Skelettsystem

Schädel 

Der Schädel (Cranium) ist der oberste Abschnitt des Skeletts und ein Zusammenschluss aus 22 Einzelknochen. Durch eine Grenzlinie, die vom oberen Rand der Augenhöhlen bis zum oberen Rand der äußeren Gehörgänge verläuft, erfolgt eine Differenzierung in Gesichtsschädel (Viscero- oder Splanchnocranium) und Hirnschädel (Neurocranium).

Die meisten Knochen des Schädels sind durch Schädelnähte (Suturen) oder Synchondrosen miteinander verbunden. Lediglich der Unterkieferknochen ist gelenkig über die Artt. temporomandibularis angebunden.

Wirbelsäule

Die Wirbelsäule (Columna vertebralis) besteht aus 33-34 Wirbelknochen (Vertebrae), von denen jedoch nur 24 gegeneinander bewegt werden können und über Synchondrosen (bis auf die Kopfgelenke) miteinander gelenkig verbunden sind.

Diese werden durch Zwischenwirbelscheiben (Disci intervertebrales) mit kollagenen und elastischen Fasern voneinander getrennt, die bei Bewegungen als Zug- und Druckpolster wirken.

Durch die Gelenkverbindung ist die Wirbelsäule zu Vor- und Rückwärtsbeugen, Seitwärtsneigungen und Drehbewegungen fähig. Je nach Abschnitt variiert die Beweglichkeit.  

Die einzelnen Knochen werden den fünf Abschnitten Halswirbelsäule, Brustwirbelsäule, Lendenwirbelsäule, Kreuzbein und Steißbein zugeordnet. 

Zur Halswirbelsäule zählen sieben Halswirbel (Vertebrae cerebralis), von denen die beiden oberen, Atlas und Axis, einen besonderen Aufbau zeigen. Sie bilden echte Gelenke, sogenannte Diarthrosen  (Art. atlantooccipitalis und Art. atlantoaxialis), die auch die Drehbewegungen des aufliegenden Schädels ermöglichen.

Im Anschluss an die Halswirbelsäule folgt die Brustwirbelsäule mit 12 Brustwirbeln (Vertebrae thoracales), die den dorsalen Ansatz für die Rippen des Thoraxskeletts bilden.

Die Lendenwirbelsäule besteht aus fünf Wirbelknochen (Vertebrae lumbales), die kräftiger ausgebildet sind als die übrigen Wirbelknochen und damit darauf ausgelegt sind, die Last des Oberkörpers tragen zu können.

Sowohl das Kreuzbein (Os sacrum) als auch das Steißbein (Os coccygis) bestehen aus fünf bzw. vier bis fünf Wirbelknochen, die zu jeweils einem Knochen verschmolzen sind. Das Kreuzbein stellt zudem den dorsalen Verschluss der Beckenknochen zum Beckenring dar.

Die Abschnitte der Wirbelsäule weisen Krümmungen nach vorn (Lordose bei Hals- und Lendenwirbelsäule) oder hinten (Kyphose bei Brust- und Sakralwirbelsäule) auf. Gemeinsam ergeben diese eine Doppel-S-Form, die physiologisch eine wichtige Funktion für die Belastbarkeit der Wirbelsäule hat. So ermöglicht sie eine gute Abfederung der auf den Körper einwirkenden Kräfte (z.B. beim Laufen oder Springen) und fungiert als Stütze für den Körperstamm.

Die Zwischenwirbelscheiben unterstützen als druckelastische Polster die Abfederung und schützen damit die Wirbelknochen vor Reibung untereinander. Gleichzeitig ermöglicht die gelenkige Verbindung der einzelnen Knochen umfangreiche Bewegungen des gesamten Körpers.

Weiterhin umfasst der Wirbelkanal (Canalis vertebralis), welcher aus den einzelnen großen Wirbellöchern (Foramina vertebrale) der Knochen entsteht, das Rückenmark. Damit besteht bei Verletzungen der Wirbelsäule, etwa durch Unfälle, immer auch das Risiko einer Störung in der Nervenleitung.

Brustkorb

Der Brustkorb (Thorax) ist ein knöchernes Gerüst für den Brustraum unterhalb des Schädels. Er entsteht aus den 12 paarigen Rippenknochen, die mit den Brustwirbelknochen dorsal und dem Brustbein (Sternum) ventral gelenkig verbunden sind. Die fassartige Form entsteht durch die nach ventral konvexe Krümmung des Brustbeines, die bogenförmigen Rippen und die nach dorsal gekrümmte Brustwirbelsäule.

Die obere und untere Öffnung des Brustkorbs wird als Apertur bezeichnet, wobei die ersten beiden Rippen, der Oberrand des Manubrium sterni und der erste Brustwirbel die engere Apertura thoracis superior bilden. Der Processus xiphoideus des Brustbeins, die 11. und 12. Rippe, der Rippenknorpel der 7. bis 10. Rippe und der 12. Brustwirbel dagegen sind an der Bildung der Apertura thoracis inferior beteiligt. 

Die gelenkige Verbindung der Thorax-Bestandteile und die Flexibilität der Rippenknorpel verleiht diesem Gerüst eine für die Atmung notwendige Elastizität. 

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Schultergürtel

Die Rippen des Thorax sowie das Brustbein bilden die Ansatzpunkte für den Schultergürtel. Dabei liegt das Schulterblatt dorsal den Rippen auf und ist über das Acromion mit der Clavicula (Art. acromioclavicularis) verbunden. Diese wiederum ist gelenkig an das Brustbein (Art. sternoclavicularis) angefügt. Dies ist die einzige knöcherne Verbindung der Schulterblätter und damit auch der oberen Extremität an den Thorax. So bildet der Schultergürtel in seiner Gesamtheit einen offenen Ring um den Thorax. Seine Fixierung an den Körperstamm erfolgt hauptsächlich über die Muskulatur.

Die laterale obere Ecke des Schulterblatts bildet die Gelenkfläche (Cavitas glenoidale) zur Artikulation mit dem Oberarm (Humerus) aus. So sind durch den Schultergürtel vom Körper unabhängige freie Bewegungen des Armes möglich.

Obere Extremität

Die obere Extremität besteht aus 30 Knochen und zahlreichen Gelenken, wobei die Differenzierung nach distal zunimmt. 

Der größte Knochen ist der Oberarm (Humerus), der als Röhrenknochen mit seinem Kopf locker an die Gelenkpfanne des Schulterblattes (Cavitas glenoidale) zur Bildung des Schultergelenks (Art. humeri) anschließt.

Durch das Kugelgelenk und dessen spezielle Aufmachung sind weiträumige Bewegungen in alle Richtungen möglich, allerdings ist auch das Risiko für Dislokationen erhöht. Eine kräftige Gelenkkapsel mit zahlreichen Bändern sorgt hier für mehr Stabilität.

Am distalen Ende des Humerus befinden sich zwei Gelenkflächen (Trochlea und Capitulum) für die Artikulation mit den Gelenkflächen der beiden Unterarmknochen Ulna und Radius (Incisura trochlearis ulnae und Fovea articularis radii). 

Die medial verlaufende Ulna (Elle) und der lateral liegende Radius (Speiche) sind proximal und distal durch Gelenkflächen miteinander verbunden (Artt. radioulnaris proximalis et distalis) und werden als Unterarm zusammengefasst.

Proximal bildet ihre Verbindung zueinander sowie zum Humerus das Ellenbogengelenk (Art. cubiti). Es ermöglicht Beugung und Streckung, aber auch die Pro- und Supination des Unterarms. Die Pronation des Unterarms ist eine Drehbewegung des Radius um die Ulna, wodurch die Daumenseite nach medial und der Handrücken nach vorne gedreht wird. Die Supination ist die entsprechende Gegenbewegung. Beide ermöglichen der Hand ein Objekt aus unterschiedlichen Richtungen zu greifen, ohne dafür die Position des Körpers verändern zu müssen.

An den Unterarm schließt sich die Hand an. Sie besteht aus der Handwurzel (Carpus), der Mittelhand (Metacarpus) und den Fingern (Phalangen).

Die Handwurzel besteht aus acht kleinen Knöchelchen, die in zwei Reihen angeordnet sind:

• proximale Reihe: Kahnbein (Os scaphoideum), Mondbein (Os lunatum), Dreiecksbein (Os triquetrum), Erbsenbein (Os pisiforme)
• distale Reihe: Hakenbein (Os hamatum), Kopfbein (Os capitatum), Großes Viereckbein (Os trapezium), kleines Viereckbein (Os trapezoideum)

Sie sind untereinander gelenkig verbunden, wobei eine leichte Wölbung nach dorsal entsteht. 

Die gelenkigen Verbindungen zwischen Unterarmknochen und Handwurzelknochen (Art. radiocarpalis, Art. mediocarpalis und Artt. intercarpales) ermöglichen Beuge/Streck- und Drehbewegungen der Hand.

Die Knochen werden von straffen Bändern überzogen, die den Karpaltunnel (Canalis carpi), eine Leitstruktur für die Sehnen der Handmuskeln, bilden. 

Die fünf Mittelhandknochen und die 14 Fingerknochen  sind kleine Röhrenknochen. Für die feinmotorischen Bewegungsmöglichkeiten sind hauptsächlich die Finger verantwortlich, die sich aus jeweils drei Knochen zusammensetzen. Eine Ausnahme bildet hier der Daumen - er besteht aus nur zwei Knochen. An ihnen setzen auf komplexe Weise die bewegenden Muskeln an, die fein abgestimmte und exakte Bewegungsmuster ermöglichen. 

Eine besondere Bedeutung hat die gelenkige Verbindung des ersten Mittelhandknochen zum Os trapezium der Handwurzel. Dieses Gelenk ist im Gegensatz zu den übrigen Art. carpometacarpales, welche Scharniergelenke sind, als Sattelgelenk angelegt und ermöglicht die komplexen Daumenbewegungen (z.B. Opposition), die unter Anderem für das gezielte Greifen und Halten verantwortlich sind. 

Becken (Pelvis)

Der Beckengürtel entsteht aus den beiden Hüftbeinen (Ossa coxae), die dorsal durch das Kreuzbein (Os sacrum) und ventral durch die Symphysis pubica zu einem Ring verbunden sind. Die obere und untere Öffnung des Beckengürtels sind ähnlich wie beim Thorax unterschiedlich groß.

Der weiter angelegte obere Beckeneingang (Apertura pelvis superior) ist zugleich der Grenzbereich zwischen dem sogenannten großen und kleinen Becken. Die Grenze entsteht durch Promontorium, Linea arcuata, Eminentia iliopubica, Pecten ossis pubis und den oberen Rand der Symphyse. 

Der schmale untere Beckenausgang (Apertura pelvis inferior) befindet sich zwischen dem Angulus pubis, Tubera ischiadica und Os coccygis. Die Maße des Beckens und dessen Öffnungen variieren geschlechtsspezifisch. 

Das Hüftbein lässt sich weiter in Darm (Os ilium)-, Sitz (Os ischii)- und Schambein (Os pubis) untergliedern. Alle drei Anteile bilden jeweils einen Teil des Acetabulums aus, welches als Gelenkpfanne an der Bildung des Hüftgelenks beteiligt ist. 

Untere Extremität

Die untere Extremität ähnelt durch die entwicklungsgeschichtliche Verwandtschaft anatomisch der oberen Extremität und besteht ebenfalls aus 30 Knochen, die nach distal differenzierter werden. Funktionell bestehen jedoch deutliche Unterschiede.

Der größte und stärkste Knochen ist der Oberschenkelknochen (Femur). Er ist proximal innerhalb des Hüftgelenks gut vom Acetabulum am Beckengürtel umschlossen. Im Gegensatz zum Schultergelenk der oberen Extremität ist die Beweglichkeit des Hüftgelenks deutlich geringer. Von höherer Bedeutung ist hier die Stabilität, da bei Belastung einwirkende Kräfte von der Hüfte auf das Bein übertragen werden. Das Hüftgelenk ist deshalb durch einen stark ausgeprägten Bandapparat gesichert.

Am distalen Ende des Femurs befinden sich Gelenkknorren als Teil des Kniegelenks (Art. genus). Sie werden durch die Facies patellaris verbunden, die eine Gelenkfläche für die Kniescheibe (Patella) darstellt.

Der Unterschenkel besteht aus Tibia (Schienbein) und Fibula (Wadenbein). Die medial angeordnete Tibia besitzt die beiden Gelenkflächen, die an der Bildung des Kniegelenks beteiligt sind. Die Fibula dagegen ist nicht and der Bildung des Kniegelenks beteiligt.

Im Unterschied zum Ellenbogengelenk ist eine kleine zusätzliche Knochenscheibe, die Kniescheibe, als Sesambein für den wichtigsten Strecker des Kniegelenks dem Kniegelenk aufgelagert. 

Distal bilden Tibia und Fibula die Malleolengabel, die Teil des oberen Sprunggelenks (Art. talocruralis) ist. Sie artikuliert mit dem Sprungbein (Talus), dem Fersenbein (Calcaneus) sowie dem ersten Knochen der Fußwurzel (Tarsus). 

Der Fuß ist ähnlich wie die Hand in Fußwurzel (Tarsus), Mittelfuß (Metatarsus) und Zehen (Ossa digitorum phalangea) gegliedert. Die Reihen der Fußwurzelknochen sind jedoch anders dimensioniert.

In der proximalen Reihe liegen Sprungbein und Fersenbein übereinander. Die distale Reihe beginnt an der Vorderseite des Calcaneus mit dem Kahnbein (Os naviculare), das lateral und von vorne von den drei mehr oder weniger nebeneinander liegenden Keilbeinen (Ossa cuneiforma mediale, intermedia et laterale) und dem Würfelbein (Os cuboideum) umgeben ist.

Die Verbindung zwischen der proximalen und der distalen Reihe und zusätzlich zwischen dem Talus und Calcaneus bildet das untere Sprunggelenk (Articulatio talotarsalis), welches in zwei Kammern gegliedert ist. 

Das obere und untere Sprunggelenk unterscheiden sich in ihrer Funktion. Während im oberen Sprunggelenk Dorsalextension und Plantarflexion stattfinden, können im unteren Sprunggelenk eine Supination und Pronation sowie eine In- und Eversion erfolgen. 

Durch die Anordnung der Fußwurzelknochen obliegt dem Talus die Übertragung der gesamten Last des Körpers auf den Fuß und dessen Gewölbe. Die Knochen der Fußwurzel bilden zusätzlich ein Längs- und Quergewölbe, das diese Last noch besser abfedern kann.

Im Anschluss an die Fußwurzel folgen nach distal die fünf Mittelfußknochen. Sie setzen das Gewölbe des Fußes fort. Den Abschluss bilden die Zehen, die jeweils aus drei Knöchelchen bestehen. Wie der Daumen an der Hand, bildet dabei auch der große Zeh eine Ausnahme - auch er besteht aus nur zwei Knochen, der mittlere fehlt. 

Embryologie

Embryologisch sind die Knochen des Skeletts des Menschen mesenchymaler Herkunft. Während der Wachstumsphase entsteht durch Mineralisation von Knorpelgewebe (enchondrale/perichondrale Ossifikation) zunächst ein Gerüst aus sog. Geflechtknochen, der schließlich zum typischen Lamellenknochen umgewandelt wird. 

Knochengewebe

Knochen besteht aus Grundsubstanz (Matrix), Knochenzellen (Osteoblasten, Osteozyten, Osteoklasten) und Mineralien.

Der Knochen ist somit ein lebendes Gewebe, dessen Zellen Calcium binden, Funktionen im Hormonstoffwechsel erfüllen sowie biophysikalische und bioelektrische Eigenschaften haben.

Die Knochen des Skeletts des Menschen werden ständig remodelliert d.h. aufgebaut und abgebaut.

Neutral-Null-Stellung

Die anatomische „Normalstellung“ (Neutral-Null-Stellung) des menschlichen Körpers ist der aufrechte Stand mit geschlossenen Füßen. Der Fuß steht hierbei rechtwinklig zur Tibiaschaftachse, das Gesicht zeigt nach vorne, die Arme hängen mit nach innen gerichteten Handflächen herab.

Die Neutral-Null-Stellung ist die Grundlage für alle anatomischen Lage- und Richtungsbezeichnungen sowie Körperebenen und –achsen.

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