Arbeitsblatt: Der Knochenaufbau

Menschenkunde DER AUFBAU DER KNOCHEN Lesetext Der Knochen ist eines der widerstandsfähigsten Materialien unseres Körpers. Trotz seiner Leichtbauweise zeichnet sich der Knochen durch eine hohe Belastbarkeit aus. Ersichtlich wird dieser Zusammenhang, wenn wir das Knocheninnere betrachten. An einem aufgesägten Knochen können wir nämlich zwei Zonen unterscheiden: die äussere, kompakte Rinde und die innere, schwammartige Schicht aus Knochenbälkchen. Die Knochenrinde Wie die Jahrringe eines Baumstammes, zeigt der Feinbau der Knochenrinde eine Vielzahl aus konzentrisch ineinander verschachtelten Knochenlamellen. Zudem erinnert die Anordnung von Knochenleim und Knochenkalk in den Lamellenschichten der Knochenrinde an den Bau von Sperrholz, was dem System eine enorme Festigkeit bei gleichzeitiger Elastizität verleiht. Die Knochenbälkchen Die Knochenbälkchen findet man im Innern kurzer und platter Knochen, aber auch in den Schaftenden der langen Röhrenknochen. Diese Bälkchen sind nach den Druck und Zuglinien angeordnet (vergleichbar mit der Konstruktion alter Eisenbahnbrücken). So ermöglicht dieses Maschenwerk der Knochenbälkchen bei hoher Tragfähigkeit ein Minimum an Materialaufwand und Eigengewicht. Röhrenknochen sind hohl Das Innere des Röhrenknochens ist hohl. In Anbetracht des Aufbaus der Knochenrinde bedeutet diese Gewichtsersparnis keine Einschränkung der mechanischen Stärke. Bestünden die Röhrenknochen nämlich aus einem soliden Schaft, wären diese um 25 Prozent schwerer. Eine solche Leichtbauweise ist möglich, weil Röhren gleich viel zu tragen vermögen wie massive Säulen von gleichem Durchmesser. Knochen sind dadurch viel leichter, ohne dass sie an Festigkeit einbüssen. Das Knochenmark Genauso wie der Raum zwischen den Knochenbälkchen nutzt die Natur auch die Hohlräume der Röhrenknochen, indem sie diese Räume mit Mark ausfüllt. Im Schwammwerk von Rippen, Wirbelkörpern, Becken und Schädelknochen befindet sich rotes Knochenmark. Dieses Mark produziert in jeder Minute Millionen roter und weisser Blutkörperchen und gibt diese an das Blut ab. Röhrenknochen sind mit gelbem Knochen oder Fettmark gefüllt. Dieses dient als Energiespeicher, kann aber bei Bedarf (nach akutem Blutmangel bei schwerem Blutverlust) in rotes Knochenmark umgewandelt werden und dann Blutzellen produzieren. Die Knochenhaut Die Oberfläche der Knochenrinde wird von der Knochenhaut überzogen. Sie enthält Blutgefässe zur Ernährung der Knochen und ihre innere Schicht besteht aus Zellen, die sich bei Bedarf in knochenbildende Zellen umwandeln können. Dünne Fasern der Knochenhaut sind mit der Grundsubstanz der Knochenrinde verleimt, andere Fasern verflechten sich mit Sehnen und verankern so Muskeln und Knochen. Knochenkalk und Knochenleim Etwa zwei Drittel des Knochens besteht aus anorganischen Substanzen, dem Knochenkalk (Verbindungen von Kalzium und Phosphat). Dieser Kalk verleiht dem Knochen seine Härte und Festigkeit. Der übrige Teil des Knochens setzt sich aus Knochenleim, einem zugfesten Eiweiss, zusammen. Die Fasern des Knochenleims sind in sich verwunden, wie Fasern in einem Strick. Nach Entzug des Knochenleims wird der Knochen weich und biegsam wie Gummi, nach Herauslösen des Kalkanteils jedoch spröde und zerbrechlich wie Glas. Diese Anteile von Kalk und Knochenleim verändern sich im Laufe des Lebens. Mit dem Älterwerden nimmt der Anteil des biegsamen Knochenleims ab, während der Anteil von Knochenkalk zunimmt. Daher sind die Knochen von Kindern weicher und elastischer, diejenigen von alten Leuten hart und spröde. Das hat zur Folge, dass sich bei Kindern die Knochen leichter verformen (OBeine), bei älteren Leuten aber ein leichter Sturz bereits zu einem Knochenbruch führen kann. Wachstum und Neubildung des Knochens Der grösste Teil des menschlichen Stützapparates wird in der Fötalphase als Vorskelett angelegt. Nach und nach wird dann der Knorpel durch Knochen ersetzt. Diese Knochenbildung dauert bis etwa zum 25. Lebensjahr. Das Knochenwachstum wird durch Hormone von Hirnanhangs und Schilddrüse, sowie Nebennieren und Geschlechtsdrüsen gesteuert. Wichtig für den Knochenbau ist auch eine gesunde Ernährung. Heilung von Knochenbrüchen Der Knochen befindet sich in einem ständigen Umbau. Während die einen Zellen Knochensubstanz ausscheiden, wird solche Substanz an andern Stellen wieder abgebaut. Auf diese Weise heilt der Körper einen Knochenbruch. Die von den Zellen ausgeschiedene Knochensubstanz bildet zuerst eine Manschette (Kallus) um die Bruchstelle. Erst Monate oder Jahre später, wenn die Bruchstelle genügend verheilt ist, wird der Kallus bis auf einen geringen Rest wieder abgebaut.