den Industrienationen nimmt die mittlere Körpergröße stetig zu (Akzeleration). Das Körpergewicht wird von der Körpergröße mitbestimmt und kann je nach Ernährung und Ernährungsgewohnheiten stark schwanken. Darüber hinaus unterliegen Körpergewicht, Körpergröße und die Proportionierung starken entwicklungsbedingten Veränderungen.
Bei neugeborenen Jungen beträgt die Körpergröße52,4 ± 3,5 cm bei 3,6 ± 0,6 kg, bei Mädchen 52 ± 3 cm bei 3,5 ± 0,6 kg. Die Wachstumsphase vollzieht sich in Schüben und ist bei Mädchen mit 17–18 Jahren, bei Jungen mit 18–19 Jahren abgeschlossen.
Im 1. Halbjahr des nachgeburtlichen Lebens ist die Wachstumsrate besonders hoch. Zwischen dem 3. und 10. Lebensjahr bleibt die Wachstumsrate nahezu konstant (5–6 cm/Jahr). Um das 6. Lebensjahr kann es zu einer Stagnation kommen, die von einem präpubertären Wachstumsschub abgelöst wird.
Im Jahr 2013 betrug die mittlere Körpergröße eines erwachsenen, in Deutschland lebenden Mannes 178 cm bei einen Durchschnittsgewicht von 84,3 kg, die einer Frau 165 cm bei einem Durchschnittsgewicht von 68,4 kg. Abweichungen des Körperwachstums von der Norm sind in ▶ Tab. 1.5 zusammengestellt.
Tab. 1.5
Von der Norm abweichendes Körperwachstum.
Bezeichnung
Kriterien
Frau
Mann
Zwergwuchs (Nanosomie)
Körpergröße < μ – 3σ
< 148 cm
< 157,2 cm
Minderwuchs (Mikrosomie)
μ – 3σ < Körpergröße < μ – 1σ
148–159,6 cm
157,2–171 cm
Hochwuchs (Makrosomie)
μ + 1σ < Körpergröße < μ + 3σ
171,2–182,8 cm
184,8–198,6 cm
Riesenwuchs (Hypersomie, Gigantismus)
Körpergröße > μ + 3σ
> 182,8 cm
> 198,6 cm
μ = Durchschnittswert der Körpergröße; σ = Standardabweichung. Die Zahlenwerte in den beiden rechten Spalten gelten für in Deutschland lebende Erwachsene.
Seit Mitte des 19. Jahrhunderts wird in den USA und Europa eine Beschleunigung des Wachstums (Akzeleration) beobachtet, die sich gegen Ende des 20. Jahrhunderts allerdings etwas abschwächte. Die Akzeleration umfasst die Erhöhung der Geburtsmaße, eine Beschleunigung der Entwicklungsgeschwindigkeit, ein früheres Eintreten der Pubertät und gesteigerte Körpermaße nach dem Ende der Wachstumsperiode. So betrug 2013 die durchschnittliche Körpergröße einer 18–20 Jahre alten Frau 1,68 m, während sie bei über 75-jährigen nur 1,62 m betrug (bei Männern: 1,81 m im Vergleich zu 1,73 m). Die Gründe für die Akzeleration werden den sich stetig verbessernden soziokulturellen Lebensbedingungen und einer proteinreichen Ernährung zugeschrieben.
Sozialer Status und Körpergröße korrelieren in den Industriestaaten. Menschen aus der sozialen Oberschicht sind signifikant größer als diejenigen der mittleren oder Unterschicht.
Das Körpergewicht hängt ab von der Körpergröße, der Ernährung und der Funktion endokriner Drüsen. In den Industrienationen steigt das durchschnittliche Körpergewicht überproportional zur Zunahme der Körpergröße an, was auf Ernährungsgewohnheiten (fett- und kohlenhydratreich) und unzureichende Bewegung zurückgeführt wird.
Als Maß zur Beurteilung der Relation zwischen Körpergröße und -gewicht dient der Body Mass Index (BMI, ▶ Tab. 1.6). Zu seiner Berechnung wird das Körpergewicht (in kg) durch das Quadrat der Körpergröße (in m) geteilt.
Tab. 1.6
Beurteilung des Körpergewichts nach dem Body Mass Index (BMI).
Bezeichnung
BMI [kg/m2]
Untergewicht
BMI < 17 (Minimum 12; entspricht 48 kg bei 1,96 m)
Normalgewicht
18 < BMI < 25
Übergewicht
25 < BMI < 30
Adipositas
30 < BMI < 40
starke Adipositas
40 < BMI < 55 (Maximum; entspricht 120 kg bei 1,48 m)
Die Körperoberfläche hängt nichtlinear von der Körpergröße und dem Gewicht ab, weshalb zu ihrer Bestimmung entweder Formeln oder Nomogramme eingesetzt werden. Die Körperoberfläche beeinflusst die Abgabe von Wasser und eines Großteils der Körperwärme. Für die Regulation des Energiehaushalts ist sie daher ein wichtiger Parameter. Sie beträgt bei Männern durchschnittlich ca. 1,9 m2 und bei Frauen 1,6 m2.
Die Proportionen, also die Größenverhältnisse der einzelnen Körperteile zueinander, variieren innerhalb enger Grenzen zwischen unterschiedlichen Individuen. Da sich Organe, Organsysteme und Körperabschnitte bereits vor der Geburt, aber auch danach in unterschiedlichem Tempo entwickeln (heterochrones Wachstum), entstehen Proportionsveränderungen und -verschiebungen (Allometrien). Das Wachstum des Gehirns eilt dem Wachstum der übrigen Körperabschnitte voraus. Der Kopf macht beim Neugeborenen etwa 25 % der Körperlänge aus, beim 6-jährigen Kind 17 % und beim Erwachsenen nur noch 12,5 %. In gleichem Maße nimmt der Anteil der unteren Extremitäten an der Körperlänge zu. Folglich liegt die Mitte des Körpers beim Neugeborenen auf der Höhe des Nabels, beim 6-jährigen Kind etwa zwischen Nabel und Symphyse und beim Erwachsenen am Ober- (Frau) bzw. Unterrand (Mann) der Symphyse.
1.2Primäre und sekundäre Geschlechtsmerkmale
Primäre Geschlechtsmerkmale sind die bereits vor der Geburt gebildeten primären Geschlechtsorgane (Synonyme: Keimdrüsen, Gonaden), also die jeweils paarigen Hoden (Testes) beim Mann und Eierstöcke (Ovarien) bei der Frau. Hinzu kommen die ableitenden Geschlechtswege (Ductus deferens, Tuba ovarica) und äußeren Geschlechtsorgane (Penis, Schamlippen) als sekundäre Geschlechtsorgane.
Sekundäre Geschlechtsmerkmale sind geschlechtsspezifische Merkmale des Körperbaus, die nicht unmittelbar mit den Sexualfunktionen in Zusammenhang stehen. Sie werden erst während der Pubertät ausgebildet.
Während das genetische Geschlecht und die Ausbildung der primären Geschlechtsmerkmale genetisch bestimmt sind, wird die Ausbildung der sekundären Geschlechtsmerkmale durch die vor der Pubertät beginnende Sekretion von Gonadotropinen aus der Hypophyse eingeleitet. Die Gonadotropine stimulieren die Reifung der Gonaden und die Sekretion der Geschlechtshormone (Androgene bzw. Östrogene). Männliche und weibliche sekundäre Geschlechtsmerkmale sind in ▶ Tab. 1.7 zusammengefasst.
Tab. 1.7
Sekundäre Geschlechtsmerkmale
Männlich
Weiblich
Gesichtsbehaarung (Bart)
Brustdrüse
ausgeprägte Körperbehaarung
spärliche Körperbehaarung
Haaransatz in Form von „Geheimratsecken“
Haaransatz gleichmäßig oval
stark ausgebildetes Skelett und Muskulatur
mehr subkutanes Fettgewebe
Schulter breiter als Hüfte
Schulter und Hüfte ungefähr gleich breit
Beckenform wie Spielkartenherz
Beckenform queroval
ausgeprägter Schildknorpel
Becken niedriger und breiter
1.3Körperbautypen (Konstitutionstypen)
Das individuelle Erscheinungsbild eines Menschen ist genetisch bedingt, wird aber von psychischen (Einfluss des Nervensystems auf die Steuerung endokriner Drüsen) und exogenen (Verfügbarkeit von Nahrung, körperliche Aktivität) Faktoren entscheidend beeinflusst.
Der Begriff „Konstitution“ ist nicht eindeutig definiert und wird in der Klinik oft im Sinne von Disposition („Krankheitsbereitschaft“) benutzt. Die Kenntnis der Konstitution eines Patienten ist für den Arzt von Bedeutung, weil sie Hinweise auf die körperliche, aber auch geistige und seelische Grundstruktur eines Menschen geben kann. Eine eindeutige Zuordnung zu einem bestimmten Körperbautyp ist selten möglich, da die meisten Menschen eher Mischtypen sind.
Eine im klinischen Alltag noch immer gebräuchliche Einteilung der Konstitutionstypen wurde von dem Psychiater Ernst Kretschmer um die Mitte des 20. Jahrhunderts vorgenommen. Dieser nahm an, dass die Konstitution die morphologische Manifestation der körperlichen, geistigen und seelischen Verfassung eines Menschen darstelle. Anhand seiner Einteilungskriterien (Zustand der Muskulatur, Körperlänge und -breite, Form von Kopf, Brustkorb, Bauch und Gliedmaßen) wurden 3 Konstitutionstypen definiert, die bei beiden Geschlechtern vorkommen, bei Männern aber deutlicher ausgeprägt sind.
Leptosomer Typ: normales Längen-, aber nur geringes Dickenwachstum; spärliche Muskulatur ohne ausgeprägtes Oberflächenrelief; wenig Fettgewebe; schmaler Kopf; eingefallene Wangen; tief liegende Augen; schmale Brust; hängende Schultern; grazile Extremitäten mit deutlichen Knochenpunkten. Die Extremform des Leptosomen wird Astheniker genannt. Er unterscheidet sich vom Leptosomen durch völlig fehlendes Fettgewebe und reduzierte Muskulatur.
Pyknischer Typ: ausgeprägte Breitenentwicklung des Körperstamms; hoher Anteil an subkutanem Fettgewebe (Bauch); Muskulatur gut ausgeprägt, aber nicht an der Oberfläche abgezeichnet; breiter, kurzer Kopf; weiches Gesicht; gedrungener Hals; im Vergleich zum Brustkorb schmale Schultern; kurze Extremitäten.
Athletischer Typ: Skelett und Muskulatur kräftig; deutliches muskulöses Oberflächenrelief; hoher, derber Schädel; Brustkorb mit kräftiger Wölbung nach vorn und seitlich; breite Schultern; mittellange Extremitäten mit gut ausgebildeter Muskulatur.
Eine Korrelation zwischen Konstitution und Disposition wird heute allgemein bezweifelt.
1.4Norm, Variabilität, Fehlbildung
Als (statistische) Norm gilt die beim Gesunden am häufigsten beobachtete Merkmalsausprägung. Als Variabilität bezeichnet man eine Abweichung von der Norm, welche aber die Anpassung des Organismus an seine natürliche Umwelt nicht oder nicht merklich mindert. Unter Fehlbildung versteht man die dauerhafte Abweichung von der Norm, die auf eine Störung der Entwicklung zurückzuführen ist.
Als anatomisch normal (Norm) bezeichnet man die typische Gestalt, die typische Struktur oder Merkmalsausprägung, die bei den gesunden Mitgliedern einer Population statistisch am häufigsten beobachtet wird. Abweichungen von der statistischen Norm, welche keine funktionellen Veränderungen mit sich bringen, werden Variation oder Variabilität genannt.
Bei allen biologischen Objekten sind Variabilitäten sehr häufig. Es kann sich dabei um kleine, lokal begrenzte Veränderungen – etwa eine geänderte Astfolge von Arterien oder die Ausbildung einer Halsrippe – oder aber um grundsätzliche Unterschiede des Bauplans wie z. B. die spiegelbildliche Anordnung der inneren Organe beim Situs inversus handeln.
Beruht die Abweichung von der Norm auf einer gestörten (ausgebliebenen, gehemmten, überschießenden oder fehlerhaften) Entwicklung, ist sie dauerhaft und geht mit einer funktionellen Beeinträchtigung einher, spricht man von Fehlbildung. Fehlbildungen können durch (spontane) Mutationen im Erbgut oder durch exogene Faktoren wie radioaktive Strahlung oder mutagene Substanzen ausgelöst werden.
2 Bewegungsapparat
Joachim Kirsch
Unter dem Begriff „Bewegungsapparat“ versteht man das Skelett, die bindegewebigen Verbindungen von Skelettteilen und die Skelettmuskulatur. Er bestimmt die äußere Gestalt des menschlichen Körpers wesentlich mit und ermöglicht die koordinierte Bewegung von Rumpf und Extremitäten. Der Bewegungsapparats kann unterteilt werden in einen passiven Teil (Skelett und seine Elemente) und einen aktiven Teil (Skelettmuskulatur).
Das Skelett stützt die weichen Anteile des Körpers und trägt damit wesentlich dazu bei, dem Körper seine äußere Gestalt zu geben. Die Schädelknochen und Wirbel umgeben das Zentralnervensystem (Gehirn und Rückenmark) und schützen es vor mechanischer Beschädigung. Das Skelettbesteht aus 223 Knochen, jedoch kann die konkrete Zahl etwas schwanken, da überzählige Knochen (Wirbel, Halsrippen) nicht selten auftreten, in den Schädelnähten Nahtknochen entstehen oder akzessorische Knochen ausgebildet werden können. Durch starke mechanische Beanspruchung kann auch beim Erwachsenen an atypischer Stelle im Bindegewebe ein Knochen entstehen (z. B. „Reitknochen“ in den Adduktoren des Oberschenkels).
2.1Elemente und Bauprinzipien des Skeletts
2.1.1 Baumaterialien des Skeletts
Beim Erwachsenen bestehen die Skelettelemente fast ausschließlich aus Knochen. Knorpel überzieht die Enden der Knochen, die gelenkige Verbindungen eingehen. Außerdem kommt Knorpel in einigen Rippen, im Processus xiphoideus (Schwertfortsatz) des Sternums, in der Nase und der Ohrmuschel vor.
2.1.1.1 Knochengewebe
Neben der Stützfunktion erfüllen Knochen noch weitere Funktionen. Schädelknochen und Wirbel nehmen das Zentralnervensystem (Gehirn und Rückenmark) auf und schützen es vor mechanischen Beschädigungen. Ebenso schützen das knöcherne Becken und der Thorax die darin liegenden inneren Organe. Wegen seines hohen Kalziumgehalts ist das Skelett ein Kalziumreservoir. Nach der Geburt ist das Mark der platten Knochen der wichtigste Ort der Blutbildung.
Aufbau. Knochen besteht aus Knochenzellen (Osteoblasten, Osteozyten und Osteoklasten), die in eine Matrix, die Knochengrundsubstanz (Osteoid), eingelagert sind. Osteoidbesteht aus geformtem und ungeformtem organischem Material (Kollagenfibrillen, Glukosaminoglykane, Proteoglykane), in das Mineralien (vor allem Hydroxylapatit) eingelagert sind. In der Trockensubstanz beträgt der Anteil organischen Materials etwa ein Drittel.
Die äußere Oberfläche der Knochen (mit Ausnahme der knorpeligen Gelenkflächen und der von einer Synovialmembran überzogenen gelenknahen Knochenanteilen) ist von einer Knochenhaut (Periost) umgeben. Das gut innervierte Periost ist sehr schmerzempfindlich. Aus den Gefäßnetzen des Periost treten Blutgefäße durch die Foramina nutritiva in den Knochen ein. Sie durchlaufen die äußere, kompakte Schicht (Kortikalis) und verzweigen sich im Markraum, von wo sie in die Peripherie zurücklaufen.
Eine Unterbrechung der Blutzufuhr durch eine Fraktur führt zu einer Knochennekrose, also zu einem lokalen Untergang des Knochengewebes (z. B. Femurkopfnekrose nach Schenkelhalsfraktur).
Periost und Knochen sind durch Fasern, die vom Periost in die darunter liegende kompakte Schicht des Knochens einstrahlen (Sharpey-Fasern, Fibrae perforantes) fest miteinander verbunden. Das Periost dient auch als Ansatz für Sehnen und Bänder am Knochen.
Als Endostbezeichnet man eine dünne Schicht aus meist abgeplatteten Bindegewebszellen, die der inneren Oberfläche des Knochens anliegen.
Geflechtknochen (syn.: Faserknochen, primärer Knochen) ist der relativ weiche, embryonale Knochen. Er besteht aus einem Flechtwerk aus Kollagenfibrillen. Innerhalb des 1. Lebensjahres wird er umgebaut in den mechanisch stabileren Lamellenknochen. Beim Erwachsenen findet sich Geflechtknochen noch in den Schädelnähten, im knöchernen Labyrinth des Innenohrs, das in der Pars petrosa des Os temporale liegt, und an Stellen, wo Sehnen in den Knochen einstrahlen.
Lamellenknochen (syn.: sekundärer Knochen, ▶ Abb. 2.1) besteht aus einer äußeren kompakten Schicht (Substantia compacta, Kortikalis4), die nach innen in die schwammartige Substantia spongiosa3 übergeht. Das Spongiosanetzwerk besteht aus Knochenbälkchen, zwischen denen das Knochenmark liegt.
In der Embryonalentwicklung werden die meisten Teile des Skeletts zunächst als Knorpelmatrizen aus Geflechtknochen angelegt. Diese knorpeligen Skelettelemente werden ab der 7. Embryonalwoche bis zum 3. Lebensjahr vollständig durch knöcherne Skelettelemente aus Lamellenknochen ersetzt (chondrale Osteogenese). Da diese Knochen ihre knorpeligen Vorläufer ersetzen, werden sie auch Ersatzknochen genannt. Die Verknöcherung der knorpelig angelegten Skelettelemente geht von Ossifikationspunkten aus, die im Röntgenbild erkennbar sind und als Knochenkerne bezeichnet werden.
Anhand der Zahl, Form und Größe der Knochenkerne im Röntgenbild kann der Grad der Skelettreifung bestimmt werden.
Abb. 2.1Bau von Röhrenknochen. Frontaler Sägeschnitt durch den proximalen und distalen Femur eines Erwachsenen.1 Gelenkknorpel2 knöcherne Epiphysenlinie3 Substantia spongiosa mit rotem, blutbildendem Knochenmark4 Substantia compacta (Substantia corticalis)5 Periost6 Markhöhle mit Fettmark7 distale Epiphyse8 Diaphyse9 proximale Epiphyse10 Apophyse
(nach Schünke, Schulte, Schumacher, Prometheus LernAtlas, Thieme; 2014)
Knochenumbau. Umbau- und Reparaturvorgänge gehen vom Periost5 und dem Endost aus, die Vorläuferzellen enthalten, aus denen sich Osteoblasten differenzieren können. Diese Umbauvorgänge finden wegen der wechselnden Belastung von Knochen ständig statt. Sie beginnen damit, dass Osteoklasten Kanäle erzeugen, in die Blutgefäße einwachsen. Um diese Blutgefäße (Havers-Gefäße) herum richten sich dann die neu gebildeten Lamellen konzentrisch aus. Die ständigen Umbauvorgänge passen den Knochen der vorherrschenden Belastung an.
Auch am ausgewachsenen Skelett findet ein ständiger Knochenumbau statt. Jährlich werden etwa 10 % des Knochengewebes, vorwiegend in der Spongiosa, umgebaut. Mechanische Belastung aktiviert Osteoblasten, sodass unter normalen Bedingungen Auf- und Abbau von Knochen im Gleichgewicht stehen. Bei verminderter Beanspruchung (längere Bettruhe, Ruhigstellung, Bewegungsarmut im Alter) oder veränderten hormonellen Bedingungen (verringerte Östrogensekretion in der Postmenopause) wird vermehrt Knochensubstanz abgebaut (Osteoporose). Da diese Umbauvorgänge vorwiegend die Spongiosa betreffen, sind von osteoporotischen Veränderungen vor allem spongiöse Knochen wie Wirbelkörper oder Femurhals betroffen. Osteoporotische Knochen können leichter brechen. Regelmäßige Beanspruchung führt dagegen zu einer erhöhten Knochendichte.
Der Umbau von Knochen wird über das Parathormonder Nebenschilddrüse reguliert, unter dessen Einwirkung Kalzium und Phosphat aus dem Knochen mobilisiert werden. Dagegen ist Vitamin D für die Aufnahme von Kalzium aus der Nahrung und damit für die Mineralisierung der Kochengrundsubstanz wichtig. Vitamin C ist zur Bildung von Kollagenfibrillen der Grundsubstanz erforderlich.
Knochenmark. Das Knochenmark macht etwa 5 % des Knochengewichts aus. Beim Kind sind die Markräume aller Knochen von rotem, Blut bildendem Knochenmark ausgefüllt. Beim Erwachsenen findet es sich nur noch in den Markräumen von kurzen und platten Knochen sowie in den Epiphysen7, 9 der Röhrenknochen. In den Markhöhlen der Diaphysen wird das rote durch gelbes Knochenmark (Fettmark) ersetzt. Beim gesunden Erwachsenen sind die Anteile von rotem und gelbem Knochenmark ungefähr gleich groß. Die Blutversorgung des Knochenmarks verläuft über die Vasa nutritientia. Ihre kapillare Endstrecke mündet in weitlumigen Sinus.
2.1.1.2 Knorpelgewebe
Im Bewegungsapparat kommt fast ausschließlich hyaliner Knorpel1 vor, der die Gelenkflächen überzieht. Er besteht zu 60–70 % aus Wasser. Die meist in kleinen Gruppen gelagerten Knorpelzellen (Chondrozyten) sind von einer amorphen Knorpelgrundsubstanz aus sulfatierten Glykosaminoglykanen (Chondroitinsulfat) und Proteoglykanen umgeben, in die lichtmikroskopisch unsichtbare („maskierte“) Kollagenfasern eingelagert sind.
Bei degenerativen Veränderungen des Gelenkknorpels (Arthrose) kommt es zu einer Demaskierung der Kollagenfasern (Asbestfaserung) und zur Einlagerung von Mineralien.
Faserknorpelkommt vor an den Gelenkflächen der Kiefer- und Schlüsselbeingelenke (Articulatio sternoclavicularis) sowie in den Bandscheiben und der Schambeinfuge. Er unterscheidet sich von hyalinem Knorpel dadurch, dass die dicht gedrängten Kollagenfasern nicht maskiert sind. In der Grundsubstanz liegen Inseln vereinzelter oder kleine Gruppen von Chondrozyten.
Das Perichondrium(Knorpelhaut) besteht aus straffem Bindegewebe und elastischen Netzen. Es führt Blutgefäße und Nerven. Das Perichondrium geht ohne scharfe Grenze in das Knorpelgewebe über.
Knorpelgewebe ist nahezu frei von Blutgefäßen und Nerven. Ernährt wird es ausschließlich durch Diffusion von der Knorpelhaut oder aus der Synovialflüssigkeit (Gelenkschmiere).
2.1.2 Knochentypen
Die Knochen werden entsprechend ihrer äußeren Form in kurze, lange und platte Knochen eingeteilt. Dieser Einteilung nach äußerlichen Kriterien entsprechen jedoch auch strukturelle Differenzierungen.
Kurze Knochen (Wirbelkörper, Fuß- und Handknochen) besitzen eine dünne Kortikalis, die ein Netzwerk von Spongiosabälkchen einschließt. Eine einheitliche Markhöhle ist nicht vorhanden.
Lange Knochen (lange Röhrenknochen der Extremitäten, Röhrenknochen der Mittelhand- und Mittelfußknochen, ▶ Abb. 2.1) besitzen einen röhrenförmigen Mittelteil (Diaphyse), dessen Kortikalis als massive Substantia compacta ausgebildet ist. Die Diaphyse umschließt eine einheitliche Markhöhle mit spärlichen Spongiosabälkchen. Die Markhöhle6 ist mit gelbem Knochenmark ausgefüllt. Die Endstücke (Epiphysen7, 9) sind von einer dünnen Kortikalis umgeben und weisen eine ausgeprägte Spongiosa auf, zwischen deren Knochenbälkchen meist rotes, blutbildendes Knochenmark liegt. Am Ende der Epiphysen befinden sich die Gelenkflächen. In der Wachstumsphase befindet sich zwischen Epi- und Diaphyse die Metaphyse. Größere Knochenvorsprünge, an denen Sehnen oder Bänder inserieren, werden Apophyse10 genannt.
Platte Knochen haben je nach mechanischer Beanspruchung einen unterschiedlichen Aufbau. Die Rippen und die Knochen des Schädeldachs haben auf der Innen- und Außenseite eine verstärkte Kompakta und im Innern ein grobes Spongiosanetzwerk. Beim Schädel wird die Spongiosa als Diploe bezeichnet. Die äußere bzw. innere Kortikalisder platten Schädelknochen nennt man Lamina externa bzw. interna. Am Schulterblatt (Scapula), dem Hüftbein (Os coxae) und dem Brustbein (Sternum) ist der Aufbau der dickeren Anteile ähnlich. Doch zwischen der spärlichen Spongiosa liegt hier blutbildendes Knochenmark. Die dünnen Anteile dieser und einiger anderer platter Knochen (z. B. Vomer) sind als einheitliche Knochenlamelle ohne Spongiosa ausgebildet.
Lufthaltige Knochen sind auf ihrer inneren Oberfläche mit einer Schleimhaut ausgekleidet. Zu ihnen zählen der Processus mastoideus und die Paukenhöhle sowie die Knochen, welche die Wände der Nasennebenhöhlen (Sinus maxillaris, frontalis, sphenoidalis und Cellulae ethmoidales) bilden.
Unter dem Begriff „unregelmäßige Knochen“ fasst man die Knochen zusammen, die keiner der anderen Gruppen zugeordnet werden können (z. B. Wirbel der Wirbelsäule).
2.1.3 Funktioneller Bau des Knochens
Das menschliche Skelett ist in „Leichtbauweise“ gestaltet: Es vereint mechanische Festigkeit mit einem geringen Einsatz an Bausubstanz. Das niedrige Gewicht bedeutet auch einen geringeren Energieaufwand für Bewegungen.
Dies wird hauptsächlich durch 2 Bauprinzipien erreicht:
Der Steigungswinkel der Kollagenfibrillen in der Kompakta variiert von Lamelle zu Lamelle. Wird auf eine solche Struktur Druck ausgeübt, versteifen die Osteone (Flächenpressung).
Die Spongiosabälkchen verlaufen entlang der Linien, in denen die größten Kräfte auftreten (trajektorielle Bauweise). Damit passt sich der Knochen optimal an die tatsächlich auftretende mechanische Beanspruchung an.
Zusätzlich können die Skelettmuskeln die Biegespannung mindern, indem sie zusammen mit dem Bandapparat bei Kontraktion für eine Verspannung (Zuggurtung) sorgen.
Die Druckfestigkeitvon Röhrenknochen ist mit 10–15 kg/mm2 höher als deren Zugfestigkeit. Die Torsionsfestigkeit dagegen ist nur gering, da hierbei hohe Zugspannungen auftreten.
2.2Verbindungen der Skelettelemente
Die Verbindungen zwischen Skelettelementen können kontinuierlich in Form von Fugen (Synarthrosen, „unechte Gelenke“) oder diskontinuierlich als Gelenke (Diarthrosen, „echte Gelenke“) ausgestaltet sein.
2.2.1 Synarthrose (Fuge)
Eine kontinuierliche Verbindung zwischen 2 Skelettelementen durch ein Füllgewebe nennt man Fuge (Synarthrose). ▶ Tab. 2.1 listet die unterschiedlichen Formen von Synarthrosen auf. Das Füllgewebe besteht im Fall der Juncturae fibrosae aus kollagenem oder elastischem Bindegewebe und im Fall der Juncturae cartilagineae aus Faser- oder hyalinem Knorpel. Wird das ursprünglich in einer Fuge vorhandene Gewebe durch Knochen ersetzt, wie z. B. zwischen den ursprünglich separaten Sakralwirbeln, spricht man von Synostose.
In der Schambeinsymphyse tritt nach der Geburt nahezu regelmäßig ein mit Gelenkschmiere (Synovia) gefüllter Spalt auf, weshalb man diese Fuge auch als Hemiarthrose bezeichnet.
Tab. 2.1
Synarthrosen.
Bezeichnung der Fuge
Füllgewebe
Beispiel
Junctura fibrosa
Syndesmose
kollagenes Bindegewebe
Membrana interossea zwischen Radius und Ulna
elastisches Bindegewebe
Ligg. flava zwischen den Bögen benachbarter Wirbel
Knochennaht (Sutura):
Nähte der Schädelknochen:
Sutura plana
kollagenes Bindegewebe
Sutura palatina mediana
Sutura squamosa
Bindegewebe zurückgebildet
Sutura parietotemporalis
Sutura serrata
Bindegewebe zurückgebildet
Sutura sagittalis
Gomphosis (Einzapfung)
kollagenes Bindegewebe
Einzapfung der Zahnwurzeln im Processus alveolaris der Kiefer
Schindylesis (Nutennaht)
Bindegewebe zurückgebildet
Einsenkung des Vomers in eine keilförmige Vertiefung des Os sphenoidale
Junctura cartilaginea
Synchondrose
hyaliner Knorpel
Synchondrosis sternocostalis zwischen Rippen und Sternum
Symphyse
Faserknorpel
zwischen den Ossa pubica (Schambeinfuge)
2.2.2 Diarthrose (Gelenk)
Das Charakteristikum der echten Gelenke (Diarthrosen) ist die Trennung der gelenkbildenden Knochen durch einen mit Gelenkschmiere (Synovia) gefüllten Spalt.
2.2.2.1 Gelenkaufbau (▶ Abb. 2.2)
Die Gelenkenden der Knochen können sehr unterschiedlich geformt sein. Grundsätzlich kann man jedoch einen (beweglicheren) Gelenkkopf (Caput articulare5) von einer (weniger beweglichen) Gelenkpfanne (Fossa articularis2) unterscheiden. Die Gelenkfläche (Facies articularis) besteht aus einer 0,2–0,5 mm, bei der Kniescheibe bis zu 6 mm dicken Schicht aus hyalinem Knorpel. Lediglich beim Sternoklavikulargelenk und dem Kiefergelenk findet sich Faserknorpel.
Abb. 2.2Aufbau eines Gelenks.1 Muskulatur (Antagonist)2 Gelenkpfanne3 Gelenkknorpel 4 Gelenkspalt 5 Gelenkkopf 6 Gelenkkapsel 7 Gelenkhöhle (enthält Synovialflüssigkeit) 8 Reservefalte (Recessus)9 Muskulatur (Agonist)
(nach Schünke, Schulte, Schumacher, Prometheus LernAtlas, Thieme; 2014)
Die glatte Oberfläche des Gelenkknorpels (Cartilago articularis3) vermindert die Reibung zwischen den Gelenkflächen. Da der Gelenkknorpel elastisch ist, wird der Druck gleichmäßig auf die Spongiosa darunter verteilt. Allerdings reicht die Deformierbarkeit der dünnen Knorpelschicht nicht aus, um Stöße elastisch abzufedern.
Starke mechanische Belastungen, insbesondere Stoßbelastungen, können zu degenerativen Veränderungen des Gelenkknorpels (Arthrosen) führen.
Für die elastische Deformierbarkeit des Gelenkknorpels spielt die Anordnung von zugfesten Kollagenfasern im hyalinen Knorpel eine besondere Rolle. Diese Tangentialfasern genannten Kollagenfaserbündel sind in der dem Knochengewebe benachbarten Verkalkungszone des mineralisierenden Knorpels verankert. Sie ziehen zunächst senkrecht zur Gelenkfläche, biegen aber nahe der Oberfläche in einer Übergangszone in eine Verlaufsrichtung parallel zur Oberfläche um. Am Rand gehen die Tangentialfasern kontinuierlich in das Periost über. Die Tangentialfasern wirken einer Flächendehnung des Knorpels entgegen.
Die Gelenkhöhle (Cavum articulare7) ist ein kapillarer Spalt, der mit einer viskösen Flüssigkeit (Synovia) gefüllt ist. Sie wird von der Gelenkkapsel(Capsula articularis6) luftdicht abgeschlossen. Die Gelenkkapsel besteht aus einer außen liegenden Faserschicht (Membrana fibrosa) und einer an die Gelenkhöhle angrenzenden, zellreichen Membrana synovialis (Gelenkinnenhaut). In der Membrana synovialis, die sich zur Oberflächenvergrößerung in Falten und Zotten legt, lassen sich wiederum 2 Schichten unterscheiden, das subintimale Gewebe und die an den Spalt grenzende synoviale Intima.
Bei längerer Immobilisierung eines Gelenks (Ruhigstellung nach Fraktur) kann die Gelenkkapsel schrumpfen und dadurch die Beweglichkeit des Gelenks stark einschränken. Eine Bewegungstherapie kann die ursprüngliche Beweglichkeit wiederherstellen.
An schwachen Stellen der Membrana fibrosa kann sich die Membrana synovialis nach außen stülpen, sodass ein „Überbein“ (Ganglion) entsteht.
Die Synovialflüssigkeit (Gelenkschmiere) ist eine klare, leicht gelbliche, Fäden ziehende, visköse Flüssigkeit. Ihre Menge richtet sich nach der Größe des Gelenks. In großen Gelenken kann bis zu 35 ml Synovia auftreten. Sie wird von den Synoviozyten vom Typ B produziert und besteht aus Hyaluronsäure, Proteoglykanen und einem Transsudat („Filtrat“) des Blutes. Als weiteren wichtigen Bestandteil enthält die Synovia daher auch Glukose.
Die Synovialflüssigkeit dient der Ernährung des Gelenkknorpels und anderer intraartikulärer Strukturen sowie als „Schmiermittel“ für ein reibungsarmes Gleiten der von Knorpel überzogenen Gelenkflächen. Da Flüssigkeiten nicht komprimierbar sind, verteilt sich der Druck in der Synovialflüssigkeit gleichmäßig. Zusammen mit den elastischen Anteilen der Gelenkkapsel wirkt die Synovia daher auch als Stoßdämpfer.
Entzündungen und Verletzungen von Gelenken können zu einer massiven Überproduktion von Synovialflüssigkeit führen (Gelenkerguss). Da dieser Erguss mit einer erhöhten Spannung der gut innervierten Gelenkkapsel einhergeht, kann dies sehr schmerzhaft sein.
Kommt es nach Verletzungen zu Einblutungen in ein Gelenk, wird dieser Erguss Hämarthros genannt.
2.2.2.2 Gelenkformen
Gängige Kriterien für die Einteilung von Gelenken sind:
Form der Gelenkkörper,
Gestalt der artikulierenden Flächen,
Anzahl der Bewegungsmöglichkeiten (Freiheitsgrade),
Anzahl und Lage der Bewegungsachsen.
Bei einachsigen Gelenken ist nur eine Bewegung um eine einzige Achse möglich, deren Lage die Art der Bewegung bestimmt. Einachsige Gelenke verfügen über nur einen Freiheitsgrad. Zweiachsige Gelenke bewegen sich um 2 senkrecht zueinander stehende Achsen, die sich im (geometrischen) Mittelpunkt des Gelenks schneiden. Dreiachsige Gelenke haben eine (theoretisch) unendliche Anzahl von Bewegungsachsen. Zur Vereinfachung reduziert man die Achsen auf die 3 Hauptachsen des Raums.
Die Gelenkformen mit ihren Bewegungsmöglichkeiten sind in ▶ Tab. 2.2 und ▶ Abb. 2.3 zusammengestellt.
Tab. 2.2
Gelenkformen.
Gelenkform
Gelenkaufbau und -beweglichkeit
Beispiel
Einachsige Gelenke
ebenes Gelenk (Articulatio plana)
ebene Gelenkflächen erlauben Gleit- und Drehbewegungen.
Wirbelbogengelenk
Walzengelenk (Articulatio cylindrica):
Scharniergelenk (Ginglymus)
konkave und konvexe Gelenkflächen erlauben Scharnierbewegungen um eine senkrecht zu den artikulierenden Teilen verlaufende Achse
oberes Sprunggelenk
Rad- oder Zapfengelenk (Articulatio trochoidea)
radförmige Gelenkfläche dreht sich in einer unbeweglichen, konkaven Führungsschale
Drehachse verläuft senkrecht durch das Zentrum der radförmigen Gelenkfläche
proximales Radioulnargelenk
Zweiachsige Gelenke
Eigelenk (Articulatio ellipsoidea)
ellipsenförmige Gelenkflächen
aufgrund der Hebelwirkung erfordert eine Bewegung um die (längere) Hauptachse der Ellipse weniger Kraft
proximales Handgelenk
Sattelgelenk (Articulatio sellaris)
konkave (sattelförmige) Gelenkflächen
Drehachsen verlaufen entlang der Längsrichtung des „Sattels“
Articulatio carpometacarpalis pollicis (Daumensattelgelenk)
Kondylengelenk (Articulatio bicondylaris)
Gelenkflächen sind 2 Rollen (Kondylen) oder Wülste (Tori) mit unterschiedlichem Krümmungsradius
Achsen verlaufen parallel durch jeweiligen die Mittelpunkte der Tori
Kniegelenk
Dreiachsige Gelenke
Kugelgelenk (Articulatio sphaeroidea)
kugelförmige Gelenkfläche (Gelenkkopf) artikuliert mit konkavem Gegenstück (Gelenkpfanne)
Drehachsen entsprechen den senkrecht aufeinander stehenden Hauptrichtungen des Raums und schneiden sich im Zentrum der Kugel
Schultergelenk
Nussgelenk (Enarthrosis)
besondere Form des Kugelgelenks, bei der die Gelenkpfanne über den Äquator des Gelenkkopfs hinausreicht
Hüftgelenk
Abb. 2.3Gelenkformen und Bewegungsmöglichkeiten.a ebenes Gelenkb Scharniergelenkc Rad- oder Zapfengelenkd Eigelenke Sattelgelenkf Kondylengelenkg Kugelgelenkh Nussgelenk (Kugelgelenk mit tiefer Pfanne)
(a: nach Aumüller et al., Duale Reihe Anatomie, Thieme; 2014; b-e und g-h: nach Schünke, Schulte, Schumacher, Prometheus LernAtlas, Thieme; 2014)
2.2.2.3 Gelenkmechanik
Richtung und Ausmaß einer Gelenkbewegung hängen ab von der Geometrie des Gelenks sowie von der Anordnung der Muskulatur und der Hilfseinrichtungen des Gelenks (z. B. Bänder), welche die Bewegungsmöglichkeiten einschränken können.
Bei der Knochenhemmungstoßen in einer bestimmten Gelenkstellung Skelettelemente gegeneinander und verhindern so eine Weiterführung der Bewegung (z. B. Olecranon in der Fossa olecrani bei starker Extension des Ellenbogengelenks).
Wird ein Bandzug bei einer Bewegung so angespannt, dass die Bewegung nicht weitergeführt werden kann (z. B. Lig. iliofemorale bei Streckung im Hüftgelenk), spricht man von Bandhemmung.
Kommt eine Bewegung dadurch zum Stillstand, dass der bewegte Körperteil an Weichteile (Muskel und Bindegewebe) stößt (z. B. Unterschenkelmuskulatur stößt an die dorsale Oberschenkelmuskulatur bei passiver Beugung im Kniegelenk), spricht man von Weichteilhemmungoder Massenhemmung.
Begrenzt die Dehnbarkeit eines Muskels die Bewegung, nennt man dies Muskelhemmung.
Um die Bewegungsmöglichkeiten in Gelenken im klinischen Alltag zu ermitteln, bedient man sich der Neutral-Null-Methode. Sie geht von einem aufrecht stehenden Menschen mit hängenden Armen aus, dessen Blick nach vorn gerichtet ist. Die Füße stehen parallel und geschlossen. Im Gegensatz zur anatomischen Normalposition, bei der die Hände supiniert sind, werden die Handflächen bei der Neutral-Null-Methode zum Körper hin orientiert (Daumen weisen nach ventral). In dieser Ausgangsstellung befinden sich sämtliche Gelenke in Ruheposition, also definitionsgemäß bei 0°. Von dieser Position aus untersucht man die maximale Auslenkung in beide Richtungen um die untersuchte Achse.
Bei Gelenken mit mehreren Freiheitgraden misst man die Beweglichkeit eines Gelenks für jede Achse einzeln ( ▶ Tab. 2.3).
Tab. 2.3
Bewegungsrichtungen.
Bewegungsrichtung
Bedeutung
Flexion
Beugung (Rumpf oder Extremitäten)
Extension
Streckung (Rumpf oder Extremitäten)
Anteversion
Wegführen der Extremität nach ventral
Retroversion
Wegführen der Extremität nach dorsal
Adduktion
Heranführen der Extremität an den Rumpf in der Frontalebene
Abduktion
Wegführen der Extremität vom Rumpf in der Frontalebene
Elevation
Anheben über die Horizontale (gelingt meist nur mit dem Arm)
Innenrotation
Einwärtsdrehung der Extremität um deren Längsachse
Außenrotation
Auswärtsdrehung der Extremität um deren Längsachse
Opposition
Gegenüberstellung des Daumens zu den übrigen Fingern
Pronation
Handfläche nach unten durch Drehung des Unterarms
Supination
Handfläche nach oben durch Drehung des Unterarms
Inversion
Drehung der Fußsohle nach innen
Eversion
Drehung der Fußsohle nach außen
2.2.2.4 Hilfseinrichtungen der Gelenke
Zur Stabilisierung, Führung und zum Schutz der Gelenke und ihrer umgebenden Strukturen gibt es eine Reihe von Hilfseinrichtungen ( ▶ Tab. 2.4). Diese sind je nach Belastung und Bauform der Gelenke in unterschiedlicher Ausprägung zu finden.
Sind Gelenkkopf und Gelenkkapsel in Form oder Größe nicht hinreichend kongruent und einer Druckbelastung ausgesetzt, werden die Unebenheiten durch knorpelige Zwischenscheiben ausgeglichen. Zwischenscheiben können als Discus oder Meniscus articularis ausgebildet sein.
Zur Abpolsterung zwischen Knochenvorsprüngen und Sehnen oder Muskeln sind an zahlreichen Gelenken Schleimbeutel (Bursae synoviales) eingelagert. Dabei handelt es sich um einen Hohlraum, der wie die Gelenkkapselaufgebaut ist: außen liegt eine derbe Faserschicht (Membrana fibrosa) und innen eine Membrana synovialis. Allerdings ist die synoviale Auskleidung oft nicht vollständig und fehlt an größeren Flächen. Manche Schleimbeutel kommunizieren mit der Gelenkhöhle, andere haben dagegen keine Verbindung zum Gelenk.
Für den Zusammenhalt, die Führung und die Stabilisierung des Gelenks sorgen Bänder (Ligamenta). Diese zugfesten, kräftigen Züge aus kollagenen Fasern liegen meist in Richtung der Hauptbelastungsrichtungen um das Gelenk und verstärken die Gelenkkapsel. Mitunter verlaufen Bänder aber auch in der Gelenkhöhle selbst, z. B. die Kreuzbänder des Kniegelenks.
Der Zusammenhalt von Gelenken wird außerdem unterstützt vom Muskelzug, der die Gelenkflächen aufeinander presst.
Tab. 2.4
Hilfseinrichtungen von Gelenken.
Name der Hilfseinrichtung
Lage und Bau
Beispiel
Discus articularis
Scheibe aus Faserknorpel und straffem Bindegewebe, die die Gelenkhöhle vollständig ausfüllt; oft mit der Gelenkkapsel verwachsen
Sternoklavikulargelenk
Meniscus articularis
sichel- oder halbkreisförmige Scheibe aus Faserknorpel; überlagert die Gelenkfläche am Rand
Kniegelenk
Labrum glenoidale (Pfannenlippe)
Ringwulst aus Faserknorpel zur Vergrößerung der Gelenkpfanne
Schultergelenk, Hüftgelenk
Bursa synovialis (Schleimbeutel)
kommunizierende Bursa: mit Gelenkspalt verbunden
Bursa subacromialis am Schultergelenk
nicht kommunizierende Bursa: eigenständige Struktur
Bursa subcutanea acromialis am Schultergelenk
Band (Ligamentum)
intraartikulär (innerhalb des Gelenks)
Ligg. cruciata am Kniegelenk
extraartikulär (außerhalb des Gelenks):
kapsulär: mit der Gelenkkapsel verwachsen
Lig. collaterale mediale am Kniegelenk
außerhalb der Kapsel
Lig. collaterale laterale am Kniegelenk
funktionelle Einteilung:
Verstärkungsband: Verstärkung der Kapsel
Lig. iliofemorale
Führungsband: Sicherung der Gelenkführung
Lig. anulare radii
Hemmungsband: Hemmung der Beweglichkeit
Lig. coracoacromiale
2.3Allgemeine Muskellehre
Man unterscheidet 3 Arten von Muskelgewebe: glatte Muskulatur, die in der Wand von Hohlorganen der Eingeweide und Gefäßen vorkommt, quergestreifte Skelettmuskulatur, die den aktiven Teil des Bewegungsapparats bildet, aber auch in der Zunge sowie im kranialen Drittel von Speiseröhre, Kehlkopf und Rachen vorkommt, sowie die Herzmuskulatur. Im Folgenden ist ausschließlich von der quergestreiften Muskulatur des Bewegungsapparats die Rede. Quergestreifte Skelettmuskulatur kann sich als Reaktion auf die Freisetzung des Neurotransmitters Azetylcholin aus den Endigungen motorischer Nerven hin unter Kraftentwicklung verkürzen. Die Verkürzung geht mit einer Dickenzunahme einher.
2.3.1 Aufbau der Skelettmuskulatur
2.3.1.1 Muskel
Ein Skelettmuskel (▶ Abb. 2.4) erhält seine Kontraktionsfähigkeit durch kontraktile Elemente (Sarkomere13). Diese bestehen hauptsächlich aus Aktin- und Myosinfilamenten, die sich in Gegenwart von Kalziumionen unter ATP-Verbrauch gegeneinander bewegen können. Die Sarkomere sind zu langen Formationen aneinandergereiht und bilden so Myofibrillen12, von denen wiederum zahlreiche Bündel im Zytoplasma der Muskelfasern liegen. Eine Muskelfaser mit vielen oberflächennahen Zellkernen entsteht durch Verschmelzung von Vorläuferzellen (Myoblasten).
Bindegewebige Hüllen teilen den Muskel in Untereinheiten. Zunächst ist jede einzelne Muskelfaser11 vom Endomysium10 aus Retikulinfasern umgeben. Im Endomysium verlaufen Blutgefäße und Nerven. Der nächstgrößere Verband sind Faserbündel, und zwar zunächst die Primärbündel8die vom Perimysium externum3 umschlossen werden. Primärbündel sind die kleinsten Funktionseinheiten des Skelettmuskels. Das Perimysium externum fasst mehrere Primärbündel zu unterschiedlich dicken Sekundärbündeln9(„Fleischfasern“) zusammen. Eine Vielzahl von Sekundärbündeln bildet dann den Muskelbauch, welcher vom Epimysium3 umgeben ist, dem seinerseits die Muskelfaszie2 aufliegt.
Nur bei größtmöglicher Kraftentfaltung sind alle Fasern eines Muskels angespannt. Bei einer normalen Bewegung werden stets nur Teile eines Muskels angespannt. Dadurch kann die Kraftentfaltung dosiert werden.
Abb. 2.4Aufbau eines Skelettmuskels.1 Perimysium2 Muskelfaszie3 Epimysium4 zuführendes Blutgefäß5 Nerv mit motorischen Endplatten6 Sehne7 Knochen8 Primärbündel9 Sekundärbündel10 Endomysium11 Muskelfaser = Muskelzelle12 Myofibrille13 Sarkomer
(nach Schünke, Schulte, Schumacher, Prometheus LernAtlas, Thieme; 2014)
Der Muskelbauch wird von einer derben bindegewebigen Hülle, der Faszie (▶ Abb. 2.5), umschlossen, die gleichzeitig als Verschiebeschicht gegen die umgebenden Muskeln dient. Faszien können auch als Ursprungs- und Ansatzfläche von Muskeln dienen. Mehrere Muskeln können von einer Gruppenfaszie5 umschlossen werden, die mit den individuellen Faszien und dem Knochen in kontinuierlicher Verbindung steht. Durch die Faszien werden Muskellogen (Kompartments) gegeneinander abgegrenzt, innerhalb derer sich einzelne Muskeln oder Muskelgruppen gegeneinander verschieben können. Stoßen mehrere Gruppenfaszien aneinander, entsteht ein Septum intermusculare2, 10.
Abb. 2.5Muskelfaszien. Querschnitt durch das mittlere Drittel des rechten Oberarms. Ansicht von proximal.1 M. triceps brachii2 Septum intermusculare (brachii) laterale 3 M. brachialis4 Muskelfaszie (Einzelfaszie)5 Gruppenfaszie6 Oberarmfaszie (Fascia brachii)7 Subcutis8 Cutis9 M. biceps brachii 10 Septum intermusculare (brachii) mediale 11 Humerus
(nach Schünke, Schulte, Schumacher, Prometheus LernAtlas, Thieme; 2014)
Die gesamte von Muskeln bedeckte Oberfläche des Körpers mit Ausnahme einiger Regionen des Gesichts ist von der Körperfaszie (Synonym: Generalfaszie, Fascia superficialis) überzogen. Das derbe Bindegewebe der Faszie bildet eine natürliche (mechanische) Barriere für entzündliche Prozesse, deren Vordringen in tiefere Körperregionen durch sie behindert wird.
Kommt es bei geschlossenem Haut- und Weichteilmantel innerhalb einer kaum dehnbaren Muskelloge (häufig an Unterarm oder Unterschenkel) zu einer starken Erhöhung des Gewebedrucks (z. B. durch Bluterguss oder Ödem), kann dies zu einer Minderdurchblutung und einer irreversiblen Schädigung von Muskeln, Gefäßen und Nerven führen. Dieses Krankheitsbild wird Kompartmentsyndrom genannt. Zur Therapie muss die entsprechende Gruppenfaszie gespalten werden, um eine rasche Druckentlastung (Dekompression) zu erreichen.
2.3.1.2 Sehnen
Der Muskelbauch geht an seinen Enden in eine meist wesentlich dünnere Sehne (Tendo) über. Sie besteht aus kaum vaskularisierten, zugfesten Kollagenfaserbündeln. An den Extremitäten bezeichnet man die näher am Rumpf (proximal) gelegene Anheftungsstelle als Ursprung(Origo), die distale Anheftungsstelle wird Ansatz(Insertio) genannt. Bei der Rumpfmuskulatur ist die kraniale Anheftungsstelle der Ursprung.
Ursprung und Ansatz eines Muskels werden als Konvention festgelegt. Sie sind zu unterscheiden von Punctum fixum (unbeweglicher Teil) und Punctum mobile (beweglicher Teil). Bei Bewegungen im Ellenbogengelenk ist z. B. normalerweise der proximale Muskelursprung am Humerus das Punctum fixum. Aber beim Klimmzug kehrt sich die Situation um: Der Unterarm ist fixiert und der Körper, also der proximale Teil, bewegt sich. In aller Regel ist jedoch das Punctum fixum mit dem Ursprung identisch.
Übergang Muskel – Sehne. Die Sehnenfasern schieben sich von der Muskeloberfläche her zwischen die Muskelfaserbündel. Sie setzen daher (auch beim parallelfaserigen Muskel) nicht die Verlaufsrichtung der Muskelfaser fort. Muskel- und Sehnenfasern bilden einen mehr oder weniger spitzen Winkel (Fiederungswinkel). Verkürzung (Kontraktion) und Dickenzunahme der Muskulatur führen zu einer Vergrößerung des Fiederungswinkels. Durch diesen Mechanismus wird Raum für die Dickenzunahme des Muskels während der Kontraktion gewonnen, ohne dass die Sehnenfasern auseinandergedrängt werden müssen. Breitflächige Sehnen bezeichnet man als Aponeurosen.
Übergang Sehne – Knochen. Ein Muskel ist immer über eine Sehne mit dem Knochen verbunden. Allerdings kann die Sehne so kurz sein, dass sie makroskopisch nicht zu erkennen ist. In diesem Fall spricht man von einem fleischigen Ansatz des Muskels. Sehnen übertragen den Muskelzug direkt oder indirekt auf Knochen oder Faszien:
Sehnen mit großem Querschnitt strahlen in das Periost ein und sind über Sharpey-Fasern mit dem Knochen verbunden.
Sehnen mit kleinem Querschnitt heften sich oft an Knochenvorsprünge oder Rauigkeiten an und sind direkt im Knochen verankert. Das Periost hat an den entsprechenden Stellen Lücken.
Sehnenfasern, die in den Knochen eintreten, sind von Knorpel umgeben und spalten sich im Knochen fächerförmig auf. Die äußere Schicht des Knorpels verkalkt und verzahnt die Sehne mit den Knochen. Die Knorpelschicht verhindert als Polster auch Beschädigungen der Sehne, die durch ein scharfwinkliges Abknicken zwischen dem eingemauerten und dem freien Teil der Sehne hervorgerufen werden könnten.
Die Verankerung des eingemauerten Teils der Sehne im Knochen ist so innig, dass bei einem Ausriss der Sehne meist ein kleines Stück des Knochens mit herausgerissen wird (Abrissfraktur).
Eine Sehne, deren Zugrichtung weitgehend identisch ist mir der Hauptlinie der Verkürzungsrichtung eines Muskels wird Zugsehnegenannt. Bei der Gleitsehneweist die Zugrichtung von dieser ab. Die Ablenkung der Sehnenverlaufsrichtung kann in Form von Retinacula (Haltebänder) oder durch ein Skelettelement erfolgen. Das knöcherne Widerlager wird als Hypomochlion bezeichnet.
2.3.2 Muskeltypen
Muskel unterscheiden sich im Faserverlauf, in ihrer äußeren Gestalt oder in ihrer Wirkung auf ein oder mehrere Gelenke ( ▶ Tab. 2.5).
Tab. 2.5
Muskeltypen.
Muskelform
Beispiel
Einteilung nach Faserverlauf
parallelfaseriger Muskel
M. rectus abdominis
gefiederter Muskel
M. semimembranosus (M. unipennatus), M. biceps brachii (M. bipennatus)
Einteilung nach Muskelform
Muskelform:
platte Muskeln (Mm. plani)
M. obliquus externus abdominis
spindelförmige Muskeln (Mm. fusiformes)
M. extensor carpi radialis brevis
ringförmige Muskeln
M. sphincter ani externus
Muskelköpfe:
einköpfige Muskeln
M. abductor pollicis brevis
mehrköpfige Muskeln
M. biceps brachii (zweiköpfig), M. triceps (dreiköpfig), M. quadriceps femoris (vierköpfig)
Muskelbäuche:
einbäuchige Muskeln
M. semitendinosus, M. semimembranosus
mehrbäuchige Muskeln
M. digastricus (zweibäuchig), M. rectus abdominis (mehrbäuchig)
Einteilung nach Gelenkbeteiligung
eingelenkige Muskeln
M. gluteus maximus
mehrgelenkige Muskeln
M. biceps brachii
2.3.2.1 Muskeltypen nach Faserverlauf
Parallelfaseriger Muskel. Die Muskelfasern verlaufen weitgehend parallel zur Zugrichtung der Sehne. Dies ermöglicht ausdauernde, jedoch nur wenig kraftvolle Bewegungen.
Gefiederter Muskel. Muskelfaser und Zugrichtung der Sehne bilden einen spitzen Fiederungswinkel. Erreichen die Muskelfasern die Sehne von nur einer Seite, handelt es sich um einem M. unipennatus, erreichen die Fasern die Sehne von 2 Seiten, spricht man von einem M. bipennatus. Wegen des schrägen Winkels können mehr Muskelfasern an der Sehne ansetzen. Hierdurch erhöht sich der physiologische Gesamtquerschnitt des Muskels und damit die wirksame Muskelkraft.
2.3.2.2 Muskeltypen nach Muskelform (▶ Abb. 2.6)
Platte Muskeln (Mm. plani) sind insbesondere am Bau der vorderen Rumpfwand beteiligt und gehen in eine Aponeurose über. Bei spindelförmigen Muskeln (Mm. fusiformes) verjüngt sich der Bauch in Richtung Sehnen.
Muskeln mit mehreren Ursprungssehnen werden zwei- oder mehrköpfige Muskeln genannt, wobei jede Ursprungsportion einem Kopf (Caput) entspricht. Ist der Muskelbauch selbst durch Sehnen untergliedert, spricht man von einem zwei- oder mehrbäuchigen Muskel. Bei Ringmuskeln verlaufen die Muskelfasern ringförmig (meist um eine Körperöffnung). Bei ihrer Kontraktion verringert sich der Durchmesser der freien Öffnung bis zum kompletten Verschluss.
Abb. 2.6Muskelformen.a zweiköpfiger Muskelb dreiköpfiger Muskelc vierköpfiger Muskeld zweibäuchiger Muskele mehrbäuchiger Muskelf ringförmiger Muskelg platter Muskel1 Ursprungssehnen2 Ansatzsehne3 Zwischensehnen4 Muskelbäuche5 Schnittfläche des ringförmigen Muskels6 Muskelursprünge7 Aponeurose (Ansatz)
(nach Schünke, Schulte, Schumacher, Prometheus LernAtlas, Thieme; 2014)
2.3.2.3 Muskeltypen nach Gelenkbeteiligung
Je nachdem, ob ein Muskel sein Wirkungen auf ein oder mehrere Gelenke ausübt, spricht man von einem ein- oder mehrgelenkigen Muskel. Eine Besonderheit der mimischen Muskulatur und der Zungenbinnenmuskulatur besteht darin, dass sie keine Beziehung zu Gelenken haben.
2.3.3 Muskelmechanik und -funktion
Der anatomische Querschnitt eines Muskels verläuft senkrecht zur Längsachse im dicksten Teil des Muskels. Als physiologischen Querschnitt bezeichnet man dagegen die Summe der Querschnitte aller Muskelfasern. Er gibt somit Auskunft über die maximal mögliche Kraftentwicklung eines Muskels. Anatomischer und physiologischer Querschnitt stimmen nur bei parallelfaserigen Muskeln überein.
Die Hubhöhe (Verkürzung) gibt die Differenz zwischen der Muskellänge vor und nach der Kontraktion an. Sie ist abhängig von der Faserlänge und dem Fiederungswinkel. Gedehnte Muskelfasern können sich um 30–50 % ihrer Ausgangslänge verkürzen.
Durch das Ausholen vor einem Wurf werden die benötigten Flexoren maximal gedehnt, sodass bei der Flexion die maximale Hubhöhe (Verkürzung) erreicht werden kann.
Die Richtung des Muskelzugs bzw. Sehnenzugs wird durch die wirksame Endstrecke der Ansatzsehne bestimmt. Liegen Ursprungssehne, Muskelbauch und Ansatzsehne in einer Linie, wirkt der Muskelzug genau in deren Richtung. Wird die Sehne jedoch um ein Widerlager (Hypomochlion) geführt, entspricht die Zugrichtung der Richtung zwischen Hypomochlion und Ansatz.
Auch in Ruhe weist jeder Muskel eine individuelle Spannung (Ruhetonus) auf. Diese ist individuell verschieden und unterscheidet sich zusätzlich von Muskel zu Muskel. Der Ruhetonus geht auf eine reflektorische Dauererregung zurück, die über Muskelspindeln (Sensoren für Muskellänge und -spannung) und deren synaptische Verbindungen im Rückenmark reguliert wird. Der Ruhetonus wird bei Vollnarkose und bei Durchtrennung peripherer Nerven stark herabgesetzt. Die Aufgabe von Haltemuskeln besteht darin, die Lage eines Körperteils konstant zu halten. Dies wird durch eine Steuerung des Muskeltonus und weniger durch Kontraktion der Muskeln erreicht.
Bei der Durchführung von Bewegungen arbeiten immer mehrere Muskeln zusammen. Sie werden im Hinblick auf diese Bewegung als Synergisten
