Gelenke

• Definition: Alle Verbindungen einzelner Knochen miteinander

• Kontinuierliche Verbindungen (Synarthrosen) • Diskontinuierliche Verbindungen(Diarthrosen)

Synarthrosen

• Synarthrosen haben keinen Gelenkspalt und sind nur begrenzt bis gar nicht beweglich

• Bandhaft (Syndesmose)

• Knorpelhaft (Synchondrose / Symphyse)

• Knochenhaft (Synostose)

Synarthrosen⌫ Bandhaft (Syndesmose)

• Zwei gegeneinander bewegliche Knochen sind durch kollagenes oder elastisches Bindegewebe verbunden

- Membrana interossea - straffe, kollageneMembran zwischen Elle und Speiche

- Die Schädelnähte zwischen den Schädelknochen enthalten Bindegewebe

- Einzapfung (Gomphosis) der Zähne im Kiefer

Synarthrosen⌫ Syndesmose⌫Membrana interossea

Synarthrosen ⌫ Knorpelhaft (Synchondrose/Symphyse)

• Zwei gegeneinander bewegliche Knochen sind durch Knorpel verbunden

- Epiphysenfugen (Metaphysen): Hyaliner Knorpel in den Fugen während der

Wachstumsphase

- Schambeinfuge: Symphysis pubica, Faserknorpel zwischen den beiden Schambeinen

Synarthrosen⌫ Synchondrose⌫ Schambeinfuge

Synarthrosen⌫ Knochenhaft (Synostose)

• Knöcherne Verbindung, die festeste aller möglichen Knochenverbindungen

• Metaphysen nach dem Wachstumsabschluss

• Verschmelzung der fünf Kreuzwirbel, ihrer Bandscheiben und der dazugehörenden Rippenrudimente zu einem einheitlichen Knochen, dem Kreuzbein

Synarthrosen⌫ Synostose⌫ Kreuzbein

Synarthrosen (Zusammenfassung)

• „Unechte“ Gelenke aufgeteilt in Syndesmosen (Bandhaft), Synchondrosen (Knorpelhaft) und Synostosen (Knochenhaft)

• Nur begrenzt bewegungsfähig

• Der Raum zwischen den Skelettanteilen ist mit Bindegewebe, Knorpel oder Knochen ausgefüllt

Pseudarthrosen

• Falsche Gelenkbildung infolge Ausbleibens der knöchernen Konsolidierung einer Fraktur. Gelenkneubildung möglich als:

- echtes Gelenk (Nearthrose) - Syndesmose - Synchondrose

Pseudarthrosen

Ursachen

• Zug-, Biegungs-, und Scherkräfte bei ungenügender Ruhigstellung oder zu früher Belastung

• Verlagerung von Weichteilen in den Frakturspalt

• Verzögerte Kallusbildung

Pseudarthrosen

• Symptome: abnorme Beweglichkeit / Belastungsschmerz• Therapie: - bei aktiver P.: Stabilisierung - bei atrophischer P.: zusätzlich

Spongiosaanlagerung - bei infizierter P.: Herdsanierung mit

anschließender Spongiosaauffüllung

Diarthrosen

• Kennzeichen: - Zwei oder mehr Gelenkkörper - Gelenkspalt - Gelenkkapsel - Gelenkflüssigkeit - Gelenkknorpel - Intraartikuläre Strukturen - Gelenkbänder - subchondrales Knochengewebe

Diarthrosen⌫ Merkmale

Diarthrosen ⌫ Gelenkkapsel

• Die Gelenkkapsel umschließt das Gelenk und besteht aus zwei funktionell unterschiedlichen Schichten

- Membrana fibrosa (Gelenkaußenhaut)

- Membrana synovialis (Gelenkinnenhaut)

Diarthrosen⌫ Gelenkkapsel ⌫ Membrana fibrosa

• Derbes, zugfestes Bindegewebe

• Teilweise verstärkt durch Gelenkbänder

• Sichert den Zusammenhalt des Gelenks

Diarthrosen⌫ Gelenkkapsel ⌫ Membrana synovialis

• Lockeres Fett- und Bindegewebe mit spezifischer Funktion

• Zahlreiche Nerven, Blut- und Lymphgefäße

• Produziert und resorbiert Gelenkschmiere

Diarthrosen ⌫ Gelenkkapsel

Diarthrosen ⌫ Synovia (Gelenkschmiere)

• Klare fadenziehende Flüssigkeit• Von der Gelenkinnenhaut produziert und im

Gelenkspalt angelagert• Ernährt den Knorpel• Schmier- und Stoßdämpferfunktion• Kann kleine Knorpelabsplitterungen

„verdauen“ [absorbieren] und abtransportieren

Diarthrosen ⌫ Intraartikuläre Strukturen

• Discus (Gelenkscheibe) Meniscus (Gelenkring) - bestehen vorwiegend aus Faserknorpel

- Ein Discus unterteilt einen Gelenkspalt vollständig, ein Meniscus nur zum Teil

- Führungswirkung

- Vergrößerung der kraftaufnehmenden Gelenkfläche [Inkongruenzausgleich]

Diarthrosen ⌫ Intraartikuläre Strukturen ⌫Meniscus

Diarthrosen ⌫ Intraartikuläre Strukturen

• Intraartikuläre Bänder und Sehnen

- Führen und hemmen Bewegungen

• Gelenklippen

- Vergrößern die Gelenkfläche

Diarthrosen ⌫ Intraartikuläre Strukturen ⌫Gelenklippen

Diarthrosen ⌫ Gelenkknorpel

• Hyaliner Knorpel (selten Faserknorpel)• Knorpeldicke ist abhängig von der

Beanspruchung (1-6 Millimeter)• Etwas verformbar und gleicht leichte

Unebenheiten der Gelenkkörper aus• Frei von Blutgefäßen; Ernährung erfolgt

durch Diffusion aus der Gelenkschmiere• An der Grenze zum Knochen verkalkt

Diarthrosen⌫ Gelenkknorpel

Gelenkknorpel vs. übriger hyaliner Knorpel

• Glatte Oberfläche durch fehlende Knorpelhaut deswegen aber anfälliger und weniger regenerationsfähig

• Geringe Verknöcherungsneigung• Querstreifungsperioden der kollagenen

Fasern

Gelenkmechanik ⌫ Gelenkformen

• Pfeile durch die Mitte der Gelenke entsprechen den Achsen

Abbildung: Rohen, 1994

Gelenkmechanik ⌫ Einachsige Gelenke

• Winkel- oder Scharniergelenk(Ginglymus [ginglymos = Türangel])

• Bewegung:Streckung und Beugung

Gelenkmechanik ⌫ Einachsige Gelenke

• Zapfen-, Rad- oder Drehgelenk(Art. trochoideus)

• Bewegungen:Drehung / Rotation

Abbildung: Tillmann, 1987

Gelenkmechanik ⌫ Einachsige Gelenke

• Oberes und unteres Speichen-Ellengelenk(Articulatio radioulnaris proximalis et distalis)

• Bewegungen:a) Beugung / Streckungb) Pronation / Supination

Abbildung: Tittel, 1994

Gelenkmechanik ⌫ Zweiachsige Gelenke

• Ei- oder Ellipsoidgelenk(Art. Ellipsoideus)

• Proximale Handgelenk(Art. Radiocarpeus)

• Kreisbewegungen möglich

Abbildung: Tillmann, 1987

Gelenkmechanik ⌫ Zweiachsige Gelenke

• Sattelgelenk(Art. Sellaris)

• Verbindung zwischemersten Mittelhand-knochen und dem großen Vieleckbein

Abbildung: Tillmann, 1987

Gelenkmechanik⌫ drei- oder vielachsige Gelenke

• freies oder Kugelgelenk(Art. spheroidei)Bsp.: Schultergelenk

• Sonderform: Nussgelenk(Art. cotylicus)Bsp.: Hüftgelenk

Abbildung: Tillmann, 1987

drei- oder vielachsige Gelenke ⌫ Schulter- und Hüftgelenk

Frontalschnitt durch Schulter (a) und Hüftgelenk (b)Abbildung: Rohen, 1994

Mechanik ⌫ Kinetik, Kraft, Drehmoment

• Kinetik [griechisch, zu kine n »bewegen«] die, Physik:Teilgebiet der klassischen Mechanik; Lehre von den Bewegungen der Körper unter dem Einfluss innerer oder äußerer Kräfte.

• Kraft, F = m · a (Kraft ist Masse mal Beschleunigung)Darstellung mittels Vektoren

• Wirkt eine Kraft über einen Hebel auf einen Drehpunkt wird von einem Drehmoment gesprochen. Md = F · h [Drehmoment ist Kraft mal Strecke].

Hebel• Ein Hebel ist die kürzeste Verbindung zwischen der

Kraftwirkungslinie und dem Drehpunkt.

• Hebel 1. Ordnung: Der Drehpunkt liegt zwischen dem Muskelansatzpunkt und der Gegenkraft. Wirkungsvollster Hebel

• Hebel 2. Ordnung: Die Gegenkraft liegt zwischen dem Muskel und dem Drehpunkt (Schieben / Anheben einer Schubkarre)

• Hebel 3. Ordnung: Muskelansatz liegt zwischen Gewichtskraft und dem Gelenk, ist mechanisch gesehen die ungünstigste Anordnung

Gelenkmechanik ⌫ Hebel

Drehpunkt L (Gelenk)

Erfolgsorgan m(Muskel)

Gegenkraft n(Gewicht)

Abbildung: Kapit / Elson, 1989

Gelenkmechanik ⌫ Hebel ⌫ Unterschiedliche Last- und Kraftarme der Ellenbogenbeuger

1= M. brachioradialis, 2= M. biceps brachii, 3= M. brachialis4= M. triceps brachii

Abbildug: Weineck, 1987

Druckbelastungen

• Druck = Kraft / Fläche

• Faktoren, die die Druckspannung innerhalb eines Gelenkes beeinflussen:- Gelenkkomprimierende Kraft der Muskulatur- Kapsel-Bandapparat- Körpergewicht- Größe der kraftaufnehmenden Fläche- Verteilung der Spannung

Gelenkbelastung ⌫ Belastungsverteilung in Abhängigkeit der Beinachsenform

Abbildung: Weineck, 1987

Gelenkbelastung ⌫ Knie ⌫ normale Beinachsenform

• Normales Gelenk mit annähernd gleicher Belastung

• bei einseitigen einbeiningenBelastungen tritt als Folge des dann exzentrisch gelegenen KSP ein Biegemoment auf, dass das Bein in Richtung O-Bein-Haltung tendieren lässt und die Druckbelastung im medialen Gelenkspalt erhöht

Abbildung: Weineck, 1987

Gelenkbelastung ⌫ Knie ⌫ X-Bein (Genum valgum)

• Überlastung der lateralen Gelenkflächen

Abbildung: Weineck, 1987

Gelenkbelastung ⌫ Knie ⌫ O-Bein (Genum varum)

• Überlastung der medialen Gelenkflächen

Abbildung: Weineck, 1987

Gelenkbelastung ⌫ Knie

• Spiralform und wandernde Drehzentren im Kniegelenk

• große Kontaktfläche in der Streckstellung, kleine in der Beugestellung

Abbildung: Weineck, 1987

Literatur:

• Bibliographisches Institut & F. A. Brockhaus AG, 2001

• Boss, Norbert; Lexikon Medizin; München;

• De Gruyter, Walter; CD-ROM: Pschyrembel – Klinisches Wörterbuch; Berlin; 1995

• Kapt, Lynn / Elson, Lawrence M.; Anatomie-Malatlas, München 1989

• Lippert, Herbert; Lehrbuch Anatomie; München; 1993

• Netter, Frank H.; Atlas der Anatomie des Menschen; Basel; 1994

• Netter, Frank H.; CD-ROM: Interactive Atlas Of Human Anatomy; Basel; 1995

• Platzer, Werner; Taschenatlas der Anatomie, Band 1: Bewegungsapparat; Stuttgart; 1991

• Rohen, Johannes W.; Funktionelle Anatomie des Menschen; Stuttgart 1994

• Thews, Gerhard / Mutschler, Ernst / Vaupel, Peter; Anatomie Physiologie Pathophysiologie des Menschen; Stuttgart 1991

• Tillmann, Bernhardt; Anatomie des Menschen; Stuttgart 1987

• Tittel, Kurt; Beschreibende und funktionelle Anatomie des Menschen; Jena 1994

• Weineck, Jürgen; Sportanatomie; Balingen 1994