Orthopädie und Unfallmedizin

Hintergrundwissen orthopädische Erkrankungen und Verletzungen

Aufbau und Funktion der Hand

Die menschliche Hand ist ein kompliziertes Gebilde: Acht Handwurzelknochen, fünf Mittelhandknochen und 14 Fingerknochen sind durch Gelenke mit ihren Kapseln und Bändern flexibel verbunden. Die acht Handwurzelknochen (Ossa carpalia) sind in zwei Reihen angeordnet. Die distale Reihe aus großem und kleinem Vieleckbein (Os trapezium und Os trapezoideum), Kopfbein (Os capitatum) und Hakenbein (Os hamatum) steht mit den Mittelhandknochen in Verbindung. Das große Vieleckbein bildet gemeinsam mit dem Daumengrundglied das Daumensattelgelenk, welches das Gegenüberstellen des Daumens ermöglicht (Oppositionsstellung). Die proximale Reihe umfasst das Kahnbein (Os scaphoideum), das Mondbein (Os lunatum), das Dreiecksbein (Os triquetrum) und das Erbsenbein (Os pisiforme). Kahnbein und Mondbein bilden gemeinsam mit der Speiche das Handgelenk. Die Handwurzelknochen sind miteinander in den Karpalgelenken durch Bänder fest verbunden und gegeneinander kaum beweglich. Bei einem Sturz auf die Hand können die Handwurzelknochen gegeneinander verschoben werden, indem die festen Bindegewebszüge reißen. Außerdem sind Knochenbrüche der Handwurzelknochen möglich, meistens des Kahnbeins bei Sturz auf die ausgestreckte Hand. In der Folge ist die Hand sehr schmerzhaft und nahezu unbeweglich, da die Handwurzelknochen maßgeblich zur Beweglichkeit der Hand beitragen. Der Arzt stellt die normale Lage der Knochen zueinander wieder her - notfalls im Rahmen einer Operation - und stellt die Hand für mehrere Wochen in einem Gips ruhig. Die Muskeln, die die Hand bewegen, liegen zum Großteil am Unterarm. Die zugehörigen Strecksehnen verlaufen über Handgelenk und Handrücken bis zu den Fingerendgliedern; die Beugesehnen verlaufen dagegen über Handgelenk und Handfläche (Hohlhand) zu den Fingern, wobei jeweils eine oberflächliche Beugesehne bis zum Mittelglied und eine tiefe Beugesehne bis zum Endglied reicht. Die Sehnen sind teilweise von schützenden Sehnenscheiden umgeben. Zu den langen Unterarmmuskeln kommen noch kurze Handmuskeln zwischen den Mittelhandknochen und im Daumen- und Kleinfingerballen.

Zwei Hauptschlagadern (Arteria radialis und Arteria ulnaris) mit ihren Begleitvenen und drei Hauptnerven Speichennerv, Mittelnerv und Ellennerv verzweigen sich in der Hand, sodass jeder Finger von vier Gefäßnervenbündeln versorgt wird.

Die Feingliedrigkeit der Hand ist Voraussetzung für ihre große Bewegungsvielfalt und Präzision. Damit verbunden ist aber auch eine große Verletzlichkeit: Sehnen, Nerven und Blutgefäße sowie die relativ dünnen Knochen liegen, von nur wenig schützendem Muskel- und Fettgewebe bedeckt, direkt unter der Haut. Außerdem befinden sich unsere Hände ständig in gefährlicher Nähe zu Messern und Maschinen und werden täglich sehr stark beansprucht. Handverletzungen und verschleißbedingte Beschwerden im Bereich der Hände sind daher sehr häufig.

Aufbau und Funktion von Ellenbogen und Unterarm

Das Ellenbogengelenk wird von drei Armknochen gebildet: Hier treffen sich der Oberarmknochen und die beiden Unterarmknochen, Elle (Ulna) und Speiche (Radius). Zwischen Ober- und Unterarmknochen findet bei Beugung und Streckung des Ellenbogens eine scharnierartige Bewegung statt. Zusätzlich dreht sich bei der Umwendbewegung der Hand das Speichenköpfchen im Ellenbogengelenk um seine Längsachse, und die Speiche klappt samt Handgelenk und Hand um die Elle herum. Zeigt die Handfläche nach vorn/oben, stehen beide Unterarmknochen parallel, zeigt die Handfläche nach hinten/unten, überkreuzen sie sich. Bei der Drehbewegung wird das Speichenköpfchen vom Ringband (Ligamentum anulare) gehalten, das einen Teil der Gelenkkapsel darstellt. Es besitzt eine überknorpelte Innenfläche und ermöglicht damit eine reibungslose Drehung des Speichenköpfchens.

Der Muskelmantel des Unterarms wird von den Streck- und Beugemuskeln für das Handgelenk und die Finger gebildet. Erkrankungen und Verletzungen von Ellenbogen und Unterarm haben deshalb oft Auswirkungen auf die Beweglichkeit der Hand. Die Steuerung der Muskulatur erfolgt über die drei Hauptnerven des Arms, den Speichennerv (Radialisnerv, Nervus radialis), der dem Oberarmknochen im Schaftbereich eng anliegt, den Mittelnerv (Medianusnerv, Nervus medianus) und den Ellennerv (Ulnarisnerv, Nervus ulnaris), der an der Streckseite des Ellenbogens in einer Rinne des Oberarmknochens verläuft.

Sie passieren auf ihrem Weg vom Oberarm zu Hand und Fingern mehrere anatomische Engstellen. Geraten sie an diesen Engstellen infolge von entzündlichen Schwellungen unter Druck, sind Funktionsstörungen mit Schmerzen, Gefühlsstörungen und manchmal sogar Lähmungserscheinungen die Folge. Sie werden von Ärzten als Nervenkompressions- oder Nervenengpasssyndrome bezeichnet.

Aufbau und Funktion von Hüfte und Oberschenkel

Der Oberschenkel beherbergt sowohl den größten Knochen des Menschen, den Oberschenkelknochen (Femur), als auch den größten Muskel, den Quadrizepzsmuskel (vierköpfiger Oberschenkelmuskel, Kniestrecker). An seinem oberen Ende trägt der Oberschenkelknochen die tischtennisballgroße Kugel des Hüftkopfs (Oberschenkelkopf, Caput femoris), die sich in der Pfanne des Beckenknochens frei bewegt. Als Kugelgelenk bietet die Hüfte eine große Mobilität; das Bein lässt sich beugen, strecken, abspreizen, anziehen und drehen. Gegen ein Auskugeln ist das Hüftgelenk durch einen Mantel aus kräftigen Bändern gesichert, den stärksten des gesamten Körpers.

An die Kugel schließt sich der 10–15 cm lange, schräg gestellte Schenkelhals an. Durch seine Stellung wird er nicht nur durch Druck von oben, sondern auch stark auf Biegung beansprucht. Das Knochenmaterial ist jedoch, ähnlich wie Beton, gegen Biegebelastung wenig widerstandsfähig. Hinzu kommt in höherem Alter der Abbau der Knochenmasse (Osteoporose). Die Osteoporose ist der Grund dafür, dass Brüche des Schenkelhalses und des körpernahen Oberschenkels im Alter so häufig sind. Am großen Rollhügel (Trochanter major), einem Knochenvorsprung, der an der Außenseite der Hüfte gut zu fühlen ist, mündet der Schenkelhals in den langen geraden Anteil des Oberschenkelknochens, den Schaft. Dieser verläuft leicht schräg im Oberschenkel, sodass sich insgesamt eine senkrechte Linie und damit eine axiale Belastung vom Zentrum des Hüftgelenks zum Zentrum des Kniegelenks ergibt. Dieses bildet den unteren Abschluss des Oberschenkels.

Zahlreiche Muskelgruppen sind an der Bewegung des Oberschenkels beteiligt, insbesondere Teile der Gesäßmuskulatur, der Quadrizepsmuskel an der Vorderseite, der Beinbizeps an der Rückseite und die (für das Anziehen des Oberschenkels zuständigen) Adduktoren an der Schenkelinnenseite, eine Muskelgruppe, die das Bein an den Körper heranzieht. Sie entspringen großteils am Becken, teilweise auch an der Wirbelsäule.

Aufbau und Funktion von Knie und Unterschenkel

Knie

Das Kniegelenk ist hauptsächlich ein Beuge- und Streckgelenk, nur in geringem Umfang sind Drehungen möglich - man spricht von einem [Dreh-]Scharniergelenk. Die knöchernen Anteile des Gelenks bilden das Schienbein (Tibia) und der Oberschenkelknochen (Femur) mit seinen zwei walzenförmigen Erhebungen (Gelenkrollen), den Kondylen. Diese führen eine kombinierte Roll- und Gleitbewegung auf der fast ebenen Gelenkfläche des Schienbeinkopfs, dem Tibiaplateau (Schienbeinplateau) aus. An den beiden Außenseiten des Tibiaplateaus befinden sich zwei halbmondförmige knorpelige Gebilde, die Menisken. Sie verbessern den Kontakt zwischen den abgerundeten Kondylen und dem flachen Plateau und sorgen gleichzeitig durch ihre Elastizität für eine effektive Dämpfung von harten Stößen. Zusammengehalten wird das Gelenk durch einen komplexen Kapsel-Band-Apparat. Besonders wichtig für die Stabilisierung sind zwei direkt im Gelenk verlaufende Bänder, die Kreuzbänder. Von einer Erhebung in der Mitte des Tibiaplateaus ausgehend verlaufen sie, einander überkreuzend, in der Rinne zwischen den beiden Kondylen. Die Kreuzbänder sorgen für den steten engen Kontakt des Oberschenkelknochens mit dem Schienbein und verhindern ein Abgleiten der Kondylen nach vorne oder hinten. An beiden Seiten wird das Knie durch das innere und äußere Seitenband stabilisiert. Diese Verstärkungszüge der Gelenkkapsel schützen gegen ein seitliches Wegknicken des Gelenks. Daneben überqueren auch sehr viele Muskeln mit ihren Sehnen das Kniegelenk und stabilisieren es zusätzlich. Die stärkste Sehne ist die des vierköpfigen Oberschenkelmuskels (Quadrizepsmuskel), die an der Vorderseite des Knies zum Schienbeinkopf zieht und in die – als größtes Sesambein ( unten) des Körpers – knöcherne Kniescheibe (Patella) eingearbeitet ist. Der Sehnenanteil oberhalb der Kniescheibe heißt Quadrizepssehne, der unterhalb Patellarsehne (Ligamentum patellae).

Als Sesambein (Os sesamoideum) wird ein kleiner Knochen bezeichnet, der in eine Sehne eingewachsen ist und für zusätzlichen Abstand zum Knochen sorgt. Dadurch werden Druckbelastungen minimiert, denen Sehnen in ihrem Verlauf über Gelenke ausgesetzt sind.

Unterschenkel

Im Gegensatz zum Oberschenkel besteht der Unterschenkel aus zwei Knochen: dem Schienbein und dem Wadenbein (Fibula). Während das an der Vorderseite des Unterschenkels gut tastbare Schienbein 5 cm im Durchmesser misst und daher die Hauptlast des Körpergewichts trägt, ist das Wadenbein mit 1 cm Durchmesser relativ dünn und nicht direkt am Kniegelenk beteiligt. Zwischen beiden Knochen befindet sich eine feste Faserschicht, die Membrana interossea. Schien- und Wadenbein bilden gemeinsam den oberen Teil des Sprunggelenks.

Die Streckung des Kniegelenks wird von der Oberschenkelmuskulatur, die Beugung von Ober- und Unterschenkelmuskeln bewerkstelligt. Die Muskulatur des Unterschenkels ist außerdem für die Beugung und Streckung im Sprunggelenk zuständig, teilweise auch für die Hebung und Senkung der Zehen. Der größte Muskel des Unterschenkels ist der Musculus gastrocnemius an der Rückseite der Wade, allgemein als Wadenmuskel bekannt.

Aufbau und Funktion von Knochen und Gelenken

Knochen

Das menschliche Skelett besteht aus 208 bis 214 Knochen. Die Anzahl variiert zwischen einzelnen Individuen, da insbesondere Hand, Fuß und Wirbelsäule unterschiedlich viele Knochen enthalten können. Das Stützgerüst der Gliedmaßen bilden die langen Röhrenknochen, zu denen z. B. Oberarmknochen, Elle und Speiche, Oberschenkelknochen, Schienbein und Wadenbein zählen. Sie bestehen jeweils aus den beiden Knochenenden (Epiphysen) und dem dazwischen liegenden Knochenschaft (Diaphyse). Neben den Röhrenknochen sind am Skelettaufbau verschiedene andere Knochenarten beteiligt: die platten Knochen, die z. B. Schädel, Becken und Rippen bilden, die kurzen Knochen, die sich v. a. in der Handwurzel befinden, sowie unregelmäßige Knochen, z. B. Wirbel oder Unterkiefer. Als Sesambeine werden kleine rundliche Knochen bezeichnet, deren Anzahl und Größe individuell verschieden ausgeprägt ist; ihr größter und bekanntester Vertreter ist die Kniescheibe.

Knochenaufbau. Knochenanteile, die innerhalb eines Gelenks liegen, sind von einer Knorpelschicht bedeckt, die auftretende Reibungskräfte reduziert. Außerhalb von Gelenken überzieht eine gut durchblutete Knochenhaut (Periost) die Oberfläche. Sie schützt und ernährt die äußere Knochenschicht und dient dem Ansatz von Bändern und Sehnen. Ihre extreme Schmerzempfindlichkeit ist jedem vertraut, der sich schon einmal das Schienbein angestoßen hat.

Unterhalb der Knochenhaut liegt eine unterschiedlich dicke Schicht aus dichtem Knochengewebe. Im Bereich des Knochenschafts heißt diese Schicht Kompakta, an den Knochenenden Kortikalis. Letztere wird im Knocheninneren abgelöst von der Spongiosa, einem schwammartig aufgebauten Gerüstwerk aus feinen Knochenbälkchen. Diese Konstruktion sorgt für eine große Stabilität des Knochens bei relativ geringem Gewicht. In den Zwischenräumen der Knochenbälkchen befindet sich bei Erwachsenen v. a. Fettgewebe, in den platten Knochen auch rotes, blutbildendes Knochenmark. Die Knochensubstanz besteht aus verschiedenartigen Knochenzellen (Osteozyten), die in eine Knochenmatrix aus kalziumhaltigem Hydroxylapatit, Eiweißstoffen (z. B. Kollagen), Wasser und anderen Substanzen eingebettet sind.

Knochenbildung. Der Vorgang der Knochenbildung, Osteogenese oder Ossifikation genannt, verläuft beim kindlichen Knochenwachstum und bei der Verknöcherung von Knochenbrüchen im Wesentlichen gleich. Zwei Formen werden unterschieden: Bei der direkten Ossifikation produzieren Osteoblasten, knochenbildende Zellen, die Knochenmatrix direkt an Ort und Stelle. Dagegen entsteht bei der chondralen Ossifikation zunächst Knorpelgewebe, das schrittweise durch Knochengewebe ersetzt wird. Während des kindlichen Knochenwachstums bilden sich im Mutterleib in den noch knorpelig angelegten Knochen Knochenkerne. Diese verknöcherten Bereiche werden größer und verschmelzen schließlich, sodass nur noch schmale Knorpelzonen zwischen Knochenende und Knochenschaft verbleiben, die als Wachstumsfugen oder Epiphysenfugen bezeichnet werden. Von ihnen geht so lange das weitere Längenwachstum des Knochens aus, bis sie gegen Ende des zweiten Lebensjahrzehnts schließlich verknöchern und damit die pubertäre Wachstumsphase abschließen.

Auch nach dieser Wachstumsphase ist der Knochen nicht fertig, sondern baut sich ständig auf, ab und um. An diesem Prozess sind verschiedene Hormone in komplizierten Regelkreisen beteiligt, insbesondere die Sexualhormone Östrogen und Testosteron, das knochenaufbauende Kalzitonin aus der Schilddrüse und das knochenabbauende Parathormon aus der Nebenschilddrüse. Zur Verarbeitung von Kalzium, einem wichtigen Bestandteil der Knochenmatrix, ist außerdem Vitamin D erforderlich. Bis zum 35. Lebensjahr überwiegen die Aufbauprozesse und die Knochenmasse nimmt ständig zu. Danach vermindert sich die Knochenmasse normalerweise jährlich um etwa 1,5 %.

Gelenke

Wenn sich Knochen zu einem Gelenk zusammenfügen, bestimmt v. a. die Form der beteiligten Knochenoberflächen, welche Bewegungen in diesem Bereich möglich sind. Bei den Kugelgelenken in Hüfte und Schulter liegt ein kugelförmiger Gelenkkopf in einer Gelenkpfanne und erlaubt dort Bewegungen in sämtliche Richtungen. Ein Scharniergelenk, wie es sich im oberen Sprunggelenk befindet, lässt dagegen lediglich Bewegungen um eine Achse zu, da seine Gelenkflächen als Walze und Rinne gestaltet sind. Bei Sattelgelenken wie dem Daumensattelgelenk greifen zwei Y-förmige Gelenkflächen ineinander und ermöglichen dort Bewegungen um zwei senkrecht zueinander stehende Richtungen. Als weitere Formvarianten gibt es Eigelenke (zwischen Schädel und oberstem Wirbel), ebene Gelenke (z. B. zwischen Wirbelfortsätzen) und Zapfengelenke, die reine Drehbewegungen erlauben, z. B. zwischen den beiden oberen Halswirbeln oder zwischen Elle und Speiche.

Jedes Gelenk ist von einer straffen Gelenkkapsel umschlossen, die es führt und vor Verrenkungen schützt. Die als Gelenkschleimhaut (Synovialis) ausgebildete, innere Schicht der Kapsel sondert in die Gelenkhöhle eine zähe Flüssigkeit ab, die Gelenkschmiere oder Synovia. Diese erfüllt zwei wichtige Aufgaben: Sie ernährt den gefäßlosen Gelenkknorpel, der die Gelenkflächen überzieht, und erhöht gleichzeitig dessen Gleitfähigkeit.

Aufbau und Funktion von Schulter und Oberarm

Der menschliche Arm ist über den Schultergürtel, der aus Schlüsselbein (Clavicula) und Schulterblatt (Scapula) besteht, am Brustkorb aufgehängt. Vorne ist der Schultergürtel über ein Gelenk zwischen Schlüsselbein und Brustbein (Sternum), dem Sternoclaviculargelenk, mit dem Brustkorb verbunden. Hinten befestigen starke Muskeln das Schulterblatt am Rumpf. Das Gelenk zwischen einem äußeren Fortsatz des Schulterblatts, der die Schulterhöhe (Schulterecke, Acromion) bildet, und dem Schlüsselbein heißt Schultereckgelenk oder Acromioclaviculargelenk (ACG).

Das Schultergelenk ist ein typisches Kugelgelenk; es befindet sich zwischen Oberarmkopf und Schultergelenkpfanne (Glenoid). Letztere ist sehr flach, wird aber durch einen Faserknorpelring, die Schultergelenklippe, vergrößert und vertieft. Zusätzlich halten die Gelenkkapsel und mehrere Bänder den Oberarmkopf in der Gelenkpfanne, unterstützt durch einen kräftigen Mantel aus Muskeln und Sehnen. Er trägt den Namen Rotatorenmanschette, weil die beteiligten Muskeln es ermöglichen, dass der Arm im Schultergelenk rotieren kann. Dieser Weichteilmantel spielt eine wichtige Rolle für die Beweglichkeit und Stabilität von Schulter und Oberarm. Aus diesem Grund gehören zur Diagnostik von Erkrankungen und Verletzungen in diesem Bereich neben Röntgen meist auch Ultraschall oder Kernspin, weil sich nur mit diesen Verfahren auch die Weichteile darstellen lassen.

Aufbau und Funktion von Sprunggelenk und Fuß

Das Sprunggelenk verbindet Unterschenkel und Fuß in einer komplizierten zweiteiligen Gelenkkonstruktion, an der fünf verschiedene Knochen beteiligt sind. Anatomisch wie funktionell gliedert es sich in

• Oberes Sprunggelenk, gebildet von Schienbein (dessen unteres Ende den Innenknöchel bildet), Wadenbeinspitze (Außenknöchel) und Sprungbein (Talus)
• Unteres Sprunggelenk, das sich zwischen Sprungbein, Fersenbein (Kalkaneus, Calcaneus) und Kahnbein (Naviculare) befindet.

Die beiden Unterschenkelknochen sind am oberen Sprunggelenk durch zwei feste Bindegewebestränge (Syndesmosen) verbunden und bilden zusammen die Knöchelgabel, die das darunterliegende Sprungbein u-förmig umfasst. Ein straffer Kapsel-Band-Apparat führt und stabilisiert das stark beanspruchte Gelenk, insbesondere durch drei kräftige Bänder am Außenknöchel (Außenbänder) und ein deltaförmiges Innenband. Der zangenartige Aufbau macht das obere Sprunggelenk zu einem Scharniergelenk, mit dem überwiegend Beuge- und Streckbewegungen möglich sind. Umwendbewegungen des Fußes finden dagegen im unteren Sprunggelenk statt; sie erlauben in geringem Umfang das Heben der inneren (Supination) und äußeren Fußkante (Pronation). Jeder kann an sich selbst beobachten, wie die Abrollbewegung des Fußes beim Gehen nicht nur zum Heben und Senken der Fußspitze führt, sondern zugleich zur Verkantung des ganzen Fußes.

Der Fuß ist anatomisch ähnlich aufgebaut wie die Hand; er gliedert sich in drei Abschnitte: Fußwurzel, Mittelfuß und Vorfuß. Unter funktionellen Gesichtspunkten bezeichnen die Ärzte die Fußwurzel auch als Rückfuß, Mittel- und Vorfuß gemeinsam als Vorfuß. Zu den Fußwurzelknochen gehören neben den Knochenpartnern des unteren Sprunggelenks, dem Sprung-, Fersen- und Kahnbein, noch das Würfelbein und die drei kleineren Keilbeine. Über straffe Gelenke ist die Fußwurzel mit der Basis der fünf Mittelfußknochen verbunden. Diese werden von innen (medial) nach außen (lateral) mit den Zahlen I bis V durchnummeriert. Sie lassen sich geringfügig gegeneinander bewegen und ermöglichen dadurch eine Anpassung an unebene Untergründe. Mit ihrem körperfernen Köpfchen grenzen die Mittelfußknochen an die Grundglieder der – analog nummerierten – Zehen. Die große Zehe besitzt nur zwei Glieder; alle anderen sind dreigliedrig.

Für die Bewegungen des Fußes sind zwei Gruppen von Muskeln zuständig: Die kurzen Fußmuskeln, die ihren Ursprung und Ansatz direkt am Fußskelett haben, und die langen Fußmuskeln, die sich in der Wade befinden und deren Sehnen im Fuß enden. Unterstützt durch straffe Bänder stabilisieren sie das Fußskelett und verspannen es zu einem Längs- und Quergewölbe. Das Längsgewölbe zeigt am Innenrand die stärkste Ausprägung; das Quergewölbe umfasst v. a. den Mittelfuß und die angrenzenden Keilbeine. Bei einem normal geformten Fuß wird dadurch der größte Teil des Körpergewichts über die Ferse auf den Boden geleitet, kleinere Teile auch über den Großzehenballen und den Kleinzehenballen im Vorfuß.

Aufbau und Funktion von Wirbelsäule, Brustkorb und Bauch

Die Wirbelsäule (Rückgrat) ist die Achse unseres Körpers. Sie stützt ihn und sorgt gleichzeitig für seine Beweglichkeit. Diese „Quadratur des Kreises“ gelingt mit Hilfe dreier Prinzipien:

Segmentaler Aufbau. Die Wirbelsäule ist keine starre Säule, sondern eine Kette aus einzelnen, knöchernen Segmenten (Wirbeln). Diese Wirbel werden über dazwischen liegende Polster (Bandscheiben) abgefedert und sind zudem über jeweils zwei seitliche Gelenke (Zwischenwirbelgelenke) miteinander verbunden. Die knöcherne Wirbelkette ist zusammengesetzt aus sieben Halswirbeln, zwölf Brustwirbeln, fünf Lendenwirbeln sowie Kreuzbein und Steißbein, die beide aus jeweils fünf zusammengewachsenen, „falschen“ Wirbeln bestehen. Die Lendenwirbel sind wesentlich größer als die Halswirbel, weil sie mehr Gewicht zu tragen haben.

Die einzelnen Abschnitte der Wirbelsäule, in der rechten Abbildung durch verschiedene Farben gekennzeichnet, haben für die Beweglichkeit des Rumpfs unterschiedliche Bedeutung. Der flexibelste Teil ist die Halswirbelsäule. Die beiden obersten Wirbel bilden ein Zapfengelenk, das ausgeprägte Drehbewegungen erlaubt, während der untere Abschnitt der Halswirbelsäule für Beugung, Streckung und Seitneigung zuständig ist. Die Brustwirbelsäule ist starrer, besitzt jedoch Gelenkverbindungen zu den Rippen und trägt damit entscheidend zur Beweglichkeit des Brustkorbs bei. In der Lendenwirbelsäule ist Strecken und insbesondere Beugen möglich, in geringerem Maß auch Seitneigung und Drehen.

Krümmung. Die Brustwirbelsäule ist nach hinten gerundet (Kyphose); die Halswirbelsäule und die Lendenwirbelsäule sind dagegen nach vorne gebogen (Lordose). Dieser Aufbau ermöglicht dem Menschen einen elastischen Gang. Er federt Stöße beim Gehen, Laufen und Springen ab und verhindert eine direkte Übertragung der Impulse von den Beinen auf den Kopf und auf das empfindliche Gehirn. An den Scheitelpunkten der Krümmungen ist die Wirbelsäule besonders gut beweglich – und damit besonders anfällig für Störungen.

Muskuläre Stabilisierung. Die einzelnen Wirbel sind über verschiedene Bänder und kurze Muskeln miteinander verbunden. Längere Muskeln verspannen zudem die einzelnen „Etagen“ der Wirbelsäule. Auch andere Teile des Skeletts, z. B. die Schultern und das Becken, sind einbezogen in dieses Verspannungssystem, das wesentlich zur Stabilität der Wirbelsäule beiträgt.

Eine Sonderstellung nehmen Kreuzbein und Steißbein ein. Das Kreuzbein verbindet in den Kreuzbein-Darmbein-Gelenken die Wirbelsäule mit dem Becken und trägt einen großen Teil des Körpergewichts. Das Steißbein ist der beim Menschen verkümmerte und weitgehend funktionslose Schwanzfortsatz der Wirbelsäule.

Der Aufbau der Wirbel ist immer gleich: Als Lastträger fungiert ein zylinderförmiger Wirbelkörper, der allseitig, insbesondere an seiner Deck- und Grundplatte, von einer harten Knochenschicht umgeben ist, im Inneren dagegen aus weichem, schwammartigen Knochengewebe (Spongiosa) besteht. An seiner Rückseite setzt der Wirbelbogen an, der das Rückenmark umschließt und schützt. Alle Wirbelbögen zusammen formen den Wirbelkanal. Zwischen zwei Wirbelbögen verlassen die Rückenmarknerven (Spinalnerven) über je zwei Zwischenwirbellöcher das Rückenmark und die Wirbelsäule. Jeder Wirbelbogen besitzt drei knöcherne Fortsätze, die dem Ansatz von Muskeln und Bändern dienen: Hinten entspringt der nach unten gerichtete, auch von außen tastbare Dornfortsatz, an beiden Seiten befindet sich jeweils ein Querfortsatz. Dazu kommen noch je vier Gelenkfortsätze, die benachbarte Wirbel durch Zwischenwirbelgelenke verbinden. Einen besonderen Aufbau besitzt der oberste Halswirbel, der den Namen Atlas trägt, in der griechischen Mythologie der Träger des Himmelsgewölbes. Er bildet einen knöchernen Ring, auf dem die Unterseite des Schädels aufliegt, und der in seiner in der Mitte liegenden Öffnung neben dem Rückenmark den großen, dornartigen Fortsatz des darunterliegenden, zweiten Halswirbels beherbergt. Beide Wirbel zusammen bilden ein Zapfengelenk.

Aufbau des Brustkorbs. Die Wirbelsäule ist der hintere Abschluss des Brustkorbs, der seinerseits aus insgesamt etwa 70 Einzelteilen besteht. Die zwölf Rippenpaare sind hinten über Rippenwirbelgelenke mit den Querfortsätzen der Brustwirbel verbunden. Vorne setzen die oberen zehn Rippen über knorpeliges Gewebe am Brustbein an, das wiederum über eine beidseitige Gelenkverbindung zum Schlüsselbein einen Anschluss zum Schultergürtel besitzt. Die beiden unteren Rippenpaare enden frei und haben keinerlei Verbindung zum Brustbein. Sie werden deshalb auch als falsche Rippen bezeichnet. Zahlreiche Muskeln und Bänder, die an den Rippen ansetzen, sorgen für Elastizität und Stabilität des Brustkorbs.

Der Brustkorb erfüllt zwei Funktionen: Durch seine Stabilität bietet er einen lebenswichtigen Schutz für Herz, Lunge und Oberbauchorgane, die sich in seinem Inneren befinden. Außerdem fungiert er als knöchernes Widerlager für das Zwerchfell, das an seinem unteren Rand ansetzt, und schafft damit eine wesentliche Voraussetzung für die Atmung. Auch die Rippen spielen eine wichtige Rolle bei der Atemtätigkeit, da sie mit ihren Auf- und Abwärtsbewegungen ebenfalls das periodische Ausdehnen und Zusammenziehen der Lunge ermöglichen.

Das P.E.C.H.-Schema – Soforthilfe am Unfallort

P steht für Pause – das Training wird sofort abgebrochen, der verletzte oder schmerzende Körperteil wird ruhig gestellt.

E steht für Eis – sofern keine offene Wunde besteht, wird die betroffene Stelle umgehend gekühlt. Geeignet sind kalte Umschläge (z. B. Kühlpackungen, ein in kaltem Wasser getränktes Tuch) oder eine mit Eisstücken gefüllte Plastiktüte. Eissprays sind weniger empfehlenswert, da sie manchmal zu lokalen Erfrierungen führen. Aus dem gleichen Grund ist es wichtig, die Kältepackung nicht direkt auf die Haut zu legen, sondern die Stelle erst mit einem Tuch abzudecken. Die Kälteanwendung zielt darauf ab, die lokale Blutzirkulation zu verringern, die Entzündungsreaktion zu mindern und der Bildung eines Blutergusses entgegenzuwirken. Außerdem lindert sie Schmerzen und reduziert Schwellungen. Die Kühlung wirkt am besten, wenn sie innerhalb der ersten 15 Minuten nach der Verletzung beginnt und mindestens 20 Minuten andauert.

C steht für Compression (Kompression): Um große Blutergüsse zu vermeiden, empfiehlt sich die Anlage eines elastischen Druckverbands (Kompressionsverband), möglichst mit leichter Spannung unter Einschluss des kalten Umschlags. Bei Verwendung eines prall gefüllten Kältebeutels ist es allerdings oft zweckmäßiger, den Druckverband darunter anzulegen. Der Kältebeutel wird dann mit einem weiteren Verband fixiert.

H steht für Hochlagerung – diese Maßnahme dient vor allem dazu, Schwellung und Einblutungen zu verringern.

Die medizinischen Fachgebiete Orthopädie und Traumatologie

Die Orthopädie ist das medizinische Gebiet, das die Erkrankungen des Stütz- und Bewegungsapparats behandelt, also die Krankheiten der Knochen, Gelenke, Bänder, Muskeln und Sehnen. Die Traumatologie oder Unfallchirurgie beschäftigt sich dagegen ganz allgemein mit Verletzungen und deren Folgen. Da diese sehr oft ebenfalls den Bewegungsapparat betreffen, gibt es viele Überschneidungen zwischen beiden Fachgebieten. Deswegen werden sie auf den folgenden Seiten auch gemeinsam behandelt.

Die Fachgebiete Orthopädie und Unfallchirurgie werden aber nicht nur im Rahmen dieses Buchs zusammengefasst. Auch künftige Fachärzte werden in Deutschland nicht mehr Orthopäde oder Unfallchirurg, sondern Facharzt für Orthopädie und Unfallchirurgie genannt.

Häufige Erkrankungs- und Verletzungsarten

Aseptische Knochennekrose: Dieser Begriff bezeichnet krankhafte Umbauvorgänge und Veränderungen am Knochen, die bei Kindern im Bereich der Wachstumsfugen auftreten. Sie betreffen v. a. Knochen, die starken mechanischen Belastungen ausgesetzt sind: Wirbelsäule (Morbus Scheuermann), Hüftkopf (Morbus Perthes), oberes Schienbein (Morbus Osgood-Schlatter) und Fuß (Morbus Köhler). Ursächlich spielen vermutlich lokale Durchblutungsstörungen eine wichtige Rolle.

Fehlstellung (Deformation): Abweichungen von der normalen Knochen- oder Gelenkachse kommen gelegentlich als angeborene Störungen vor, z. B. im Fußbereich als Klumpfuß oder im Hüftgelenk als Coxa vara oder valga. Eine X- oder O-Beinstellung im Kniegelenk ist im Kleinkindalter sehr verbreitet, meist vorübergehend und in aller Regel unbedenklich. Die meisten Fehlstellungen entstehen im späteren Alter, z. B. verursacht durch ungünstig verheilte Knochenbrüche, entzündliche Gelenkerkrankungen oder Osteoporose.

Knochenbruch (Fraktur)

Prellung (Kontusion) und Quetschung (Quetschwunde). Verletzung der Weichteile durch stumpfe Gewalteinwirkung, z. B. Stoß, Schlag oder Einklemmung, zeigt sich in den typischen Symptomen Schmerz und Schwellung. Letztere hat zwei Ursachen: Zum einen tritt vermehrt Gewebeflüssigkeit aus (Ödem), zum anderen führen Blutungen aus zerrissenen Gefäßen zu Blutergüssen (Hämatomen).

Schleimbeutelentzündung (Bursitis). Als Gleit- und Pufferschicht zwischen Haut und Knochen befinden sich die Schleimbeutel über zahlreichen Gelenken, z. B. der Kniescheibe und dem Ellenbogen. Zu einer Entzündung kommt es bei häufig wiederkehrenden oder lang anhaltenden, mechanischen Reizen, z. B. beim gewohnheitsmäßigen Aufstützen der Ellenbogen oder beim ständigen Knien im typischen „Risikoberuf“ Fliesenleger. Auch Verletzungen oder rheumatische Gelenkerkrankungen lösen gelegentlich eine Schleimbeutelentzündung aus.

Sehnenansatzentzündung (Insertionstendopathie, Ansatztendinose, Ansatztendinitis, Myotendinose). Wo Sehnen an Knochen ansetzen, haben sie besonders starke, mechanische Belastungen auszuhalten. Bei anhaltender Über- oder Fehlbeanspruchung kommt es an diesen Stellen oft zu entzündlichen Reaktionen, die sich durch Schmerzen bei Belastung der betroffenen Sehne bemerkbar machen. Bestehen solche Veränderungen über längere Zeit, bilden sich dort oft kalkhaltige Ablagerungen. Die Erkrankung betrifft bevorzugt Sehnenansätze an der Schulter (z. B. Kalkschulter, Supraspinatussehnensyndrom), am Ellenbogen (z.B. Tennisarm oder Golferarm), an der Hüfte (z. B. Trochantertendinose), am Knie (z. B. Springerknie) und am Fuß (z. B. oberer Fersensporn). Bei jüngeren Menschen entsteht eine Sehnenansatzentzündung meist als Folge von arbeits- oder sportbedingten Überlastungen, bei älteren Menschen typischerweise als Begleiterscheinung von Arthrosen. Seltener sind rheumatische Erkrankungen, wie z. B. Morbus Bechterew Ursache für eine Sehnenansatzentzündung.

Sehnenentzündung (Tendinose, Tendinitis) und Sehnenriss (Sehnenruptur). Ursache, Beschwerden und Behandlung der Sehnenentzündung gleichen im Wesentlichen denen der Sehnenansatzentzündung. Anfällig für verschleißbedingte Erkrankungen sind insbesondere die Achillessehne an der Ferse und die Bizepssehne am Oberarm. Die vorgeschädigten Sehnen neigen dazu, bei starken, abrupten Belastungen, etwa durch Sport, teilweise oder vollständig zu reißen, z.B. Achillessehnenriss, Bizepssehnenriss.

Sehnenscheidenentzündung (Tendovaginitis). Sehnenscheiden sind Bindegewebeschläuche, die mit Schmierflüssigkeit gefüllt sind und wie ein Tunnel die Sehnen umschließen. Eine Entzündung dieses Sehnengleitgewebes entwickelt sich meist durch Fehl- und Überbelastung (z. B. beim Tastaturschreiben oder bei Schlägersportarten), manchmal auch als Begleiterscheinung von Infektionskrankheiten oder rheumatischen Erkrankungen. Sie betrifft oft das Handgelenk.

Muskelverletzungen geschehen dann, wenn Muskeln abrupt oder übermäßig beansprucht oder gedehnt werden und/oder nicht aufgewärmt sind. Oft handelt es sich um Sportverletzungen. Die Übergänge zwischen einer Muskelzerrung mit Schädigung kleiner Muskelstrukturen und einem – oft schon äußerlich als Delle erkennbarem – Muskelfaserriss sind fließend. Die Maximalform stellt der komplette Muskelriss dar, die harmloseste Variante der Muskelkater, bei dem sich mikrofeine Risse in der Zellstruktur der Muskelzellen bilden. Gegen Muskelkater helfen Wärme, etwa in Form eines Wärmebads, oder durchblutungsanregende Salben. Durch die stärkere Durchblutung verbessert sich die Versorgung der beschädigten Muskelfasern mit Nährstoffen, was ihre Regeneration beschleunigen soll.

Verstauchung (Distorsion) und Bänderverletzung. Beim Überschreiten des normalen Bewegungsausmaßes werden Gelenkkapsel und -bänder überdehnt (Bänderzerrung). Als Folge schwillt das Gelenk sofort an und lässt sich nur noch eingeschränkt und unter Schmerzen bewegen. Bei starker Überdehnung des Gelenks treten Kapselrisse und Bänderrisse auf; bei einem noch stärkeren Aushebeln entsteht oft eine Verrenkung.

Verrenkung (Ausrenkung, Luxation). Bei dieser oft extrem schmerzhaften Gelenkverletzung werden die Gelenkflächen verschoben oder getrennt (Auskugeln), und zwar meist durch Heraushebeln, z. B. des Oberarmkopfs aus der Schultergelenkpfanne. Dabei entstehen fast immer Risse der jeweiligen Gelenkkapsel und der benachbarten Bänder. Treten bei der Ausrenkung zusätzlich Knochenbrüche auf, spricht der Arzt von einem Verrenkungsbruch (Luxationsfraktur). In jedem Fall ist eine schnellstmögliche Einrenkung erforderlich, um eine Quetschung oder Überdehnung der benachbarten Nerven und Blutgefäße mit dauerhaften Folgeschäden zu vermeiden.

Knochen- und Gelenkersatz für Hüfte und Knie

Verschlissene Gelenke oder gebrochene Knochen durch künstliche Gelenke oder Glieder zu ersetzen ist eine bestechende Idee. Dem stehen jedoch mehrere Probleme entgegen: Trotz intensiver Forschung auf diesem Gebiet ließ sich bisher kein Material finden, das dem Knochen in Festigkeit, Elastizität und Dauerhaftigkeit gleicht. Außerdem liegen die Knochen ja nicht völlig frei im Körper, sondern sind über komplizierte Strukturen mit dem umgebenden Gewebe verbunden: Muskeln, Bänder, Sehnen und nicht zuletzt die knorpeligen Gelenkanteile setzen am Skelett an. Verglichen mit dem eigenen Gelenk sind alle Gelenkprothesen deshalb bis heute weniger lang haltbar, sie verschleißen schneller und sind oft auch weniger gut beweglich.

Trotzdem wird seit etwa 1960 mit großem Erfolg das Hüftgelenk ersetzt, besonders bei Hüftgelenksarthrose oder Brüchen des Schenkelhalses. Hier ist es durch die Entwicklung spezieller Metalllegierungen gelungen, die Festigkeit und Elastizität des Knochens nachzuahmen. Die Beweglichkeit und Abriebfestigkeit eines gesunden Hüftgelenks erreicht ein künstliches jedoch nicht.

Auch die dauerhafte und feste Verankerung der Prothese im Schaft des Oberschenkelknochens ist trotz moderner Materialentwicklungen und Oberflächengestaltungen ein ungelöstes Problem. Hier ist die Entwicklung längst noch nicht abgeschlossen; moderne metallurgische und werkstofftechnische Forschungen lassen Fortschritte auf diesem Gebiet erwarten.

In den letzten Jahren hat auch der Ersatz des Kniegelenks große Fortschritte gemacht. Ähnlich wie bei der Hüfte ist auch hier die Indikation der fortgeschrittene Gelenkverschleiß (Arthrose). Aufgrund der nahezu ausschließlichen Belastung in der Achse (d. h. von oben) einer Knieprothese spielt hier die Verankerung im Schaft und eine dem Knochen ähnliche Elastizität des Prothesenmaterials nicht die Rolle wie bei der Hüftprothese. Entscheidend ist hier vielmehr die Form der Prothese, um die komplizierte Bewegung des Kniegelenks weitestgehend zu ermöglichen. Weitere Fortschritte bei der Herstellung komplizierter dreidimensionaler Werkstücke und abriebfester Materialien werden auch hier die Standzeiten der Implantate in Zukunft deutlich erhöhen.

Medikamente bei Sportverletzungen

Für Sportverletzungen sind Medikamente gefordert, die einerseits Schmerzen lindern und andererseits darauf abzielen, die Gewebereaktionen nach der Verletzung zu begrenzen.

• Paracetamol (z. B. Benuron®) und Acetylsalicylsäure (ASS, z. B. Aspirin®) helfen bei mäßigen Schmerzen.

• NSAR-Schmerzmittel (nichtsteroidale Antirheumatika ), wie z. B. Diclofenac, Ibuprofen kommen in Salbenform zur Anwendung (Diclofenac-ratiopharm® Gel), bei stärkeren Schmerzen zusätzlich oder ausschließlich als Tabletten (Diclofenac-ratiopharm®, Ibuprofen Stada®). Ungünstig ist die stark magenreizende Wirkung vieler NSAR-Schmerzmittel.
• Sportgele, z. B. mit Menthol und Salicylaten (z. B. Etrat® Sport Gel), kühlen und reduzieren gleichzeitig die Schwellung. Präparate mit Heparin (Heparin ratiopharm® Sport Gel) beschleunigen die Auflösung eines Blutergusses; sie werden aber erst einige Tage nach der Verletzung aufgetragen.
• Pflanzliche Präparate, z. B. mit Beinwellwurzelextrakt (z. B. Kytta® Salbe f), Arnika (z. B. Kneipp Arnika Salbe® S) oder Kampfer (z. B. Camphoderm® N) sind in Gel- und Salbenform erhältlich, aber auch als Tinktur für Einreibungen und Umschläge. Sie wirken schmerzlindernd, abschwellend und entzündungshemmend und kommen v. a. bei mäßig schmerzenden Verstauchungen (z. B. des Sprunggelenks) zum Einsatz. Viele Sportler schwören auf ein Präparat, das als Pferdesalbe verkauft wird und ebenfalls Pflanzenextrakte wie Arnika, Rosmarin, Kampfer und Menthol enthält.
• Auch Enzympräparate, z. B. mit dem Ananasenzym Bromelain, einzeln (Bromelain-Pos®) oder in Kombination mit anderen Enzymen (z. B. mit Pankreasenzymen in Wobenzym® N), sollen angeblich eine abschwellende und entzündungshemmende Wirkung besitzen.