Sesambeine (Kniescheibe)
Sesam- oder Sehnenbeine
Sesambeine sind kleine Knochen, die in der Nähe eines Gelenks lokalisiert und in eine Sehne integriert sind. Sie können die Biomechanik der Sehnen verbessern, indem sie die Funktion einer Umlenkrolle einnehmen und den Abstand der Sehne vom Knochen vergrößern. Sie verhelfen den Sehnen zu einer größeren Zug- beziehungsweise Hebelwirkung. Das macht die Bewegungen ökonomischer, sie können mit weniger Kraftaufwand ausgeführt werden. Sesambeine schützen die Gelenke durch die über das Gelenk verlaufende Sehne vor zu hohem Druck. Gleichzeitig wird auch die Sehne vor Quetschungen durch Einklemmen in den Gelenkspalt oder Druck geschützt. In Größe und Form können die Sesambeine stark variieren. Häufig sind sie klein, abgeflacht und rundlich. Auch die Anzahl der Sesambeine kann bei Ihnen, Ihrem Nachbarn oder mir ganz unterschiedlich sein. Die Fabella zum Beispiel, ein bohnenförmiges Sesambein in der Sehne des Zwillingswadenmuskels, kann nicht jeder sein Eigen nennen. Ihr größtes Sesambein ist die Kniescheibe. Sie ist in die kräftige Sehne des vierköpfigen Oberschenkelmuskels eingelagert und bildet auch eine Gelenkfläche des Kniegelenks.
Die Knochenflächen, die am Gelenk beteiligt sind, sind von einer Knorpelschicht überzogen. Der außerhalb von Gelenken liegende Knochen ist von einer gut durchbluteten Knochenhaut überzogen. Sie dient dem Schutz und der Versorgung der äußeren Knochenschicht. An der Knochenhaut setzen Bänder und Sehnen an.
Knochen unterhalb der Knorpelschicht
Der Knochen, der direkt unter der Knorpelschicht liegt, wird als subchondraler Knochen bezeichnet. Der subchondrale Knochen, der aus drei Schichten aufgebaut ist, bildet mit dem Knorpel eine Funktionseinheit, da die beiden Gewebe mechanisch und biologisch miteinander verbunden sind. Der Knochen unterhalb der Knorpelschicht hat die folgenden Aufgaben im Sinne der optimalen Gelenkfunktion:
Kräfte verringern, die durch eine Belastung auftreten (Umverteilung dieser Kräfte)
Schutz vor mechanischer Stressbildung und -konzentration
Anpassungsmechanismen, um die Kongruenz der Gelenkflächen zu erhalten
Hieraus ergibt sich seine Bedeutung für die physiologische Gelenkfunktion. Knorpel und subchondraler Knochen können sich wechselseitig beeinflussen. Veränderungen in einem der Gewebe führen zu Anpassungsvorgängen im anderen.
Knorpel – Schutzschicht auf dem Knochen
Knorpel bedeckt die beiden Knochenenden, die das Gelenk bilden. Er schützt den Knochen vor Abnutzung und gleicht die Unregelmäßigkeiten der Knochenenden aus. Vom Aussehen her lässt sich gesunder Knorpel mit dem Fruchtfleisch einer Kokosnuss vergleichen. Beide sind weiß, saftig und elastisch. Die Knorpelschicht wirkt durch ihre besondere Druckelastizität stoßdämpfend. Sie sorgt dafür, dass die einwirkenden Zug-, Scher- und Druckkräfte gleichmäßig auf die Knochen übertragen werden. Ihr Gelenkknorpel kann Kräften von einer Größe standhalten, die mehr als dem Siebenfachen Ihres Körpergewichts entsprechen.
Da die Knorpeloberfläche sehr glatt ist, wird die Reibung minimiert, die zwischen den sich berührenden Flächen bei Bewegung entsteht. Nur damit Sie eine ungefähre Ahnung davon bekommen, wie einzigartig glatt der Knorpel ist: Sogar die Reibung von zwei Eisblöcken gegeneinander übersteigt die des Knorpels noch deutlich. Die Knochenenden können so fließend aneinander gleiten und eine geschmeidige Bewegung erzeugen. Die Dicke des Knorpels steht in direktem Verhältnis zu seiner Beanspruchung. Um ein besseres Verständnis für diese Eigenschaften des Knorpels zu bekommen, schauen Sie, aus welcher besonderen Knorpelart der Gelenkknorpel gebildet wird und wie seine Struktur aufgebaut ist.
Hyaliner Knorpel
Der Gelenkknorpel besteht aus hyalinem Knorpel. Die Bezeichnung geht auf seine Eigenschaften zurück. Übrigens: Hyalos verwendet man nicht, um Pferde anzuspornen. Der Begriff kommt aus dem Altgriechischen und bedeutet Glas. Beim Betrachten mit einem Lichtmikroskop erscheint der hyaline Knorpel bläulich und etwas milchig, glasartig. Die Kollagenfaserstrukturen lassen sich nicht abgrenzen. Hyaliner Knorpel wird weder von Blut- oder Lymphgefäßen noch von Nerven versorgt.
Knorpelstruktur wird sichtbar
Die Knorpelfeinstruktur des Gelenkknorpels setzt sich zusammen aus Knorpelzellen, die etwa 5 Prozent des Knorpelgewebes ausmachen, und der dazwischengelegenen geformten und ungeformten Knorpelmatrix, die das außerhalb der Zellen gelegene Zellzwischenraumgewebe darstellt. Die Knorpelmatrix besteht aus
einer unstrukturierten Zwischenzellgrundsubstanz. Sie besteht zu 70 Prozent aus Wasser und ist nicht durch Blutgefäße, Nerven oder Rezeptoren versorgt. Die Ernährung und der Abtransport von Abbauprodukten laufen passiv über einen Konzentrationsausgleich mit den angrenzenden Geweben ab.
einer dreidimensionalen netzwerkartigen Gitterstruktur aus Kollagenfasern, die sich in der Zwischenzellgrundsubstanz ausgespannt.
Das Verhältnis der Grundsubstanz zum Faseranteil variiert in Abhängigkeit von der Lage und der Funktion. Die rundlichen Knorpelzellen sind von der Knorpelmatrix umgeben. Sie kommen gruppiert (drei bis fünf Zellen) vor und bilden das Eiweiß für die Kollagenfasern und die Baustoffe für die Knorpelgrundsubstanz.
Bausteine des Gelenkknorpels
Die Knorpelzellen produzieren Eiweiß-Zucker-Verbindungen, sogenannte Proteoglykane. Sie bestehen aus einem Kerneiweißmolekül und Vielfachzucker-Einheiten, den Glukosaminoglykanen. Im Gelenkknorpel sind das Chondroitinsulfat, Dermatansulfat, Keratansulfat und Heparansulfat. Das größte Proteoglykan ist auch das häufigste, das Aggrekan. Es besteht aus mehr als 100 Chondroitinsulfat- und Keratansulfatketten. Die Aggrekane sind über Hyaluronsäure und Proteine miteinander verbunden.
Die Knorpelmatrix besteht aus natürlich vorkommenden körpereigenen Bausteinen:
Die Eiweiß-Zucker-Verbindung Aggrekan macht 10 Prozent des Knorpelgewichts aus. An einem langen Hyaluronsäurefaden hängen meist mehrere Aggrekan-Moleküle. Aggrekan besteht aus den beiden großen Molekülen Keratansulfat und Chondroitinsulfat.
Glykosaminoglykanen (GAG) – in diesem Fall steht Gag nicht für Witz. Die Abkürzung soll Ihnen helfen, das schwierige Wort Glykosaminoglykane besser lesen zu können. Sie stellen die wichtigsten Gelenknährstoffe dar:Chondroitin kann sehr viel Wasser binden und sorgt dafür, dass der Knorpel elastisch bleibt.Glukosamin ist ein Aminozucker. Auch er liefert den Gelenken Wasser. Er ist nützlich zur Bildung der Gelenkflüssigkeit. Er wird auch für den Einbau von Schwefelverbindungen gebraucht, die dem Knorpel Festigkeit geben und für den Stoffwechsel der Knorpelzellen nötig sind.Hyaluronsäure, ein langkettiges Glykosaminoglykan, ist im Gelenkknorpel für dessen biomechanische Funktion sehr wichtig.
Kollagen ist ein Strukturprotein. Es liefert wichtige Aminosäuren für die Bildung neuer Knorpelzellen, kann also den Stoffwechsel im Gelenk anregen.
