Skelett des Menschen: Aufbau, Bestandteile und Funktionen

Ist vom menschlichen Skelett die Rede, so ist hiermit in der Regel die knöcherne Stützstruktur im Körper des Menschen gemeint. Der folgende Artikel beschreibt deren Aufbau, Funktionsweise und Krankheiten.

Skelett – Definition

Das menschliche Skelett ist ein sogenanntes Endoskelett. Das bedeutet, dass sich die stützende Struktur, in diesem Fall ein System aus Knochen, Gelenken und der bewegenden Muskulatur, innerhalb des Körpers befindet. Wenngleich es eine gewisse Festigkeit besitzen muss, um eine stabile Haltung und den aufrechten Stand und Gang zu gewährleisten, so ist es doch bis ins hohe Alter immer noch anpassungsfähig, da sich die Knochen stets umbauen.

Skelett – Aufbau

Je nach betrachtetem Körperteil und dessen Funktion ist das Skelett variabel ausgebildet. Während an einigen Stellen große, klobige Knochen eine gute Stützfunktion und Kraftverteilung gewährleisten, bieten beispielsweise die vielen kleinen Knochen der menschlichen Hand eine ausgeprägte Bewegungsfreiheit, um die notwendige Feinmotorik zu ermöglichen. Grob kann das menschliche Skelett in drei Bereiche unterteilt werden.

Kopfskelett

Das Kopfskelett setzt sich aus den Knochen des Hirn- und Gesichtsschädels zusammen. An der Schädelbasis findet sich der Übergang zur Wirbelsäule, dort beginnt das Achsenskelett.

Achsenskelett

Das Achsenskelett umfasst den Rumpf mit der im Rücken stabilisierenden Wirbelsäule, dem Kreuzbein und Steißbein, den nach vorne gerichteten Rippen und dem Brustbein (Sternum). An das Achsenskelett grenzt das appendikuläre, also das anhängende Skelett an.

Appendikularskelett

Zum Appendikularskelett oder anhängenden Skelett zählen einerseits der aus den Schulterblättern und Schlüsselbeinen bestehende Schultergürtel und weiterhin der Beckengürtel, der sich aus den Hüftbeinen und dem Kreuzbein zusammensetzt. Schulter- und Beckengürtel werden zum Gliedmaßenskelett zusammengefasst. Außerdem umfasst das Appendikularskelett die Extremitäten. Dabei weist der Aufbau der Arme und Beine einige Parallelen auf.

Armskelett

Am Schulterblatt findet sich das Schultergelenk, über welches der Kontakt vom Schultergürtel zum Oberarmknochen, Humerus, hergestellt wird. An dessen unteren Ende besteht über das Ellenbogengelenk eine Verbindung mit den Unterarmknochen, Elle und Speiche. Dabei sind Humerus und Elle über ein Scharniergelenk, welches Beugung und Streckung zulässt, und Humerus und Speiche formal über ein Kugelgelenk miteinander verbunden. Allerdings beschränkt eine durchgehende Membran zwischen Elle und Speiche die Beweglichkeit dieses Gelenks massiv. Die Unterarmknochen sind zudem über ein Zapfengelenk miteinander verbunden und können gegeneinander gedreht werden. Die Speiche ist mit den acht Handwurzelknochen verbunden. Hieran schließen sich fünf Mittelhandknochen und zwei Knochen für den Daumen und je drei für die übrigen Finger an.

Beinskelett

Über ein Kugelgelenk besteht die Verbindung von der Hüfte zum Oberschenkelknochen (Femur). Dieser steht im Bereich des Knies über ein Scharniergelenk mit dem Schienbein, Tibia, in Kontakt. Wie bei den Unterarmknochen besteht auch zwischen den Unterschenkelknochen, Tibia und Fibula, eine bindegewebige Verbindung. Sie bilden mit dem Talus, Sprungbein, das obere Sprunggelenk als Scharniergelenk, Talus und Calcaneus als größter Fußwurzelknochen gemeinsam mit dem Kahnbein des Fußes das untere Sprunggelenk als Kombination aus Kugel- und Zapfengelenk. Beide Sprunggelenke greifen in ihrer Funktion ineinander. Hiernach setzt sich der Fuß über drei Keilbeinknochen und das Würfelbein in den Mittelfuß fort, der analog zur Mittelhand fünf Knochen aufweist. Darauf folgen zwei Großzehenknochen und jeweils drei Knochen für die übrigen Zehen. Die Kniescheiben sind sogenannte Sesambeine, dies sind in Sehnen eingebettete kleine Knochen, die als Widerlager dienen.

Skelett – Bestandteile

Damit das menschliche Skelett sowohl Stabilität als auch maximale Bewegungsfreiheit ermöglichen kann, ist ein gutes Zusammenspiel der einzelnen Komponenten unerlässlich. Im Wesentlichen sind vier verschiedene Strukturen abgrenzbar, welche ineinander übergehen.

Grundgerüst des Skeletts: Knochen

Den Kern des Skeletts bildet ein Gerüst aus Knochen unterschiedlicher Stärke und Größe. Es gibt einerseits die stabilisierenden großen Röhrenknochen, weiterhin Plattknochen, zum Beispiel die Schulterblätter oder Schädelknochen, welche eine Schutzfunktion übernehmen, kurze Knochen und luftgefüllte Knochen im Gesichtsschädel. Knochen enthalten in ihrem Inneren das Knochenmark, in dem Zellen des Blutes gebildet werden und ein intensiver Stoffwechsel besteht. Aufgrund seiner schwammartigen Struktur wird dieser Bereich des Knochens auch als Spongiosa (von lat. Spongia, Schwamm) bezeichnet. Das Knochenmark ist ummantelt von einer festen Hüllenschicht, der Corticalis. Knochen enthält Calciumsalze in Form von Hydroxylapatit, was ihm seine Festigkeit verleiht. Am Knochenstoffwechsel beteiligte Zellen sind die knochenbildenden Zellen, Osteoblasten, aus denen die reifen Knochenzellen, Osteozyten, entstehen, außerdem abbauende Zellen, Osteoklasten. Da das Zusammenspiel dieser Zellarten ständig die Struktur des Knochens verändert, sind während des gesamten Lebens Anpassungen des Skeletts an äußere Einflüsse möglich.

Stoßdämpfer des Skeletts: Knorpel

Ursprünglich wird das Skelett des Menschen aus Knorpelzellen gebildet, die einen raschen Stoffwechsel besitzen. Hierdurch sind insbesondere in den ersten Lebensjahren schnelle Anpassungen an das Wachstum von Babys und Kleinkindern möglich. Im Verlauf des Wachstums ziehen Blutgefäße in das Innere und an die Außenhülle der Knorpelstrukturen und bauen diese unter Einlagerung von Kalziumsalzen zunehmend zu reifem, mineralisiertem Knochen um. Unter dem Hormoneinfluss in der Pubertät endet das Wachstum allmählich. Innerhalb der Gelenkflächen sind die Knochen allerdings weiterhin von einer schützenden Knorpelschicht überzogen, auch die Bandscheiben innerhalb der Wirbelsäule bestehen aus Knorpel.

Sehnen und Bänder

Die Ausläufer der Muskeln ziehen als Sehnen in den Knochen hinein und gehen dabei mehr und mehr in dessen Struktur über, wodurch sie die Krafteinwirkung der Muskeln optimal auf das knöcherne Skelett übertragen können. Bänder stabilisieren in erster Linie Gelenke, indem sie die Knochen auf Spannung halten.

Muskeln

Die Muskeln dienen der Stabilisierung und gleichzeitig der Bewegung des Skeletts. Sie verbinden sich mit den einzelnen Knochen und üben in der Regel durch ihre Anspannung (Kontraktion) Zugkräfte aus. Das Zusammenspiel der beteiligten Muskeln ergibt dann die zielgerichtete Bewegung.

Gelenke

Gelenke bilden die Übergänge zwischen den einzelnen Knochen. Sie werden von einer Kapsel umgeben und enthalten eine Schmierflüssigkeit, die Synovia. Die Knochenenden sind von Knorpel überzogen. Im menschlichen Körper liegen unterschiedliche Gelenkarten vor, vom Scharniergelenk, welches lediglich Kippbewegungen gestartet, bis hin zum flexiblen Kugelgelenk.

Skelett – Aufgaben und Funktionen

Das Skelett bildet als System von Knochen und Muskeln die Stütze des menschlichen Körpers und gleichzeitig die Grundlage der Mobilität. Weiterhin dienen die Knochen als Speicherort für Mineralien, allem voran Kalzium, und enthalten das Knochenmark, in dem die Blutbildung stattfindet.

Skelett – Erkrankungen und Beschwerden

Als komplexes und vielfach untergliedertes System kann das Skelett an vielen Stellen von Krankheiten und Fehlfunktionen betroffen sein. Im folgenden Abschnitt werden Grundlegende Erkrankungen der Knochenstruktur und des Bewegungsapparates besprochen.

Skelett und Hormone: Osteoporose

Osteoporose ist eine Erkrankung, bei welcher der Knochenabbau durch die Osteoklasten stärker vonstattengeht als die Knochenneubildung durch die Osteoblasten. Beide Vorgänge werden in erster Linie hormonell gesteuert. Dies erklärt, warum die Erkrankung häufig beispielsweise im Rahmen eines erhöhten Cortisolspiels oder bei Frauen nach den Wechseljahren auftritt. Bei einer Osteoporose besteht durch die verminderte Knochendichte eine erhöhte Gefahr für Knochenbrüche, insbesondere schmerzhafte Einbrüche der Wirbelkörper und klassischerweise Hüftfrakturen.

Knochenbruch (Fraktur)

Es gibt verschiedene Arten von Knochenbrüchen, die sowohl hinsichtlich ihrer Entstehung als auch ihrer Ausprägung unterschieden werden. Bei einer einfachen Fraktur liegen zwei Segmente vor, es gibt aber auch Mehrfragment- oder Trümmerfrakturen mit vielen einzelnen Knochenstückchen. Die Bruchenden können regelrecht liegen oder verschoben (disloziert) sein. Außerdem ist der Hergang der Fraktur wichtig, da er eine Rolle für die Therapie und Heilungschancen spielt. Ein Bruch im Rahmen einer Osteoporose oder an einer Knochenmetastase (Absiedlung einer Krebserkrankung), bei der das Grundgerüst des Knochens bereits im Vorfeld geschwächt ist, ist deutlich schwerer zu therapieren als ein glatter Bruch im Rahmen eines Unfalls bei einem gesunden Menschen. Liegen die Bruchstellen direkt aneinander (mit einem Abstand von weniger als einem Millimeter), so ist eine primäre Heilung mit direkter Verknöcherung möglich. Bei größerem Abstand wird zunächst überbrückendes Ersatzgewebe, Kallus, gebildet, das dann nach und nach verknöchert.

Skelettanomalien: Klein- und Hochwuchs

Durch genetische Veranlagung aber auch bei verschiedenen Erkrankungen, beispielsweise Schilddrüsenfunktionsstörungen, kann das Wachstum bei Kindern und Jugendlichen verzögert oder beschleunigt sein und letztlich in einer gegenüber Gleichaltrigen verminderten oder überhöhten Körpergröße münden. Das Wachstum wird anhand von Perzentilkurven beurteilt.

Brüchiges Skelett: Knochenmineralisationsstörung

Eine gesunde Knochenbildung setzt regelrechte Spiegel von Vitamin D, Kalzium und Phosphat voraus. Bei bestimmten Krankheitsbildern sind einzelne dieser Komponenten oder deren Relation gestört, wodurch die Mineralisation des Knochens nicht optimal verläuft und eine strukturschwache, brüchige Knochensubstanz resultiert. Auch schmerzhafte Verformungen der zu weichen Knochen können hieraus entstehen.