Knochen: Knochenentwicklung und Mineralhaushalt

Knochen: Knochenentwicklung und Mineralhaushalt

 

Beim Säugling und beim Kleinkind sind noch nicht alle Knochen so fest und steif wie beim Erwachsenen. Bei der Verknöcherung oder Knochenentwicklung (Ossifikation) handelt es sich um einen langsamen Prozess, der schon beim Embryo im Mutterleib beginnt.

 

 Knochenentwicklung

 

Die Knochen entwickeln sich beim Embryo aus Bindegewebe - bei den meisten Knochen verläuft die Entwicklung zunächst über die Bildung von Knorpeln (chondrale Ossifikation), nur wenige Knochen (z. B. der Großteil der Gesichtsknochen) verknöchern sofort (direkte Verknöcherung oder desmale Ossifikation).

 

Bei der desmalen Ossifikation entstehen die Knochen direkt aus dem embryonalen Bindegewebe. Bei der chondralen Ossifikation bilden sich recht früh in der Embryonalzeit dort, wo später die Knochen sein werden, Vorformen aus hyalinem Knorpel (glasartig zähem Knorpelgewebe). Kurze Zeit später beginnt die Verknöcherung des Knorpelgewebes - es wird durch Geflechtknochen ersetzt. Die Verknöcherung findet einerseits innen im Knorpel statt (enchondrale Ossifikation), andererseits geht sie von der Knorpelhaut aus (perichondrale Ossifikation). Im Inneren des Knorpels entstehen primäre Knochenkerne, die sich allmählich nach außen hin ausdehnen. In den Epiphysen kommt es nach einiger Zeit zur Einsprießung von Blutgefäßen - dort werden nun sekundäre Knochenkerne gebildet, sodass sich allmählich auch die knorpeligen Epiphysen in Knochen umwandeln. Außen um den Knorpel bildet sich eine Knochenmanschette, die um den Knorpel herum wächst und sich bis zu den Enden der Knochen hin ausdehnt. Nur an der Außenseite der Epiphysen (den Gelenkflächen) und in einem kleinen Bereich des Knochens, der Epiphysenfuge (Wachstumsfuge), bleibt Knorpel zurück. Die Epiphysenfuge ist der Bereich des Röhrenknochens, der für das Längenwachstum von Bedeutung ist. Zu Ende des Wachstums verknöchert auch die Epiphysenfuge.

 

 Knochenwachstum

 

Das Knochenwachstum geht von den Wachstumsfugen aus - bei den Röhrenknochen bilden sich auf der Seite der Wachstumsfuge, die zur Epiphyse hin zeigt, neue Knorpelzellen, die zur Diaphysenseite hin verknöchern. Gesteuert wird das Knochenwachstum durch das Wachstumshormon sowie durch die Sexualhormone Östrogen und Testosteron während der Pubertät. Im Anschluss an die Pubertät produziert der Organismus weniger Wachstumshormon, sodass die Epiphysenfugen allmählich ebenfalls verknöchern. Im Erwachsenenalter sind statt Epiphysenfugen nur noch Epiphysenlinien auf dem Röntgenbild zu erkennen.

 

 Mineralhaushalt des Knochens

 

Auch wenn das Knochenwachstum abgeschlossen ist, entsteht ständig neues Knochengewebe und altes wird abgebaut. Zwischen Auf- und Abbau der Knochensubstanz besteht normalerweise ein Gleichgewicht, sodass die Knochen stabil bleiben. Allerdings müssen bestimmte Stoffe in ausreichendem Maß zur Verfügung stehen, damit das so bleibt. In erster Linie müssen die Mineralstoffe Kalzium und Phosphat in ausreichenden Mengen mit der Nahrung aufgenommen werden, denn diese Substanzen verleihen den Knochen ihre Festigkeit. Sobald der Kalziumspiegel im Blut zu stark sinkt, wird Kalzium aus den Knochen herausgelöst. Reguliert wird der Kalziumgehalt des Blutes über das Nebenschilddrüsenhormon Parathormon und das von bestimmten Zellen der Schilddrüse gebildete Kalzitonin. Sinkt der Kalzium-Blutspiegel ab, wird Parathormon ausgeschüttet, das den Knochen Kalzium entzieht; steigt er zu stark an, wird Kalzitonin freigesetzt, das u. a. dafür sorgt, dass Kalzium vermehrt in die Knochen eingebaut wird.

 

Wichtig ist zudem Vitamin D (auch Vitamin-D-Hormon genannt), das der Körper benötigt, damit das Kalzium aus der Nahrung überhaupt aufgenommen werden kann. Vitamin D produziert der Körper unter Einwirkung des Sonnenlichts selbst, es kann aber zum Teil auch mit der Nahrung aufgenommen werden. Auch die Vitamine A, B₁₂ und C werden von den Knochenzellen benötigt.

 

Eine gewisse Rolle beim Erhalt der Festigkeit der Knochen spielen auch die Sexualhormone Östrogen und Testosteron. Das ist u. a. daran festzustellen, dass Frauen nach den Wechseljahren, wenn der Organismus nur noch geringe Mengen Östrogen herstellt, häufiger unter Knochenschwund (Osteoporose) leiden als Männer.

 

 Sehnen und Bänder

 

Sehnen aus Bindegewebe befestigen die Muskeln am Knochen; so ist für die Beweglichkeit der Knochen gesorgt. Bänder sind stärkere Bindegewebsverstrebungen, die Knochen miteinander verbinden. Um ihnen festen Halt zu bieten, besitzen die Knochen Ansatzstellen für Bänder und Sehnen, z. B. Knochenvorsprünge oder Knochenleisten.

 

Siehe dazu auch: Hypothalamus, Hypophyse, Zirbeldrüse und ihre HormoneKnochen: Knochentypen und Knochenaufbau