Die menschliche Anatomie ist ein komplexes und faszinierendes Feld, das viele verschiedene Gewebe und Strukturen umfasst. Eines dieser wichtigen Gewebe ist der Knorpel, der eine entscheidende Rolle für die Funktion der Gelenke und anderer Körperteile spielt. Dieser Artikel bietet einen detaillierten Überblick über Knorpel, seine verschiedenen Arten, seine Zusammensetzung, seine Funktion und seine Bedeutung für die Gesundheit. Darüber hinaus werden auch die Nervenversorgung der Gelenke und die anatomischen Strukturen, die mit Knorpel in Verbindung stehen, beleuchtet.
Einführung in den Knorpel
Knorpel (lat. Cartilago) ist ein glattes, gefäßloses Gewebe mit einer gelartigen Festigkeit, das die Gelenkbildenden Knochen überdeckt. Er kommt an vielen Stellen unseres Körpers vor - in Gelenken, Bandscheiben oder z. B. Menisken im Kniegelenk. Knorpel bildet ein druckstabiles Stützgewebe aus Knorpelzellen (Chondrozyten) und Interzellulärsubstanz.
Zusammensetzung des Knorpels
Chemisch setzt sich Knorpel aus Eiweißen und Kohlenhydraten (Mucopolysacchariden) zusammen. Abhängig von der Knorpelart liegen zwei bis acht Knorpelzellen eng nebeneinander und werden von der Knorpelkapsel und dem Knorpelhof umgeben.
Die Bestandteile unseres Knorpels sind:
- Chondrozyten: Knorpelzellen, die Kollagenfasern bilden und miteinander vernetzt sind.
- Interzellulärsubstanz: Besteht aus Kollagenfasern, Wasser und Proteoglykanen.
Funktion des Knorpels
Knorpel erfüllt mehrere wichtige Funktionen im Körper:
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- Schutz der Knochen: Knorpel überzieht die Gelenkflächen und sorgt für schmerzfreie Beweglichkeit. Er schützt die Knochen vor Überlastung und ermöglicht ein reibungsloses Gegeneinander-Bewegen der Gelenkkörper.
- Druckverteilung: Knorpel verteilt den Druck im Gelenk auf den darunterliegenden Knochen, was besonders bei Gelenken wichtig ist, die ein hohes Gewicht tragen, wie Hüft- oder Kniegelenk.
- Stoßdämpfung: Knorpel wirkt an den Gelenkenden wie ein Polster, das Stöße abfängt. Die Bandscheiben bestehen beispielsweise aus Faserknorpel und fangen Stöße und Erschütterungen ab.
- Gleitfähigkeit: Die glatte Knorpeloberfläche ermöglicht ein reibungsarmes Gegeneinander-Bewegen der Gelenkkörper.
Arten von Knorpel
Es gibt drei Haupttypen von Knorpel im Körper:
- Hyaliner Knorpel: Die am häufigsten vorkommende Form, die in Gelenken, Rippen, Nase, Kehlkopf, Luftröhre und Bronchien vorkommt. Er ist transparent, schimmert bläulich-weiß wie Milchglas und zeichnet sich durch hohe Elastizität und Druckfestigkeit aus.
- Elastischer Knorpel: Findet sich in der Ohrmuschel, dem äußeren Gehörgang, der Ohrtrompete und einigen Kehlkopfknorpeln. Er hat ein gelbliches Aussehen, da er zusätzlich zu den Substanzen des hyalinen Knorpels elastische Fasernetze enthält.
- Faserknorpel: Vorkommen in Gelenkscheiben (z. B. Knie und Hüfte), Zwischenwirbelscheiben und der Schambeinfuge. Er ist der widerstandsfähigste Knorpel mit einem hohen Bestandteil an kollagenen, verflochtenen Faserbündeln, die den Knorpel stabil und gleichzeitig elastisch halten.
Die Rolle der Nerven in Gelenken
Während der Knorpel selbst keine Nerven enthält, sind die Gelenkkapsel und das umliegende Gewebe reich an Nervenfasern. Diese Nerven spielen eine wichtige Rolle bei der Propriozeption (der Wahrnehmung der Körperposition und -bewegung) und der Schmerzwahrnehmung.
Innere Schicht der Gelenkkapsel
Die innere Schicht der Gelenkkapsel enthält Blutgefäße und Nerven. Letztere leiten Informationen darüber weiter, in welcher Stellung sich das Gelenk befindet, und senden Schmerzreize an das Gehirn.
Schmerzempfindlichkeit
Da der Knorpel selbst keine Nerven besitzt, ist er nicht schmerzempfindlich. Auftretende Schmerzen kommen vom darunterliegenden Knochen und der Gelenkskapsel, da sie Nervenfasern besitzen.
Anatomie der Gelenke
Die meisten Gelenke sind bewegliche Verbindungen zwischen zwei Knochen. Diese Gelenke bestehen aus den Gelenkflächen der beteiligten Knochen, einem flüssigkeitsgefüllten Gelenkspalt und einer Gelenkkapsel.
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Gelenkflächen
Die Gelenkflächen der Knochen sind mit einer Knorpelschicht überzogen. Die Knorpelschicht bildet eine glatte Oberfläche, damit die Knochen bei einem beweglichen Gelenk möglichst wenig aufeinander reiben.
Gelenkkapsel
Nach außen schließt die Gelenkkapsel das Gelenk luftdicht ab. Der so entstehende Raum wird Gelenkhöhle genannt. Die Gelenkkapsel besteht aus einer inneren und einer äußeren Schicht. Die äußere Schicht der Gelenkkapsel besteht aus festem Fasergewebe. Muss ein Gelenk länger ruhiggestellt werden, können sich diese Fasern verkürzen: Die Gelenkkapsel schrumpft und das Gelenk ist nicht mehr so beweglich.
Besondere Gelenkstrukturen
Bei manchen Gelenken befinden sich in der Gelenkhöhle weitere Strukturen, zum Beispiel Zwischenscheiben aus Knorpel wie der Meniskus und die Kreuzbänder im Kniegelenk. Andere Gelenke haben eine besondere Form, beispielsweise das Hüftgelenk, bei dem die Hüftpfanne den Oberschenkelkopf fast vollständig umfasst. Im Ellenbogengelenk sind drei Knochen miteinander verbunden: Elle und Speiche des Unterarms sowie der Oberarmknochen.
Gelenkschmiere
Zellen der inneren Gelenkkapsel-Schicht produzieren Gelenkschmiere (Synovia). Die Form der Gelenkflächen gibt vor, in welche Richtungen sich ein Gelenk bewegen kann. Durch die Muskeln können Gelenke bewegt werden. Der Bewegungsspielraum hängt dabei auch von den Weichteilen, Bändern oder Knochen ab, die das Gelenk bilden.
Unechte Gelenke
Neben den beweglichen gibt es die sogenannten unechten Gelenke: Das sind kaum oder gar nicht bewegliche Verbindungen von Knochen, wie zum Beispiel die der Rippen zum Brustbein oder die des Beckens mit dem Kreuzbein. In unechten Gelenken sind die Knochenenden durch Knorpel- oder Bindegewebe direkt miteinander verbunden. Es fehlen also Gelenkspalt, Gelenkflüssigkeit und Gelenkkapsel.
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Knorpelschäden und ihre Behandlung
Erkrankungen und Schäden am Knorpel sind häufig. Hierzu zählen alle Arten von Arthrose und Osteochondrose. Knorpelgewebe kann auch als freier Gelenkkörper (Loose Body) eine Blockade im Gelenk verursachen.
Ursachen von Knorpelschäden
- Sportunfälle: Absprengungen von Knorpel- oder Knochenanteilen unterschiedlichen Ausmaßes entstehen meist im Rahmen von Sportunfällen durch abrupte Stöße oder bei plötzlichen Drehbewegungen mit Krafteinwirkung.
- Erkrankungen: Einige spezielle Erkrankungen (Osteochondrosis dissecans, auch bekannt unter dem Begriff „Gelenkmaus“) mit Minderdurchblutung von Knochenarealen können zum Knorpelverlust am Kniegelenk oder zu einer Abscherverletzung des Knorpels führen.
- Fehlstellungen: Fehlstellungen der Beinachsen führen durch Druckspitzen innerhalb des Kniegelenks zu einer beschleunigten Knorpeldestruktion.
- Arthrose: Verlust des Knorpels durch Abnutzung, Entzündungen oder Beschädigung durch Traumata (Unfälle) führt zu Gelenkverschleiß (Arthrose).
Symptome von Knorpelschäden
- Ruhe- und Belastungsschmerzen
- Eingeschränkte Beweglichkeit des Gelenks
- Plötzliche Gelenkblockaden
- Synovialitis (Entzündung der Gelenkschleimhaut)
Diagnose von Knorpelschäden
- Anamnese und klinische Untersuchung: In der Sprechstunde wird nach Durchführung einer ausführlichen Anamnese und klinischen Untersuchung zur Diagnosesicherung und Beurteilung des Ausmaßes des Knorpelschadens sowie der Beteiligung des Knochens eine MRT-Untersuchung des Kniegelenks durchgeführt.
- MRT-Untersuchung: Hier können auch Begleiterkrankungen wie Meniskus- oder Kreuzbandverletzungen ausgeschlossen werden.
- Röntgenaufnahme: Bei fortgeschrittenen Knorpelschäden ist eine Röntgenaufnahme, ggf. auch im Stand, hilfreich.
Behandlung von Knorpelschäden
Die Therapie von Knorpelschäden erfolgt ursachen- und stadienangepasst und umfasst:
- Konservative Therapien: Physiotherapie, medikamentöse Behandlung, Injektionen etc. können vorübergehend zu einer Linderung führen, helfen jedoch nicht die Ursache zu verändern.
- Operative Therapien:
- Knorpeltransplantationen (ACT)
- Arthroskopie mit Debridement
- Chirurgische Knochenumstellungen (Osteotomien)
- Wirbelkörperversteifung
- Endoprothesen
- Mikro- bzw. Nanofrakturierung mittels sog. „Pridie-Bohrungen“
- AMIC (Autologous Matrix-Induced Chondrogenesis)
- Mosaikplastik
- Knorpelzelltransplantation
- Matrixassoziierte ACT (MACT)
Knorpelregeneration
Der Gelenkknorpel bei Erwachsenen ist nicht in der Lage sich selbstständig zu regenerieren. Für die Ernährung der Knorpelschicht wiederum ist die Bewegung des Gelenkes, nämlich das Wechselspiel von Belastung und Entlastung unerlässlich.
Bedeutung der Bewegung
Da der Knorpel weder über Blutgefäße noch Nerven verfügt, erfolgt seine Ernährung ausschließlich über die Gelenkflüssigkeit. Deshalb ist es wichtig, ein Gelenk zur Sicherung der Knorpelernährung in Bewegung zu halten, da nur hierdurch der Austausch der Gelenkflüssigkeit erfolgt und diese in den Knorpel eingewalkt wird.
Konservative Maßnahmen zur Unterstützung der Knorpelregeneration
- Bewegung: Gelenkschonende Aktivitäten wie Schwimmen, Wassergymnastik und Radfahren sind ideal.
- Ernährung: Achten Sie besonders auf eine ausreichende Zufuhr von Omega-3-Fettsäuren (zum Beispiel in fettem Fisch wie Lachs), Antioxidantien (in buntem Obst und Gemüse) und Vitamin C.
- Gewichtskontrolle: Schon eine Gewichtsreduktion von nur fünf Kilogramm kann das Risiko für die Entwicklung einer Kniearthrose halbieren.
Kniegelenk: Ein komplexes Beispiel
Das Kniegelenk (Articulatio genus) ist eines der größten und kräftigsten Gelenke des menschlichen Körpers. Dank seines ausgefeilten Aufbaus als Drehscharniergelenk ist das Knie in der Lage, jeden Tag allen großen und kleinen Belastungen Stand zu halten.
Anatomie des Kniegelenks
Am Kniegelenk sind im Wesentlichen drei Knochen beteiligt:
- Der Oberschenkelknochen (Femur)
- Das Schienbein (Tibia)
- Die Kniescheibe (Patella)
Die Menisken (Außen- und Innenmeniskus) bestehen aus Faserknorpel und bilden das Verbindungsstück zwischen Oberschenkelknochen und Schienbein. Sie sorgen außerdem für eine bessere Kraftverteilung im Knie.
Bänder des Kniegelenks
Das Kniegelenk ist durch einen ausgeprägten Bandapparat gesichert:
- Seitenbänder: Die Seitenbänder stabilisieren das Knie hauptsächlich gegen Biegebelastungen in der Frontalebene.
- Kreuzbänder: Im Inneren des Kniegelenks befinden sich das vordere und das hintere Kreuzband. Diese beiden Bänder stabilisieren das Knie gegen verschiedene Bewegungen des Schienbeins in der Sagittalebene.
Schleimbeutel des Kniegelenks
Auch im Knie gibt es Schleimbeutel, die das Gelenk bei der Kniebewegung vor Reibung und Druck schützen.
Kniescheibe
Die Kniescheibe - auch Patella - ist das größte Sesambein des Menschen: Sie ist in die Sehnenstruktur eingewachsen, die vom Oberschenkelmuskel zum Schienbein zieht.
Knorpelschäden im Kniegelenk
Knorpelschäden im Kniegelenk können durch Sportunfälle, Erkrankungen, Fehlstellungen oder Arthrose entstehen. Die Behandlung richtet sich nach der Ursache und dem Ausmaß des Schadens.