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Anatomie

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fit27 3.3

Inhaltsverzeichnis Einführung ........................................................................................................................... 4 Kapitel 1 – Sportbiologische Grundlagen ............................................................................. 6

1.1 Grundlagen der Gewebelehre ................................................................................... 8 1.1.1 Die Zelle ............................................................................................................. 8

1.1.2 Allgemeine Gewebelehre ................................................................................... 9 1.2 Differenzierung, Merkmale und Funktionen der unterschiedlichen Gewebearten .... 11

1.2.1 Binde- und Stützgewebe .................................................................................. 11 1.2.2 Muskelgewebe ................................................................................................. 11 1.2.3 Nervengewebe ................................................................................................. 11

1.2.4 Epithelgewebe .................................................................................................. 12

1.3 Grundlagen des Energiestoffwechsels .................................................................... 12 1.4 Grundlagen des Elektrolytstoffwechsels .................................................................. 13

1.5 Entwicklungs- und altersspezifische Merkmale der unterschiedlichen Gewebearten ...................................................................................................................................... 13

1.5.1 Kindes- und Jugendalter ................................................................................... 13 1.5.2 Erwachsenenalter ............................................................................................. 14

1.5.3 Anpassung und Reaktion der unterschiedlichen Gewebearten bei Training .... 14 1.6 Folgen des Übertrainings auf Gewebearten ............................................................ 15

Aufgaben zur Selbstüberprüfung – Kapitel 1 ..................................................................... 16 Kapitel 2 – Passiver Bewegungsapparat ........................................................................... 17

2.1 Bestandteile und Differenzierung des Bewegungsapparates .................................. 20

2.2 Anatomie, Physiologie und Funktion des Bewegungsablaufes ................................ 20

2.2.1 Knochen ........................................................................................................... 20 2.2.2 Bänder .............................................................................................................. 27

2.2.3 Knorpelgewebe ................................................................................................ 29 2.3 Grundaufbau und Bestandteile eines Gelenks ........................................................ 31

2.3.1 Kopf .................................................................................................................. 33

2.3.2 Pfanne .............................................................................................................. 33 2.3.3 Kapsel .............................................................................................................. 33

2.3.4 Spalt ................................................................................................................. 33 2.3.5 Synovialmembran ............................................................................................. 33 2.3.6 Knorpel ............................................................................................................. 34

2.4 Gelenkformen .......................................................................................................... 34

2.4.1 Kugelgelenk ...................................................................................................... 34 2.4.2 Scharniergelenk ............................................................................................... 35 2.4.3 Eigelenk ............................................................................................................ 35

2.4.4 Zapfengelenk .................................................................................................... 36 2.4.5 Sattelgelenk ...................................................................................................... 36 2.4.5 Flaches Gelenk ................................................................................................ 37

2.5 Gelenkformen und deren Bewegungsachsen .......................................................... 37 2.5.1 Bewegungsmöglichkeiten ................................................................................. 37

2.5.2 Freiheitsgrade und Fixation .............................................................................. 37 2.6 Allgemeine und spezifische Kenntnisse der Gelenke .............................................. 39

2.6.1 Schultergelenk .................................................................................................. 39

2.6.2 Ellbogengelenk ................................................................................................. 40 2.6.3 Wirbelsäulengelenke ........................................................................................ 42

2.6.4 Hüftgelenk ........................................................................................................ 43 2.6.5 Kniegelenk ........................................................................................................ 44

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2.6.6 Fußgelenk ........................................................................................................ 46

2.7 Die Wirbelsäule ....................................................................................................... 48 2.7.1 Veränderungen der Wirbelsäule ....................................................................... 51 2.7.2 Beweglichkeit der Wirbelsäule .......................................................................... 53 2.7.3 Wirbel ............................................................................................................... 53 2.7.4 Die Bandscheiben (Zwischenwirbelscheiben) .................................................. 58

2.8 Anpassung und Reaktion des passiven Bewegungsapparat bei Training ............... 64 2.9 Anpassung und Reaktion des passiven Bewegungsapparat bei Immobilisation ..... 64

Aufgaben zur Selbstüberprüfung – Kapitel 2 ..................................................................... 65 Kapitel 3 – Aktiver Bewegungsapparat .............................................................................. 66

3.1 Anatomie, Physiologie und Funktion von Muskulatur und Hilfseinrichtungen .......... 69 3.1.1 Skelettmuskulatur ............................................................................................. 71

3.1.2 Sehnen ............................................................................................................. 72 3.1.3 Hilfseinrichtungen ............................................................................................. 74

3.2 Feinstruktur der Skelettmuskulatur .......................................................................... 74 3.2.1 Muskelfasertypen ............................................................................................. 77 3.2.2 Mechanismus der Muskelkontraktion ............................................................... 78

3.3 Arbeitsweise der Skelettmuskulatur ......................................................................... 81 3.3.1 Agonist-Antagonist ........................................................................................... 81 3.3.2 Synergist .......................................................................................................... 82 3.3.3 Muskelschlinge ................................................................................................. 83

3.3.4 Grundebenen des Körpers ............................................................................... 83 3.3.5 Bewegungsrichtungen ...................................................................................... 86

3.4 Hauptmuskelgruppen ............................................................................................... 88

3.4.1 Rückenmuskulatur ............................................................................................ 91

3.4.3 Bauchmuskulatur .............................................................................................. 98 3.4.4 Kniegelenkbeugemuskulatur .......................................................................... 101

3.4.5 Kniegelenkstreckmuskulatur ........................................................................... 103 3.4.6 Wadenmuskulatur........................................................................................... 105 3.4.7 Vordere Schienbeinmuskulatur ...................................................................... 107

3.4.8 Seitliche Unterschenkelmuskulatur ................................................................ 108 3.4.9 Hüftbeugemuskulatur ..................................................................................... 109 3.4.10 Hüftstreckmuskulatur .................................................................................... 111

3.4.11 Abduktoren des Oberschenkels ................................................................... 112 3.4.12 Adduktoren des Oberschenkels ................................................................... 114

3.4.13 Armbeugemuskulatur ................................................................................... 116

3.4.14 Armstreckmuskulatur .................................................................................... 117

3.4.15 Schultermuskulatur ....................................................................................... 118 3.5 Muskelkater ........................................................................................................... 122 3.6 Muskelhypertrophie ............................................................................................... 123

3.7 Muskelatrophie ...................................................................................................... 123 Aufgaben zur Selbstüberprüfung – Kapitel 3 ................................................................... 124 Kapitel 4 – Glossar .......................................................................................................... 125 Kapitel 5 – Quellenverzeichnis ......................................................................................... 130 Kapitel 6 – Abbildungsverzeichnis ................................................................................... 131 Kapitel 7 – Tabellenverzeichnis ....................................................................................... 133

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Lösungen der Aufgaben zur Selbstüberprüfung .............................................................. 134

Sie finden in diesem Lehrskript QR-Codes, die Sie direkt zu Lehrvi-deos der jeweiligen Thematik führen. In diesen wird das Thema auf-gegriffen und erläutert, so dass Sie optimal in Ihrem Lernprozess unterstützt werden. Sie benötigen zum Abrufen dieser Lehrvideos lediglich ein internetfähiges Smartphone mit QR-Code-Scanner. Alternativ finden Sie die Lehrvideos auch in unserem Online Cam-pus.

Alle Rechte vorbehalten. Nachdruck oder Reproduktion, Vervielfältigung jeder Art, auch auszugsweise, nur mit schriftlicher Genehmigung des Bildungsinstitutes.

In diesem Lehrskript wird auf die Aufzählung beider Geschlechter (z. B. Sportlerinnen und Sportler) oder die Verbindung beider Geschlechter in einem Wort (z. B. SportlerInnen) zugunsten einer möglichst einfa-chen Leseart des Textes verzichtet. Auf eine Schreibweise, in der nur die weiblichen Begriffe verwendet werden, wird ebenfalls Abstand genommen. Aus diesem Grunde weisen wir darauf hin, dass bei allgemei-nen Personenbezügen beide Geschlechter gemeint sind und Frauen nicht benachteiligt werden.

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Einführung Wozu ist die Anatomie für einen Trainer wichtig? Aus dem Griechi-schen übersetzt, bedeutet Anatomie so viel wie „ich zerschneide“ oder „ich zerlege“. Man versteht darunter die Lehre vom Bau des mensch-lichen Körpers. Es ist von großer Bedeutung, den Körper in seinen kleinsten Einheiten und Vorgängen zu kennen, damit man ihn als Gan-zes in seinen Funktionen und vor allem Reaktionen verstehen kann. Geht man von der kleinsten Einheit, der Zelle, zu der jeweils nächst-größeren Einheit (Gewebe, Organ) bis hin zum gesamten Organismus Mensch, der in seiner Gesamtheit funktioniert, so ist es möglich, die Funktionsweise des Menschen zu verstehen. Ein guter Trainer sollte nicht nur Trainingspläne schreiben können, sondern das, was er mit den Plänen durch Training und Ernährung modifizieren möchte, kennen. Er muss wissen, wie der Körper arbeitet und wie er auf einen Trainingsreiz, die Umstellung der Ernährung oder Bewegungen reagiert, um den Plan so individuell wie möglich auf den Körper abzustimmen. Erst wenn man weiß, wie etwas bis ins kleinste Detail funktioniert, kann man einwandfreie und professionelle Arbeit an diesem Objekt (oder besser: an diesem Organismus) vollziehen und die besten Ergebnisse erzielen. Aber nicht nur im Hinblick auf ein gutes Training ist es wichtig, den Körper und den detaillierten Aufbau seiner einzelnen Organe, Gewebe und Zellen zu kennen, sondern auch im Bereich der Gesundheit. Erst wenn man die Anatomie des Körpers beherrscht, weiß man, was eine Fehlhaltung oder Fehlfunk-tion ist und wie man ihr gegebenenfalls im Rahmen der Möglichkeit entgegenwirken kann. Autoren des Lehrskriptes:

Dr. med. Theresa

Schweizer

Ärztin, Dozentin, tätig im betrieblichen Gesund-heitsmanagement von Audi

Franziska Lachmann

Dipl. Sportwissenschaftlerin, Dozentin und Au-torin für diverse Bildungsinstitute im Gesund-heitswesen

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Die Inhalte der einzelnen Kapitel sind:

Als Einstieg werden in Kapitel 1 die unterschiedlichen Gewe-bearten mit deren Funktionen und Eigenschaften sowie der je-weilige Aufbau behandelt. Folgend wird dargestellt, welche Ent-wicklungen diese Strukturen im Laufe des Lebens durchlaufen und welche altersspezifischen Unterschiede daraus resultieren. Die möglichen Anpassungen an Belastungen im positiven so-wie im negativen Sinne sind wichtige Inhalte, wenn es um Leis-tungsveränderungen durch sportliche Betätigung geht. Doch was passiert dabei im Körper? Was ist ein Stoffwechsel, und warum benötigt der Körper Energie? Die Grundlagen des Ener-gie- und Elektrolytstoffwechsels werden ebenfalls in diesem Ka-pitel aufgezeigt. In Kapitel 2 wird erläutert, was der passive Bewegungsapparat ist, aus welchen Bestandteilen er sich zusammensetzt und wie er sich an Belastungen anpassen kann. Wie ist z. B. ein Gelenk aufgebaut? Diese und weitere Themen rund um den Bewe-gungsapparat werden hier ausgeführt. Die Muskelkontraktion ist der Ursprung jeder Bewegung. Wie diese in Ihren einzelnen Phasen abläuft und was dafür notwen-dig ist, erfahren Sie in diesem Kapitel. Zudem werden alle Hauptmuskeln mit Gelenkaktionen, deren anatomische Lage und die verschiedenen Muskelfasertypen beschrieben. Wie sich die Muskulatur an Bewegung sowie verschiedenste Belastungen anpassen kann und wie es zu einem Muskelkater kommt, wird abschließend in Kapitel 3 erklärt.

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Kapitel 1 – Sportbiologische Grundlagen 1.1 Grundlagen der Gewebelehre 1.2 Differenzierung, Merkmale und Funktionen der unterschiedli-chen Gewebearten 1.2.1 Binde- und Stützgewebe 1.2.2 Muskelgewebe 1.2.3 Nervengewebe 1.2.4 Epithelgewebe 1.3 Grundlagen des Energiestoffwechsels 1.4 Grundlagen des Elektrolytstoffwechsels 1.5 Entwicklungs- und altersspezifische Merkmale der unter-schiedlichen Gewebearten 1.6 Folgen des Übertrainings auf Gewebearten

Kapitel 1

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Lernorientierung Nach Bearbeitung dieses Kapitels werden Sie

den Aufbau, die Eigenschaften und die Funktionsweise ei-ner Zelle erklären können,

die Grundlagen der Gewebearten in Form von Differenzie-rung, Merkmalen und Funktionen kennen und verstehen,

den Zusammenhang von Stoffwechsel und Energie ken-nen,

die Funktion der Blutsalze kennen,

die Veränderungen der Gewebearten im Kinder- und Ju-gendalter sowie Erwachsenenalter kennen und die Anpas-sung der Gewebearten an Training überblicken,

die Reaktion von Gewebe auf Übertraining beschreiben können.

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1.1 Grundlagen der Gewebelehre

1.1.1 Die Zelle Eine Zelle ist die kleinste Funktionseinheit unseres Organismus. Der grundsätzliche Bauplan jeder Zelle ist derselbe, jedoch hat sich jede Zelle auf eine andere Aufgabe spezialisiert und unterscheidet sich dadurch in Form und Gestalt von anderen Zellen. Die verschiedenen Aufgabenbereiche werden deutlich, wenn man sich die unterschiedli-chen Zellarten des Körpers vor Augen hält: Nervenzellen, Knochen-zellen, Skelettmuskelzellen, Leberzellen, Herzmuskelzellen, Hautzel-len uvm. Eine Nervenzelle muss beispielsweise ein elektrisches Signal schnell weiterleiten, eine Knochenzelle hingegen schwerste Lasten tragen können. Jede Zelle führt ein begrenzt selbstständiges Leben mit einem eige-nen Energie- und Stoffwechsel. Eine Zelle besteht aus dem Zellleib und dem Zellkern sowie der umgebenden Zellmembran (Ausnahme: rote Blutkörperchen, diese sind kernlos). Der Zellkern enthält das genetische Material, welches in Form von 23 Chromosomen pro Zelle auf Basis des DNA (Desoxyribonuklein-säure(acid))-Moleküls gespeichert ist. Seine Bedeutung liegt in der Übertragung erblicher Eigenschaften auf die Tochterzellen bei der Zellteilung bzw. auf folgende Generationen bei der Fortpflanzung. Darüber hinaus steuert der Zellkern den Stoff-wechsel der Zelle. Der Zellleib besteht aus der Zellflüssigkeit (dem Zytoplasma) und den darin enthaltenen Zellorganellen (siehe Abbildung 1) sowie einem Zellskelett zur Formerhaltung der Zelle. Die Zellorganellen dienen unterschiedlichen Zwecken. In den soge-nannten Mitochondrien (siehe Abbildung 1) findet z. B. die Energiepro-duktion der Zelle statt, man nennt sie auch „Kraftwerke der Zelle“. Die Zellmembran grenzt die einzelne Zelle von der Umgebung ab und spielt für viele Transportvorgänge in bzw. aus der Zelle hinaus eine Rolle, auch gelangen z. B. Informationen von außen über Rezeptoren in die Zelle hinein. Die folgende Abbildung zeigt noch einmal die schematische Darstel-lung einer tierischen Zelle mit ihren wichtigsten Bestandteilen.

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Abbildung 1 – Schematische Darstellung einer Zelle mit den wichtigsten Organellen (Huch/Bauer, S. 3)

1.1.2 Allgemeine Gewebelehre Im menschlichen Körper unterscheiden wir verschiedene Gewebear-ten, die sich aus einer spezialisierten Form von Zellen ausgebildet ha-ben. Dabei gibt es 4 Grundgewebearten:

das Muskelgewebe

das Binde- und Stützgewebe

das Nervengewebe

das Epithelgewebe

Diese werden in Abbildung 2 nochmals genauer dargestellt. Es wer-den klar die Strukturdifferenzen der vier Grundgewebearten verdeut-licht, woraus sich die unterschiedlich wahrgenommenen Aufgaben der Gewebearten ergeben.

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Abbildung 2 – Grafischer Überblick der Gewebearten (Speckmann/Wittkowski, S. 49)

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1.2 Differenzierung, Merkmale und Funktionen der unterschiedlichen Gewebearten

1.2.1 Binde- und Stützgewebe Zu dieser Gruppe werden viele Gewebearten gezählt. Unter anderem das lockere und das straffe kollagene Bindegewebe, Knorpel, Bänder, Sehnen, Knochen und das Fettgewebe.

Hinweis Die jeweilige besondere mechanische Eigenschaft des Binde- und Stützgewebes geht zum Großteil auf die Eigenheit des Gewebes zurück. Hierbei spielt die Zwischenzellsubstanz (Interzellularsub-stanz) eine entscheidende Rolle (Zellen sind in diese Substanz ein-gebettet). Sie gibt dem Gewebe eine unterschiedliche Stärke, Fes-tigkeit und Form und ist zudem für die Versorgung der Zelle zustän-dig (Stoffaustausch).

Funktionen:

Bildung von Knochen, Knorpeln, Sehnen und Bändern Umhüllung der Organe Transport und Speicherung von Stoffen

1.2.2 Muskelgewebe Das Muskelgewebe umfasst die Skelettmuskulatur, die glatte Musku-latur und die Herzmuskulatur. Funktion/Eigenschaft:

Fähigkeit zur Kontraktion und Kraftentwicklung Aktives Element des Bewegungsapparates

1.2.3 Nervengewebe Dazu gehören die Nervenzellen und Nervenfasern. Funktion:

Aufnahme von Reizen durch Sinnesorgane, Sinnesrezepto-ren oder Sensoren

Weiterleitung von durch den Reiz ausgelösten Erregungen (afferente/sensorische Nervenbahnen)

Verarbeitung und Umschaltung auf die efferenten/motori-schen Nervenbahnen

Bewegungen von Muskeln und Muskelgruppen werden ver-anlasst, exakt gesteuert und aufeinander abgestimmt

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1.2.4 Epithelgewebe Das Epithelgewebe ist ein geschlossener Zellverband, der auch als Deck- und Drüsengewebe bezeichnet wird, da er äußere Oberflächen und innere Hohlräume des Körpers bedeckt. Eigenschaften:

Basalmembran als Grenze zum darunterliegenden Gewebe keine Blutgefäße, Ernährung durch Diffusion wenige Nervenfasern

Funktionen:

Schutz an inneren und äußeren Oberflächen ist an der Drüsenbildung beteiligt

1.3 Grundlagen des Energiestoffwechsels Ohne Energie gibt es kein Leben. Im Stoffwechsel wird aus Nahrungs-stoffen oder Körperdepots chemische Energie gewonnen und zur Er-zeugung von Synthesearbeit oder der Erzeugung von Konzentrations-gefällen genutzt. Ohne diese Voraussetzungen kann der Körper keine Arbeit leisten. Bei der Energieumwandlung entsteht immer auch Wärme. Stoffwechsel bedeutet also die Umwandlung der Energie im Körper von einer Form in die andere. Dabei läuft auch in Ruhe immer ein ge-wisser Grundstoffwechsel (zum Beispiel zur Erhaltung der Körpertem-peratur), bei vermehrter Arbeit steigt der Energiebedarf. Man unterscheidet einen Aufbau- und einen Abbaustoffwechsel:

Der Abbaustoffwechsel (Katabolismus) setzt die Energie orga-nischer Moleküle durch Oxidation zur Leistung von Arbeit und Erzeugung von Wärme frei.

Der Aufbaustoffwechsel (Anabolismus) synthetisiert hingegen solche Stoffe.

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1.4 Grundlagen des Elektrolytstoffwechsels Die Elektrolyte (Blutsalze) wie Natrium, Kalium, Calcium, Magnesium und Chlorid kommen sowohl in allen Körperzellen als auch in der Zwi-schenzellflüssigkeit und dem Blut vor. Durch das Konzentrationsgefälle halten sie viele Prozesse am Laufen, darunter zum Beispiel die Aufrechterhaltung des Membranpotentials oder die Weiterleitung eines Nervensignals. Dazu, d. h. zur Aufrecht-erhaltung dieser Konzentrationsunterschiede, muss der Körper oft Energie aufwenden. Auch die Muskelkontraktionen könnten ohne Elektrolyte nicht erfolgen. Ein wichtiges Organ zur Regulierung des Elektrolyt- und (vor allem in Verbindung mit dem Natrium wichtigen) Wasserhaushaltes ist die Niere. Sie sorgt für die Ausscheidung oder Rückresorption der Elekt-rolyte je nach Bedarf.

1.5 Entwicklungs- und altersspezifische Merkmale der unterschiedlichen Gewebearten

1.5.1 Kindes- und Jugendalter Knochen nimmt beim Wachstum an Belastbarkeit zu. Er wandelt sich von instabilerem Geflechtknochen (Struktur ungeordnet miteinander verflochten) in Lamellenknochen (geordnete Knochenstruktur) um. Knorpelgewebe ist während des Wachstums durch die Teilungsrate gegenüber Druck- und Scherkräften stärker gefährdet. Dieses Fettgewebe kommt beim Baby noch in einer sog. „braunen“ Form vor und dient vor allem der Temperaturregulation. Es verschwin-det im Verlauf und wird durch normales „gelbes“ Fettgewebe ersetzt. Beim Kind sind Bänder durch einen höheren Anteil an Interzellu-larsubstanz noch nicht so zugfest wie beim Erwachsenen. Muskelgewebe unterscheidet sich bei Kind und Erwachsenem nicht sonderlich. Beim Kind ist jedoch der Muskelanteil am Körpergewicht geringer. Weiterhin ist der kindliche Organismus weniger gut auf einen anaeroben Stoffwechsel ausgerichtet. Unterschiede liegen also mehr im Stoffwechselbereich. Nervengewebe verändert sich vor allem durch die Bildung von Ver-netzungen untereinander. Dies geschieht besonders intensiv bis zum 3. Lebensjahr.

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1.5.2 Erwachsenenalter Knochen: Es kommt zu einer Atrophie des Gewebes, zum Knochen-schwund. Auch nimmt der Kollagenanteil ab und der Knochen wird spröder. Die Konsequenz ist eine erhöhte Bruchgefahr. Knorpel: Der Wasseranteil nimmt ab und damit die Polsterfunktion. Meist ist insbesondere der Gelenkknorpel zunehmend abgenutzt. Muskel: Die Muskelmasse und die Muskelkraft nehmen ab. Dabei ver-liert man zuerst die Muskelkraft. Eine Abnahme des Sexualhormon-spiegels wird dafür mitverantwortlich gemacht. Nerven: Vor allem die speziellen Nerven-Bindegewebszellen (Gliazel-len) nehmen im Alter ab. Die Sinnesorgane verlieren an Leistungsfä-higkeit. Bindegewebe: Durch Kollagenschwund kommt es zu einem Dünner-werden der Haut. Die Bindegewebsfasern verlieren an Elastizität. Ein Beispiel ist das Herabsinken der weiblichen Brust im Laufe des Le-bens durch Erschlaffung der bindegewebigen Haltbänder.

1.5.3 Anpassung und Reaktion der unterschiedlichen Gewebearten bei Training Muskel: Es kommt durch Training zu einer Muskelhypertrophie. Wei-terhin entsteht ein Leistungszuwachs dadurch, dass sich die nervliche Ansteuerung der einzelnen Muskelfasern verbessert, also mehr Mus-kelfasern bzw. motorische Einheiten in eine Bewegung involviert wer-den (Intramuskuläre Koordination). Beim Trainierten kann die Kraft durch bessere Variation der aktivierten motorischen Einheiten besser abgestuft werden. Die Aktivität wird auch besser synchronisiert und daher eine größere Maximalkraft erreicht. Durch ein auf den Muskel-fasertyp ausgerichtetes Training können dessen Eigenschaften opti-miert werden (zum Beispiel Stoffwechselvorgänge beim langsamen Ausdauertraining). Knochen: Verstärkung der Belastbarkeit durch Zunahme der Dicke der Knochenbälkchen und der Knochenrinde. Je nach Belastungsrich-tung wird das Knochengewebe adäquat ausgerichtet. Knorpel: Bessere Ernährung durch Wechseldruckbelastung. Durch vermehrte Wassereinlagerung kommt es zu einer Schwellung des Knorpels und damit zu einer vermehrten Belastbarkeit des Gelenkes. Dies nimmt im Alter ab. Nerven: Verbesserung der neuro-muskulären Interaktion. Dadurch werden das „Bewegungslernen“ gefördert und die Reaktions-schnel-ligkeit verbessert.

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Bindegewebe: Sehnen und Bänder werden durch Training zugfester. Dies wird auf die Verfestigung des Gewebes durch eine bestimmte kristallgitterartige Anordnung zurückgeführt. Die nötigen Adaptations-vorgänge (Anpassungsvorgänge) dauern sehr lange und sind nicht unbegrenzt möglich. In diesem Zusammenhang ist allerdings zu beachten, dass sich die verschiedenen Gewebsarten auch unterschiedlich schnell an Training anpassen. Die schnellste Anpassung zeigt das Vegetative Nervensys-tem. Danach folgen das Herz-Kreislauf-System, die Muskulatur, Bän-der und Sehnen und schließlich die Knochen.

1.6 Folgen des Übertrainings auf Gewebearten

Definition Unter Übertraining versteht man einen Überbelastungszustand des Organismus, hervorgerufen durch kontinuierliches Training mit zu hohen Intensitäten und zu geringen Regenerationspausen.

Im Folgenden werden mögliche Anpassungen und Reaktionen der un-terschiedlichen Gewebearten bei Überlastung bzw. Übertraining nä-her erläutert. Knochen: Bei Überlastung kann es zu einer Demineralisierung der betroffenen Knochenstruktur kommen. Als mögliche Folge droht ein Ermüdungsbruch. Knorpel: Bei zu starker Belastung reicht die kompensatorische Mehr-speicherung von Wasser nicht mehr aus, um eine ausreichende „Schmierung“ zu erzielen. Es kommt zur Abnutzung und damit Verlet-zung durch zu starke Krafteinwirkung. Muskel: Bei einer Überlastung des Muskels entstehen kleinere und größere Verletzungen, weil das Muskelgewebe der Krafteinwirkung nicht mehr standhalten kann. Es kommt zum Abriss einzelner Muskel-fasern bis hin zum Riss eines gesamten Muskels. Kleinere Überlas-tungsschäden mit Mikrotraumata des muskulären Bindegewebes äu-ßern sich als Muskelkater. Bindegewebe: Bänderrisse durch Überbelastung gehen oft mit einer Gelenkschädigung einher. Sehnen können sich bei Überlastung im Bereich der Sehnenscheiden schmerzhaft entzünden. Bei starker me-chanischer Zugbelastung können sie reißen. Nervengewebe: Auch das Nervengewebe kann durch mechanische Gewalteinwirkung reißen. Überreizung im Sinne eines zu hohen Inputs kann zu einer Abnahme der kognitiven und motorischen Leistungsfä-higkeit führen.

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Aufgaben zur Selbstüberprüfung – Kapitel 1 Bitte beantworten Sie die nachfolgenden Fragen schriftlich und erar-beiten Sie erst dann die richtige Lösung aus dem Text.

1) Nennen Sie die Hauptbestandteile der menschlichen Zelle und beschreiben Sie ihre Funktionen.

2) Welche Gewebearten unterscheiden wir im menschlichen Körper?

3) Welche Gewebetypen zählen wir zum Binde- und welche zum Stützgewebe?

4) Welche Muskelgewebearten unterscheiden wir?

Die Lösungen der Aufgaben finden Sie am Ende dieses Lehrskriptes.

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Kapitel 2 – Passiver Bewegungsapparat 2.1 Differenzierung und Bestandteile des Bewegungsapparates 2.2 Anatomie, Physiologie und Funktion des Bewegungsablau-fes 2.2.1 Knochen 2.2.2 Bänder 2.2.3 Knorpelgewebe 2.3 Grundaufbau und Bestandteile eines Gelenks 2.3.1 Kopf 2.3.2 Pfanne 2.3.3 Kapsel 2.3.4 Spalt 2.3.5 Synovialmembran 2.3.6 Knorpel 2.4 Gelenkformen 2.4.1 Kugelgelenk 2.4.2 Scharniergelenk 2.4.3 Eigelenk 2.4.4 Zapfengelenk 2.4.5 Sattelgelenk 2.4.6 Flaches Gelenk 2.5 Gelenkformen und deren Bewegungsachsen 2.5.1 Bewegungsmöglichkeiten 2.5.2 Freiheitsgrade und Fixation

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2.6 Allgemeine und spezifische Kenntnisse der Gelenke 2.6.1 Schultergelenk 2.6.2 Ellenbogengelenk 2.6.3 Wirbelsäulengelenke 2.6.4 Hüftgelenk 2.6.5 Kniegelenk 2.6.6 Fußgelenk 2.7 Die Wirbelsäule 2.7.1 Veränderungen der Wirbelsäule 2.7.2 Beweglichkeit der Wirbelsäule 2.7.3 Wirbel 2.7.4 Die Bandscheiben (Zwischenwirbelscheiben) 2.7.5 Anpassung und Reaktion der Bandscheiben bei Training 2.7.6 Anpassung und Reaktion der Bandscheiben bei Immobilisation und Überlastung 2.8 Anpassung und Reaktion des passiven Bewegungsapparat bei Training 2.9 Anpassung und Reaktion des passiven Bewegungsapparat bei Immobilisation und Überlastung

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Lernorientierung Nach Bearbeitung dieses Kapitels werden Sie

die verschiedenen Bestandteile des passiven Bewegungs-apparates kennen und seine spezifischen Eigenschaften überblicken,

die anatomischen und physiologischen Aspekte des Bewe-gungsablaufs verstehen und deren Funktionen überblicken,

Gelenkarten differenzieren sowie deren Unterscheidungs-merkmale und Charakteristika erkennen,

die verschiedenen Formen von Gelenken überblicken,

den Einfluss der Bewegungsachse auf die einzelnen Ge-lenkformen kennen und verstehen,

Charakteristika wichtiger Gelenke im menschlichen Körper verinnerlichen,

die Anatomie der Wirbelsäule überblicken sowie ihre An-passung und Reaktionen auf Training verstehen,

die Anpassung und Reaktion des passiven Bewegungsap-parat bei Training beschreiben können,

die Anpassung und Reaktion des passiven Bewegungsap-parats bei Immobilisation und Überlastung kennen.

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Knöcherne und knorpelige Elemente, die durch Bindegewebe verbun-den sind, bilden eine Art Stützkorsett des Körpers. Dieses wird als Skelett bezeichnet. Die Bestandteile des Skelettes werden durch die Skelettmuskulatur bewegt oder in einer bestimmte Richtung oder Stel-lung gehalten. Somit enthält der Bewegungsapparat alle Körperan-teile, die zur Durchführung von Bewegungen notwendig sind.

2.1 Bestandteile und Differenzierung des Bewegungsapparates Wir unterscheiden einen aktiven sowie einen passiven Anteil des Be-wegungsapparates. Aktiver Bewegungsapparat

Der aktive Bewegungsapparat mit seinen Hilfseinrichtungen umfasst die gesamte Skelettmuskulatur.

Passiver Bewegungsapparat

Der passive Bewegungsapparat umfasst das Skelett mit seinen knöchernen und knorpeligen Elementen sowie das Bindege-webe einschließlich der Bänder.

Scannen Sie diesen QR-Code ab und sehen Sie sich das Lehrvideo zu dem Thema passiver Bewegungs-apparat an. Alternativ finden Sie das Lehrvideo im Online Campus in der Lerngruppe dieser Ausbildung.

2.2 Anatomie, Physiologie und Funktion des Bewegungsablaufes Jede Bewegung wird zuerst im ZNS entworfen und, je nach Willen, auch tatsächlich ausgeführt oder nur vorgestellt. Die verschiedenen Anteile des ZNS senden Informationen über das Rückenmark in die Peripherie, wo die entsprechenden Muskeln angesteuert werden. Im Folgenden werden die für eine Bewegung nötigen Bestandteile ab-gehandelt.

2.2.1 Knochen Knochengewebe ist eine Form des Binde- und Stützgewebes, das auf-grund seiner hohen Dichte verschiedenen Beanspruchungen wie Zug, Druck, Biegung und Drehung standhalten kann.

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Der Knochen als Gesamtes ist ein Organ, das aus vielen Gewebear-ten zusammengesetzt ist: Knochengewebe, blutbildendem Gewebe im Knochenmark, Knorpeln an den Gelenkflächen, Bindegewebe an der Knochenhaut, Blutgefäßen und Nerven. Das menschliche Skelett besteht aus 206 bis 214 einzelnen Knochen. Das Skelettsystem übernimmt im Körper drei wichtige Funktionen:

Stützfunktion/Gerüstfunktion (gibt Weichteilen Stütze und Halt)

Hebelfunktion (Knochen als Hebel für den Ansatz der Musku-latur

Schutzfunktion (Sicherung des Gehirns, Knochenmarks etc.)

Abbildung 3 – Das menschliche Skelett – Ansicht von vorne (Huch/Bauer, S. 505)

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Abbildung 3 gibt schematisch einen Überblick über die Lage der wich-tigsten Hauptbestandteile des menschlichen Skelettes mit ihren jewei-ligen lateinischen Bezeichnungen.

Scannen Sie diesen QR-Code ab und sehen Sie sich das Lehrvideo zu dem Thema Knochen an. Alternativ finden Sie das Lehrvideo im Online Campus in der Lerngruppe dieser Ausbildung.

2.2.1.1 Formen Wir unterscheiden verschiedene Knochentypen nach ihrer Form: Platte und breite Knochen z. B. Schulterblatt, Schädel, Brustbein, Becken

Sie werden oft als „Schutzknochen“ bezeichnet. Diese Kno-chen grenzen Hohlräume ab und schützen darunterliegende Organe. Durch ihre flache Form bieten sie eine große Ansatz-fläche für größere Muskelgruppen.

Röhrenknochen (kurze und lange)

z. B. Oberarmknochen, Oberschenkelknochen, Mittelfußkno-chen Der Röhrenknochen lässt sich in den Schaft (Diaphyse) und die beiden knorpelig überzogenen Gelenkenden (Epiphysen) un-terteilen.

Kurze Knochen z. B. Hand- und Fußwurzelknochen

Sie werden auch als kompakte, würfelförmige oder zylinderför-mige Knochen bezeichnet.

Unregelmäßig gestaltete Knochen z. B. Wirbelkörper, Rippen, Schädelbasis 2.2.1.2 Aufbau

Der Knochen ist aus verschiedenen Geweben aufgebaut: Dem eigent-lichen Knochengewebe mit Knochenzellen und Knochenbälkchen, dem blutbildenden Gewebe im Knochenmark, dem Knorpel an den Gelenkflächen, dem Bindegewebe an der Knochenhaut, Blutgefäßen und Nerven (siehe Abbildung 4).

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Von der äußeren Form her besteht ein Knochen aus mehreren Antei-len, die anhand der typischen Form eines langen Röhrenknochens erläutert werden: Epiphyse: Gelenkende

Mit Ausnahme der Finger- und Zehenendglieder haben alle Röhrenknochen 2 Epiphysen. Sie sind von hyalinem Knorpel überzogen, sofern sie bei Bewegungen mit den Epiphysen an-derer Knochen in Kontakt treten. Die Form der Epiphyse hängt von der Gelenkart ab. Beim Kugelgelenk ist sie halbkugelig.

Metaphyse oder Epiphysenfuge Die Wachstumszone des Knochens für das Längenwachstum. Nach Ende des Wachstums verknöchert diese zuerst aus Knor-pel bestehende Zone.

Diaphyse

Der Schaft des Röhrenknochens. Er enthält das Knochenmark. Apophyse

Ein optionaler Auswuchs des Knochens, der als Muskelansatz-höcker dient.

Abbildung 4 – Bau eines Röhrenknochens (linker Oberarmknochen, Humerus) (Speckmann/Wittkowski, S. 149).

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Die Knochenhaut (Periost) Die Knochenhaut umhüllt den Knochen vollständig, ausgenommen der mit Gelenkknorpel überzogenen Flächen. Sie besteht aus Binde-gewebe und führt Gefäße und Nerven, dient also der Ernährung und Neubildung von Knochen und ist bei Berührung schmerzempfindlich. Daher schmerzt ein Schlag auf einen nicht von Muskulatur umhüllten Knochen wie die Schienbeinkante. Das Knochenmark Das Knochenmark ist ein Gewebe, das den Innenraum von Knochen ausfüllt und der Blutbildung dient. Dabei unterscheiden wir 2 Formen von Knochenmark:

rotes (= blutbildendes) Knochenmark kommt in der Embryonal-zeit und kurz nach der Geburt in allen Knochen vor. Ein Teil wandelt sich im Laufe des Lebens in

gelbes Knochenmark (Fettmark) um. Es besteht zu 90 % aus Fett. Dieses füllt beim Erwachsenen die Markhöhlen der Röh-renknochen. Es kann sich bei Bedarf (z. B. bei chronischen Blutverlusten) wieder in rotes Mark zurückverwandeln.

Beim Erwachsenen entspricht die Menge des roten in etwa der des gelben Knochenmarks. Rotes Mark findet sich nach Abschluss des Körperwachstums nur noch in den kurzen und platten Knochen sowie in den Enden der langen Knochen. 2.2.1.3 Makroskopischer Feinbau Ein Knochen besteht aus Knochenzellen und einer Grundsubstanz. Die Grundsubstanz besteht zum Großteil aus anorganischen Be-standteilen (Mineralien, v. a. Hydroxylapatit, das sehr viel Calcium enthält), welche dem Knochen seine Festigkeit verleihen, sowie aus Kollagenfasern, Wasser und organischen Substanzen, die für die Elastizität des Knochens verantwortlich sind. In diesem vor allem durch die Kollagenfasern gebildeten Gerüst sitzen in kleinen Höhlen die eigentlichen Knochenzellen. Sie sind durch Zell-fortsätze miteinander verbunden. Dies wird in der folgenden Abbildung 5 durch die Darstellung der inne-ren Struktur des Knochens anschaulicher. Es gibt 2 Arten von Knochenzellen: die Osteoblasten, die Knochen aufbauen und die Osteoklasten, die Knochen abbauen („klauen“). Durch diese Zellen erlangt der Knochen die wichtige Fähigkeit des Umbaus. Nach der Anordnung der Kollagenfasern lassen sich 2 Formen unter-scheiden: Lamellenknochen und Geflechtknochen.

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Beim Geflechtknochen sind die Fasern ungeordnet durchfloch-ten. Er hat daher eine geringere Festigkeit. Geflechtknochen entsteht bei der Neubildung von Knochen, also bei der Embry-onalentwicklung oder nach einem Knochenbruch. Er kommt da-her vor allem nach der Geburt und beim Kleinkind vor, beim Er-wachsenen nur noch vereinzelt, z. B. im Felsenbein und am knöchernen Gehörgang.

Das typische Knochengewebe des Erwachsenen ist der Lamel-lenknochen. Er ist gekennzeichnet durch einen weitgehend pa-rallelen Verlauf von Kollagenfasern, die in kokardenförmigen Lamellen um ein Blutgefäß herum angelegt werden (Osteon). Da die Lamellensysteme vor allem in Längsrichtung des Kno-chens verlaufen, tragen sie zu seiner hohen Biegefestigkeit bei. Der Lamellenknochen wird in der Abbildung 5 in seinem Aufbau näher dargestellt. Daraus sind die feinen Lamellenstrukturen um die Blutgefäße erkennbar.

Abbildung 5 – Innere Struktur von Knochen (Speckmann/Wittkowski, S. 150)

Knochen sind nicht durchgehend massiv, sondern bestehen aus einer harten Rindenschicht (Corticalis oder Compacta) und einer lockerer gebauten Innenschicht aus Knochenbälkchen (Spongiosa). Daher entfallen nur etwa 10 % des Körpergewichts auf die Knochen, hingegen 40 % auf die Muskulatur. Das Argument übergewichtiger Menschen, sie hätten „schwere Knochen“, entbehrt also einer biologi-schen Grundlage.

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Abbildung 6 – Aufbau eines Lamellenknochens (Huch/Bauer, S. 57)

Aufgrund der Anordnung eines Lamellenknochens entsteht eine Viel-zahl feiner Säulen, der Osteone (zylindrische Bauelemente). Sie sind jeweils wenige Millimeter lang und bilden die Baueinheit des Kno-chens. Osteone verlaufen vorwiegend in Längsrichtung und bestim-men so die Biegefestigkeit des Knochens. Osteone nutzen das Prinzip, dass ein Rohr beinahe genauso stabil ist wie ein massiver Stab. Durch dieses Leichtbauprinzip spart der Körper Knochenmasse und -gewicht.

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2.2.1.4 Stoffwechsel Im Gegensatz zum Knorpelgewebe ist die Knochensubstanz ausge-zeichnet mit Gefäßen versorgt, Durchblutung und Stoffwechsel sind also vergleichsweise intensiv. Ein Knochen erscheint nach außen hin zwar als statisches Gewebe, im Inneren erfolgt jedoch ein stetiger Umbau. Nach einem Knochenbruch oder als Reaktion auf eine bestimmte me-chanische Beanspruchung macht dies den Knochen stärker, man spricht von einer funktionellen Anpassung. Dabei werden die Com-pacta verdickt und die Knochenbälkchen dicker. Ebenso schwindet bei Inaktivität Knochenmaterial – zum Beispiel im Gipsverband. Physiologische Knochenatrophie findet sich auch im Alter. Bei schwe-ren Formen (Osteoporose) tritt der Knochenschwund schon früher auf und führt zu einem erhöhten Bruchrisiko. Der Knochen ist ein Gewebe, das sehr gut am Baustoffwechsel teil-nimmt. Im Wachstum ist der Knochen zu einer Längen- und Durch-messerzunahme fähig. Im Erwachsenenalter kann sich der Knochen bei entsprechender Sti-mulation durch Belastung und ausreichende Bereitstellung von Bau-stoffen (Calcium) verstärken und an Masse zunehmen. Nach einem Knochenbruch kann der Körper durch Bildung von neuem Knochengewebe den Defekt reparieren und seine volle Belastbarkeit wiederherstellen.

2.2.2 Bänder Bänder verbinden Knochen miteinander, um eine bessere Stabilität zu geben. Die Bänder müssen aufgrund ihrer Lage hohen mechanischen Belastungen standhalten und sind daher aus straffem Bindegewebe. 2.2.2.1 Funktionen Bänder sind sehr widerstandsfähig gegen Zugbelastung. Sie verbinden bewegliche Teile des Knochenskeletts flexibel miteinan-der, schränken aber auch die Beweglichkeit auf ein funktionell sinnvol-les Maß ein. Werden Bänder über ihr natürliches Maß hinaus gedehnt (z. B. beim Umknicken eines Gelenks), kann es zu Bänderdehnungen oder Bän-derrissen kommen.

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Die stärksten Bänder befinden sich im menschlichen Becken. Sie rei-ßen erst bei massiver Gewalteinwirkung (z. B. bei einem Frontalunfall mit dem Auto). 2.2.2.2 Aufbau Bei den Bändern verlaufen die Kollagenfaserbündel nach einem fest-gelegten Muster, das der Zugbeanspruchung angepasst ist (längs o-der kreuzweise).

Auch die Bänder sind von lockerem Bindegewebe mit wenigen einge-streuten Zellen umhüllt. Ein elastisches Band besteht aus dicken, parallel angeordneten elas-tischen Faserbündeln, umhüllt von lockerem Bindegewebe. Elastische Fasern haben eine gelbe Farbe (z. B. Ligamentum cruciatum anterius = vorderes Kreuzband).

Abbildung 7 – Blick auf das eröffnete rechte Kniegelenk von oben und von vorne (Speckmann/Wittkowski, S. 210)

Die Abbildung zeigt die Lage der unterschiedlichen Bänder im Kniege-lenk. Durch sie werden die Bewegungen ermöglicht, geführt und be-grenzt.

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2.2.2.3 Stoffwechsel Bänder bestehen vor allem aus Bindegewebsfasern und wenigen freien Bindegewebszellen. Es sind daher nur wenige Nerven und Blut-gefäße in den Sehnen vorhanden, und es findet ein vergleichsweise geringer Stoffwechsel statt. Dies ist für den Körper energiesparend, bedeutet aber auch, dass im Falle einer Verletzung (z. B. Bänderriss) die Heilungsprozesse langsamer verlaufen als in einem Gewebe mit hoher Stoffwechselrate (z. B. der Haut nach einem chirurgischen Schnitt).

2.2.3 Knorpelgewebe Knorpelgewebe ist ein sowohl druck- als auch biegungselastisches, gefäßarmes Gewebe. Es muss elastisch und gleichzeitig stabil sein, damit Stöße abgefangen werden können. Knorpelzellen enthalten viel Wasser, Fett und Glykogen. Es werden drei Arten unterschieden, die im folgenden Kapitel näher beschrieben sind. 2.2.3.1 Arten Wir unterscheiden beim Knorpelgewebe den Faserknorpel, den hyali-nen Knorpel und den elastischen Knorpel (siehe Abbildung 8).

2.2.3.2 Aufbau Hyaliner Knorpel (Gläserner Knorpel) Hyaliner Knorpel ist die häufigste Knorpelart. Feingeweblich besteht der Hyaline Knorpel aus den Knorpelzellen, die verstreut in viel Zwischengewebe liegen. Er enthält sehr feine Kol-lagenfasern, die nur bei großer Vergrößerung zu erkennen sind. Dadurch ist er ist besonders wasserreich und druckelastisch. Im Alter nimmt der Wassergehalt ab, es kommt zu einer Verschlechterung der Schmierfunktion, insbesondere in Gelenken. Vorkommen: als Gelenksknorpel (überzieht Gelenkflächen), Rippen-knorpel, Knorpelgewebe des Atemtrakts, Nase, Epiphysenfugen (Wachstumsfugen) und im knorpelig präformierten Skelett (z. B. flache Schädelknochen).

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Faserknorpel Faserknorpel ist durch eine parallele Anordnung der Kollagenfasern sehr widerstandsfähig gegen Zug. Er enthält wenig Grundsubstanz.

Vorkommen: Schambeinfuge, Meniskus, Zwischenwirbelscheiben (Bandscheiben). Elastischer Knorpel Für das Erreichen der besonderen Elastizität werden statt kollagener Fasern elastische Fasern verwendet. Die Fasern bilden Netze. Vorkommen: Ohrmuschel, Kehldeckel (Kehlkopf), Ohrläppchen

Abbildung 8 – Aufbau der Knorpelarten (Weineck, S. 32).

2.2.3.3 Stoffwechsel Knorpel ist gefäß- und nervenfrei. Die Ernährung erfolgt von der Knor-peloberfläche her durch Diffusion aus randständigen Kapillaren oder beim Gelenkknorpel aus der Gelenkflüssigkeit. Die Stoffwechselakti-vität im Inneren ist gering. Die daraus resultierende eingeschränkte Regenerationsfähigkeit des Knorpels ist besonders beim Verschleiß im Rahmen einer Arthrose ein Problem. Es gibt viele Versuche, das Knorpelwachstum zu stimulie-ren, beispielsweise durch den Einsatz künstlicher Wachstumsfaktoren oder embryonaler Knorpelzellen, die noch Wachstumspotential ha-ben. Die Erfolge solcher Therapieversuche werden kontrovers disku-tiert. Die Wechseldruckbelastung der körperlichen Bewegung fördert die Ernährung des Knorpels. Ein Ansatz zur Verbesserung der Leistungs-fähigkeit und funktionellen Massezunahme des Knorpels ist die ver-mehrte Wasserspeicherung.

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2.3 Grundaufbau und Bestandteile eines Gelenks Ein Gelenk ist eine bewegliche Verbindung von zwei oder mehreren Knochen. In der Anatomie wird zwischen echten Gelenken (Diarthrosen) und un-echten Gelenken (Synarthrosen) unterschieden: Unechte Gelenke (Synarthrosen)

Hierbei handelt es sich um eine starke Fixierung von Knochen durch ein Bindematerial, das praktisch keine Bewegung gegen-einander zulässt. Man unterscheidet:

bandhafte Verbindungen Syndesmosen, z. B. bindegewebige Verbindung von Schien- und Wadenbein

knorpelhafte Verbindungen Synchondrosen, z. B. Schambeinfuge, Zwischenwirbelscheiben

knochenhafte Verbindungen Synostosen, z. B. Verknöcherung der Schädelnähte

Echte Gelenke (Diarthrosen)

Eine bewegliche Verbindung der Knochen mit dem Charakte-ristikum eines Gelenkspaltes. Die Knochenenden sind mit Knor-pel überzogen und gegeneinander beweglich. Bestandteile ei-nes Gelenkes sind der Gelenkknorpel, die Gelenkschmiere, die Gelenkhöhle, die Gelenkkapsel und die Gelenkbänder. Ein Ge-lenkpartner bildet den Gelenkkopf, der in der Form passende Gegenspieler trägt die Gelenkpfanne. Der Aufbau der echten Gelenke oder auch Diarthrosen wird in der folgenden Abbildung 9 auf Seite 32 verdeutlicht. Hier ist gut zu erkennen, dass es mehrerer Gelenkpartner bedarf. Die Ge-lenkpfanne (Partner A) liegt auf dem Gelenkkopf (Partner B). Dazwischen liegt der Gelenkspalt, der mit Knorpel überzogen ist. Das gesamte Gelenk wird durch die Gelenkkapsel ge-schützt.

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Abbildung 9 – Allgemeiner Aufbau von echten Gelenken (Speckmann/Wittkowski, S. 153)

A) Gelenk mit charakteristischen Bauelementen. B) Unvollständige Unterteilung eines Gelenks durch knorpeligen Meniscus. C) Vollständige Unterteilung eines Gelenks durch knorpeligen Discus.

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2.3.1 Kopf

Der Gelenkkopf ist einer der artikulierenden Partner, der wie der Schlüssel in das Schlüsselloch des anderen Knochens passt. Er ist oft konvex geformt, kann aber auch andere Formen haben.

2.3.2 Pfanne Das Gegenstück zum Kopf bildet den Gelenkpartner und ist oft weit-gehend spiegelbildlich zum Kopf geformt (z. B. konkav bei konvexem Kopf).

2.3.3 Kapsel Diese bindegewebige Hülle umschließt das Gelenk allseitig und grenzt es gegen die Umgebung ab, so dass die Gelenkschmiere nicht aus-laufen kann. Die Kapsel kann als Fortsetzung des Periostes betrachtet werden.

2.3.4 Spalt

Der Spalt, auch Gelenkhöhle genannt, enthält die Gelenkschmiere.

2.3.5 Synovialmembran Die Synovialmembran ist eine lockere Schicht aus Binde- und Fettge-webe auf der Innenseite der Gelenkkapsel. Sie bildet gefäßreiche Fal-ten und Zotten und enthält zahlreiche Nervenfasern, daher ist sie äu-ßerst schmerzempfindlich. Die Synovialmembran sezerniert und re-sorbiert Flüssigkeit und produziert die Gelenkschmiere (Synovia). Die Synovia ist eine eher zähe Flüssigkeit, die in ihrer Zusammenset-zung dem Blutserum ähnelt. Sie vermindert die Reibung zwischen den Gelenkflächen und ernährt durch die in ihr enthaltenen Nährstoffe den Gelenkknorpel.

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2.3.6 Knorpel Er überzieht die Gelenkflächen und sorgt für eine spiegelnd glatte Oberfläche mit wenig Reibung. Er wird vor allem durch Druck belastet. Die Ernährung des Knorpels erfolgt durch Diffusion aus der Gelenk-schmiere von der Oberfläche aus. Die glatte Oberfläche wird durch das Fehlen einer Knorpelhaut ermöglicht. Daher ist der Knorpel anfäl-liger gegen Abnutzungserscheinungen.

2.4 Gelenkformen Die Gelenktypen werden weiter nach der Zahl der beteiligten Knochen sowie nach der Zahl der Hauptachsen unterschieden. Die Verbindung von nur 2 Knochen ist ein einfaches Gelenk. Ein zu-sammengesetztes Gelenk verbindet mehrere Knochen (Ellbogen). Eine weitere Unterscheidung kann man nach der Zahl der Bewe-gungsachsen treffen.

2.4.1 Kugelgelenk

Abbildung 10 – Kugelgelenk (Huch/Bauer, S.108)

Das Kugelgelenk gehört zu den 3-ach-sigen Gelenken. Die Gelenkpfanne ist im Umfang kleiner als der Gelenkkopf. Somit sind Kugelgelenke zwar die be-weglichsten, aber auch die am ge-ringsten geführten Gelenke des menschlichen Körpers. Beispiel: Schultergelenk. Eine Sonderform des Kugelgelenks ist das sogenannte Nussgelenk. Dabei ist die Gelenkpfanne so tief, dass der Ge-lenkkopf bis über die Mittellinie einge-bettet ist. Beispiel: Hüftgelenk.

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2.4.2 Scharniergelenk

Abbildung 11 – Scharniergelenk (Huch/Bauer, S.108)

Das Scharniergelenk hat nur eine Achse und stellt die einfachste Gelenk-form dar. Es erlaubt nur Beuge- und Streckbewegungen. Beispiel: Mittel- und Endgelenke der Finger.

2.4.3 Eigelenk

Abbildung 12 – Eigelenk (Huch/Bauer, S.108)

Das Eigelenk gehört zu den 2-achsi-gen Gelenken. Diese Gelenkform be-sitzt einen eierförmigen Gelenkkopf und eine daran angepasste Gelenk-pfanne. Beispiel: Handgelenk

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2.4.4 Zapfengelenk

Abbildung 13 – Zapfengelenk (Huch/Bauer, S.108)

Das Zapfen- oder Radgelenk gehört zu den 1-achsigen Gelenken. Es besitzt einen walzenförmigen Gelenkkopf, welcher in eine entsprechend geformte Gelenkpfanne eingebettet ist. Ein sol-ches Gelenk ist zwischen Atlas und Axis sowie zwischen Elle und Speiche zu finden.

2.4.5 Sattelgelenk

Abbildung 14 – Sattelgelenk (Huch/Bauer, S.108)

Das Sattelgelenk gehört zu den 2-achsigen Gelenken. Beide Gelenkkör-per besitzen eine konvexe und kon-kave Gelenkfläche. Beispiel ist das Daumengrundgelenk.

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2.4.5 Flaches Gelenk Flache oder plane Gelenke gehören zu den 2-achsigen Gelenken. Die Gelenkflächen sind sehr flach ausbildet. Beispiel: Wirbelbogenge-lenke der Halswirbelsäule.

2.5 Gelenkformen und deren Bewegungsachsen Je nach Bauweise verfügt ein Gelenk über unterschiedlich viele Be-wegungsachsen.

2.5.1 Bewegungsmöglichkeiten Pro Bewegungsachse sind zwei Bewegungen in entgegengesetzte Richtungen möglich. Beispiele:

Beugung und Streckung (Flexion und Extension)

Abspreizen und Anziehen (Abduktion und Adduktion)

Innen- und Außenkreiseln (Innen- und Außenrotation) Ein 2-achsiges Gelenk hat daher vier mögliche Bewegungsaktionen. Durch Einbeziehen eines umliegenden Gelenkes können zusätzliche Bewegungsmöglichkeiten erschlossen werden.

Beispiel Die Hand kann sich im Handgelenk bei fixiertem Unterarm nach 2 Achsen bewegen, die Hand kann die 4 Bewegungsaktionen hinter-einander durchlaufen und kreist damit. Es bleibt aber bei den 2 Hauptbewegungsachsen. Wenn man nun den Unterarm freigibt und die Speiche um die Elle dreht, so kann die Hand kreiseln (man un-terscheide „kreisen“ und „kreiseln“!).

2.5.2 Freiheitsgrade und Fixation Der aus der Physik übernommene Begriff Freiheitsgrad definiert die Stellung zweier Körper zueinander entsprechend einem Koordinaten-system. In der Gelenkmechanik sind dabei die Bewegungsachsen der Bezug. Entscheidenden Einfluss auf die Bewegungsmöglichkeiten hat die Ge-lenkfläche.

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Beispiel - 3-achsiges Kugelgelenkes der Schulter: Das 3-achsige Kugelgelenk besitzt einen kugelförmigen Gelenkkopf und artikuliert mit einer dementsprechend ausgehöhlten Gelenk-pfanne. Die Hauptbewegungen erfolgen um die 3 Hauptachsen, die senkrecht zueinander stehen und sich im Mittelpunkt der Kugel kreuzen. An der Schulter mit hängendem Arm bedeutet dies:

Die 1. Hauptachse verläuft in Längsrichtung des bewegten Knochens. Um diese Achse kann der Arm einwärts und aus-wärts gekreiselt werden (Innen- und Außenrotation). Die 2. Hauptachse ist die transversale Achse. Um diese er-folgen die Anhebung des Armes nach vorne und hinten (An-teversion/Retroversion). Die 3. Hauptachse verläuft sagittal. Um diese wird der Arm seitlich gehoben und gesenkt (Abduktion und Adduktion).

Nun bewegt sich ein Gelenk jedoch nicht isoliert, sondern ist im menschlichen Körper von anderen Strukturen umgeben, die es in der Ausnützung seines möglichen Bewegungsradius hemmen. Dies nennt man Fixation. Diese Fixation dient der Führung und Sicherung der Gelenke, um Verletzungen durch eine Überbewegung auszuschlie-ßen. Die Fixation kann durch Knochen erfolgen, Beispiel ist der Schutz vor einer gewaltsamen Überstreckung am Ellbogen durch den Ellenha-ken. Bänder dienen ebenfalls der Führung und Bewegungsbegrenzung, Beispiel sind die Kreuzbänder im Knie. Schließlich fungieren auch die Muskeln sowie das Weichteilgewebe als „Bewegungskontrolleure“, Beispiel ist das extreme Beugen des Kniegelenks, das aufgrund der Weichteilmasse von Ober- und Unter-schenkel nicht zur vollen Beugung des Kniegelenks durchgeführt wer-den kann.

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2.6 Allgemeine und spezifische Kenntnisse der Gelenke

2.6.1 Schultergelenk Das eigentliche Schultergelenk (Art. Glenohumeri), siehe Abbildung 15, ist Teil des Schultergürtels, der sich aus dem Schulterblatt, dem Schlüsselbein und den untereinander bestehenden Gelenken zusam-mensetzt. Das Schultergelenk ist die Verbindung zwischen dem Ober-armkopf als Gelenkkopf und einer flach birnenförmigen Höhlung des Schulterblattes als Gelenkpfanne, der sog. Cavitas glenoidale. Ihr Rand ist durch eine faserknorpelige Gelenklippe erhöht (Labrum glenoidale). Das Gelenk wird wie üblich durch eine Kapsel begrenzt. Durch das Schultergelenk zieht der lange Kopf des M. biceps mit sei-ner Sehne. Zur Minderung der Reibung gibt es mehrere Schleimbeutel im Gelenk. An dieser Stelle sind noch zwei weitere Gelenke zu nen-nen, zum einen das Art. Acromioclavicularis (Gelenkverbindung zwi-schen Acromion = Schulterhöhe und Clavicula = Schlüsselbein) und zum anderen das Art. Sternoclavicularis (Gelenkverbindung zwischen Sternum = Brustbein und Clavicula). Beide wirken funktionell als Ku-gelgelenk (siehe Abbildung 15 und Abbildung 16).

Abbildung 15 – Frontalschnitt durch rechte Schulter

1 Gelenkkapsel 2 Metaphyse 3 Sehne des langen Bizepskopfes 4 Gelenklippe 5 Gelenkpfanne

Abbildung 16 – Kleine Schultergelenke

Wichtig ist die Tatsache, dass das Schultergelenk aufgrund der gerin-gen Überlappung von Gelenkkopf und -pfanne sehr schlecht knöchern geführt ist. Auch die die Gelenkpfanne umgebende Gelenklippe ändert daran wenig. Die Schultergelenkskapsel ist ebenfalls sehr schlaff, um genügend Be-wegungsspielraum zu lassen. Verstärkungsbänder zwischen Oberarm

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und Schulterblatt sowie zum Schultereck sollen dieses Manko etwas ausgleichen. Das Schultergelenk ist daher stark auf die Führung durch Muskeln und Sehnen angewiesen, die den Oberarmkopf im Gelenk zentrieren. Aus diesem Grund und da diese Muskulatur (vor allem die sog. Rota-torenmanschette, die den Oberarmkopf wie eine Manschette umgreift) bei vielen Menschen schwach ausgeprägt ist, neigt das Schulterge-lenk am meisten zur Auskugelung (Luxation).

2.6.2 Ellbogengelenk Das Ellbogengelenk besteht aus 3 Knochen: dem Humerus (Oberarm-bein), dem Radius (Speiche) und der Ulna (Elle). Alle Knochen sind Röhrenknochen, die jedoch speziell ausgeformt sind (siehe Abbildung 17). Das Ellbogengelenk setzt sich aus 3 Teilgelenken zusammen: Oberarm-Ellengelenk (Articulatio humero-ulnaris):

Scharniergelenk zwischen der Gelenkrolle des Oberarmbeines (Trochlea humeri) und der durch die Elle gebildeten Gelenk-pfanne (Incisura trochlearis)

Oberarm-Speichengelenk (Articulatio humero-radialis):

Drehscharniergelenk zwischen dem Oberarmköpfchen und dem Speichenkopf

proximales Speichen-Ellengelenk (Articulatio radio-ulnaris):

Radgelenk zwischen Speichenkopf und Incisura radialis der Elle

Abbildung 17 – Rechter Ellbogen von ventral mit Elle/Speiche (eigene Darstellung)

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Alle 3 Teilgelenke werden zusammen von einer Gelenkkapsel umhüllt. Verstärkt wird das Ellbogengelenk von einem Außen- sowie einem In-nenband, die eine seitliche Bewegung verhindern. Ein zusätzliches Ringband umschlingt von der Elle ausgehend den Speichenkopf und hält ihn an seinem Platz. Eine typische Verletzung, vor allem bei Kindern, ist das Auskugeln des Speichenköpfchens durch zu starken Längszug und Herausrutschen des Köpfchens aus dem Ringband (z. B. beim Hochziehen eines Kin-des an einem Arm). Abbildung 18 auf Seite 41 zeigt ein Röntgenbild des rechten Ellenbo-gens. Darauf sind noch einmal die wichtigsten Bestandteil des Ellen-bogens zu erkennen.

Abbildung 18 – Seitliches Röntgenbild des rechten Ellbogens

1 Oberarm 2 Knochensporngrube (Fossa olecrani) 3 Ellhaken (Olecranon) 4 Gelenkpfanne der Elle 5 Elle (Ulna) 6 Speiche (Radius) 7 Radiushals 8 Radiusköpfchen 9 Gelenkfortsatz der Elle 10 Grube auf der Vorderfläche des Humerusendes (Fossa coronoidea)

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2.6.3 Wirbelsäulengelenke Im Bereich der Wirbelsäule finden sich viele verschieden Gelenke, die hier aufgeführt werden:

- Zwischenwirbelgelenke (Intervertebralgelenke) - Wirbel-Rippengelenke - Gelenke zwischen Wirbelsäule und Kopf

Die Erläuterung dieser Gelenke findet sich im Kapitel Wirbelsäule. Kreuz-Darmbeingelenk (Iliosakralgelenk, ISG) Das Iliosakralgelenk sei hier näher erklärt, da es für die Sicherung des Beckenzusammenhaltes wichtig ist. Blockaden in diesem Bereich sind eine häufige Ursache für Rücken-beschwerden.

Abbildung 19 – Weibliches Becken von vorne (Speckmann/Wittkowski, S.200)

Pfeil 1: ISG Pfeil 2: Bänder des Hüftgelenkes

Das ISG ist eine Amphiarthrose, das heißt ein echtes Gelenk, jedoch mit sehr wenig Bewegungsumfang durch eine keilförmige Verzahnung vom Kreuz- mit dem Darmbein, eine äußerst straffe Gelenkkapsel so-wie starke Bänder (Abbildung 19, Nr. 1).

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Über diese Bänder (v.a. Lig. sacroiliaca) ist das Kreuzbein im Becken-ring aufgehängt. Durch Druck von oben auf das ISG ziehen sich die beiden Hüftbeine um das Kreuzbein zu. Die Hüftbeine bestehen aus drei Anteilen. Dem Darmbein (Os ilium), dem Sitzbein (Os Ischii) und dem Schambein (Os pubis). Diese drei Knochen verschmelzen etwa im 15. Lebensjahr im Bereich der Hüftgelenkspfanne zu einem einheit-lichen Knochen Somit wird die Verbindung zwischen Wirbelsäule und Becken fixiert (Abbildung 19, Nr. 2).

2.6.4 Hüftgelenk Das Hüftgelenk wird gebildet durch den Oberschenkelkopf und die Hüftgelenkspfanne, die beim Erwachsenen aus den 3 verschmolze-nen Hüftknochen (Darmbein, Sitzbein und Schambein) besteht.

Abbildung 20 – Frontalschnitt durch rechtes Hüftgelenk

Der Oberschenkelkopf wird vom Hüftknochen über seinen Äquator hinaus umfasst, zusätzlich unterstützt von einer Gelenklippe des Hüft-knochens. Dies führt zu einer starken knöchernen Führung (Nussge-lenk, siehe Abbildung 20). Zusätzlich sichern eine Gelenkkapsel sowie 4 sehr starke Bänder das Hüftgelenk: Ein ringförmiges Band umfasst den Schenkelhals, die 3 anderen Bänder (Darmbein-, Sitzbein- und Schambeinschenkelband) ziehen schräg über die Gelenkkapsel hinweg und spannen sich bei Hüftstreckung. Bei Hüftbeugung sind sie entspannt. Das Darmbein-Schenkelband (Lig. iliofemorale) ist das stärkste Band des Körpers. Das Hüftgelenk luxiert nur bei massiver Gewalteinwir-kung. Das kleine Hüftkopfband hat keine mechanische Bedeutung. Es ist je-doch klinisch wichtig, da über es die Blutgefäße zum Hüftkopf ziehen.

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Bei einem Bruch des Schenkelhalses mit Abriss des Bandes kann der Hüftkopf absterben.

2.6.5 Kniegelenk Am Kniegelenk sind 3 Knochen mit 6 Gelenkflächen beteiligt: Ober-schenkelknochen, Schienbein und Kniescheibe. Das Wadenbein ist nicht in das Gelenk mit einbezogen. Das Kniegelenk ist vereinfacht ein Drehscharniergelenk, das Beu-gung/Streckung und Rotation ermöglicht.

Abbildung 21 – rechtes Knie von vorne (Huch/Bauer, S. 152)

Unterstützt wird das Kniegelenk durch Bänder. Die Kniescheibe wird durch das Kniescheibenband am Schienbein fi-xiert, an ihrem oberen Ende setzt der M. quadriceps (vordere Ober-schenkelmuskulatur) an. Seitliche Längsbänder außen und innen stabilisieren das Knie gegen seitliche Überbewegungen und sind am Innenknie mit der Gelenkkap-sel verwachsen (siehe Abbildung 21). Die im Kniegelenk liegenden Kreuzbänder sichern das Knie vor zu starken Rotations- und Beuge-/Streckbewegungen.

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Hinweis Der Verlauf der beiden Kreuzbänder entspricht dem Zeige- und Mit-telfinger der rechten Hand, wenn man den Mittelfinger über den Zei-gefinger legt. Der Mittelfinger zeigt die Verlaufsrichtung des vorde-ren, der Zeigefinger die des hinteren Kreuzbandes des rechten Kniegelenkes (aus Sicht des Patienten).

Weitere Hilfsstrukturen sind die Menisken, die das Kreiseln des Knie-gelenkes ermöglichen. Würden Oberschenkel- und Schienbeingelenk-flächen genau ineinanderpassen, so entstünde ein Scharniergelenk, das nur Beugung und Streckung zuließe. Die Menisken gleichen daher die Unebenheiten der kongruierenden Gelenkflächen aus und fungie-ren als bewegliche Gelenkpfannen.

Abbildung 22 – rechtes Knie von proximal (Huch/Bauer, S.152)

Es gibt einen halbmondförmigen Innenmeniskus, der mit der Gelenk-kapsel verwachsen ist und daher eher zu Verletzungen neigt, und ei-nen eher kreisförmigen Außenmeniskus, der von der Kapsel unabhän-gig ist. Abbildung 22 veranschaulicht die Lage der Menisken im Kniegelenk mit Sicht auf das aufgeschnittene rechte Knie von oben nach unten.

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Abbildung 23 – rechtes Knie von lateral

a) Streckstellung b) Beugestellung

In der oberen Abbildung wird die Lage der Menisken, des rechten Au-ßenbandes und der Patellasehne a) in der Streckstellung und b) in der Beugestellung gezeigt.

2.6.6 Fußgelenk Das Fußgelenk ist nicht ein Gelenk, sondern besteht aus sehr vielen Einzelgelenken: dem oberen und unteren Sprunggelenk sowie den Fußwurzel- und Zehengelenken. Oberes Sprunggelenk (OSG)

Abbildung 24 – Röntgenbild des rechten OSG von vorne (ventral)

1. Wadenbein (Fibula) 2. Schienbein (Tibia) 3. Sprungbein (Talus) 4. Syndesmose (hier: Band zwischen Tibia und Fibula)

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Gelenk zwischen Sprungbeinrolle und Knöchelgabel (die Gelenkflä-che bildet ein Fußwurzelknochen, der Talus oder das Sprungbein). 3 Außenbänder und ein vierteiliges Innenband sichern die in diesem Gelenk stattfindende Scharnierbewegung (Dorsal- und Plantarflexion) des Fußes. Unteres Sprunggelenk (USG) Gelenk zwischen Sprungbein (Talus), Fersenbein (Calcaneus) und Kahnbein (Naviculare). Es wird durch ein starkes Band in 2 Teilge-lenke zerlegt:

Teilgelenk zwischen Sprungbein und Fersenbein

Teilgelenk zwischen Sprungbeinkopf, Kahnbein sowie den vor-deren Gelenkfläche des vorhergenannten Teilgelenkes

Dieses Band (Zwischenknochenband) befindet sich nicht innerhalb des Gelenkraumes, sondern teilt das untere Sprunggelenk in 2 Ge-lenke mit 2 Gelenkkapseln. Ein weiteres Band ist das Pfannenband, das Fersenbein und Kahnbein verbindet und dadurch die Gelenk-pfanne für den Sprungbeinkopf bildet. Dieses Pfannenband ist eine Schwachstelle des menschlichen Fußes. Es kann nachgeben, so dass der Sprungbeinkopf tiefer rutscht: Ein Plattfuß entsteht. Aus den vielen Teilgelenken resultiert nur eine Bewegungsachse, da die Beweglichkeit durch die hintere Gelenkkammer eingeschränkt wird:

Die möglichen Bewegungen entsprechen einer Art „Maulschel-lenbewegung“ und heißen Pronation und Supination. Bei der Pronation wird der Fußaußenrand angehoben, bei der Supination der Fußinnenrand. Durch die kombinierte Bewegung von OSG und USG kann der Fuß kreisen.

Weitere Fußgelenke: Queres Fußwurzelgelenk

Quer verlaufendes Gelenk zwischen Sprungbein, Fersenbein, Kahnbein und Würfelbein.

Fußwurzel- Mittelfuß- Gelenke

Diese straffen Gelenke verfügen nur über eine geringe Beweg-lichkeit.

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Zehengrundgelenke Kugelgelenke, die durch seitliche Bänder auf 2 Freiheitsgrade eingeschränkt sind.

Zehengelenke

Sie sind Scharniergelenke. An der Großzehe fehlt wie am Dau-men das Mittelgelenk.

2.7 Die Wirbelsäule Die Wirbelsäule bildet das bewegliche Achsenskelett des Körpers. Sie trägt die Last von Kopf, Rumpf und oberer Extremität, schützt das Rü-ckenmark und federt Stöße ab, die sonst ungehindert das Gehirn er-schüttern würden. Die Wirbelsäule besteht aus 33-34 Wirbelknochen und den dazwi-schenliegenden Zwischenwirbelscheiben (Bandscheiben). Diese Strukturen werden durch Bandverbindungen und Muskeln stabilisiert. Ein Wirbelsegment besteht aus zwei Wirbeln und einer Bandscheibe (siehe Abbildung 25, A & B). Die Wirbelsäule wird in 5 verschiedene Abschnitte gegliedert:

7 Halswirbel HWS (cervicale Wirbel)

C1 – C7

12 Brustwirbel BWS (thoracale Wirbel)

Th1 – Th12

5 Lendenwirbel LWS (lumbale Wirbel)

L1 – L5

5 Kreuzwirbel (ineinander verschmolzen) = Kreuzbein (saccrale Wirbel)

S1 – S5

4-5 Steißwirbel (ineinander verwachsen) = Steißbein

Co1- Co 3(-5)

--------

(coccyxale Wirbel)

33-34

Wirbel insgesamt Insgesamt nur 23 Bandschei-ben

Die Wirbelsäule ist doppelt s-förmig gekrümmt, so dass sie als federn-der Stab Erschütterungen möglichst gut abfedern kann. Kennzeich-nend für den Menschen ist der Knick zwischen LWS und Kreuzbein, der den aufrechten Gang ermöglicht (siehe Abbildung 25) Die nach vorne konvexe Krümmung im Hals- und Lendenbereich wird als Lordose bezeichnet (Merke: Lenden-Lordose), die nach hinten konvexe Krümmung im Brust- und Sakralbereich als Kyphose.

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Scannen Sie diesen QR-Code ab und sehen Sie sich das Lehrvideo zu dem Thema Wirbelsäule an. Alternativ finden Sie das Lehrvideo im Online Campus in der Lerngruppe dieses Lehrgangs.

Abbildung 25 – Die Wirbelsäule (Speckmann/Wittkowski, S. 171) A) Ansicht von hinten B) Ansicht von vorne C) Ansicht von der Seite mit physiologischen Krümmungen

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Abbildung 26 – Die Wirbelsäule in der Seitenansicht (A) mit physiologischen Krümmungen und einzelnen Wirbeln (B-E) aus typischen Abschnitten der Wirbel-säule in Aufsicht (Speckmann/Wittkowski, S. 172)

B) Halswirbel C) Brustwirbel D) Lendenwirbel E) Kreuzwirbel

In der oberen Abbildung werden die Aufbauunterschiede der einzelnen Wirbelarten und ihre Lage in der Wirbelsäule verdeutlicht.

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2.7.1 Veränderungen der Wirbelsäule Aufgrund angeborener oder erworbener Haltungsschäden bzw. -schwächen kann die Wirbelsäule von ihrer charakteristischen physio-logischen Doppel-S-Form abweichen.

Abbildung 27 – Häufige Fehlhaltungen der Wirbelsäule

Rundrücken

Als Rundrücken bezeichnet man eine verstärkte Brustkyphose (Hyperkyphose BWS).

Totalrundrücken Eine Hyperkyphose in der BWS mit einer Hypolordose (zu we-nig ausgeprägte Schwingung) in der LWS.

Hohlkreuz Hierbei liegt eine zu starke Lendenlordose vor (Hyperlordose LWS).

Hohlrundrücken Dies ist eine Kombination aus einer Hyperkyphose in der BWS und einer Hyperlordose in der LWS.

Flachrücken Die natürliche Doppel-S-Form der Wirbelsäule ist bei einem Flachrücken weniger stark ausgeprägt (Hypokyphose BWS + Hypolordose LWS).

Seitliche Haltungsabweichung (Skoliose) Skoliose (griechisch: skolios = krumm) ist eine Seitverbiegung der Wirbelsäule bei gleichzeitiger Rotation der Wirbel, so dass eine vollständige Aufrichtung nicht mehr möglich ist. Die Wir-belsäule bildet dabei in der Regel mehrere einander gegenläu-fige Bögen, die sich kompensieren, um das Körpergleichge-wicht aufrechtzuerhalten.

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Eine skoliotische Fehlhaltung aufgrund beispielsweise einer Beinlän-genverkürzung ist dagegen nicht fixiert, kann also durch Korrektur der Ursache behoben werden. Eine Skoliose kann die BWS, LWS und die Übergangsbereiche betreffen (siehe Abbildung 28). Ein Test ist das Vorbeugen der betroffenen Person, dabei sieht man von hinten auf der konvexen Seite den sogenannten „Rippenbuckel“ (siehe Abbildung 29).

Abbildung 28 – Formen der Skoliose

Abbildung 29 – Rippenbuckel

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2.7.2 Beweglichkeit der Wirbelsäule Die Beweglichkeit der Hals-, Brust- und Lendenwirbelsäule ist unter-schiedlich stark ausgeprägt. Im Bereich der HWS ist die Wirbelsäule am beweglichsten. Es sind Drehung, Beugung, Streckung, Seitwärtsneigung und alle Kombinati-onen möglich. Die BWS ermöglicht vor allem Drehbewegungen. Andere Bewegungs-formen sind durch das Spangensystem der Rippen und die Stellung der Dornfortsätze stark eingeschränkt. Im Bereich der LWS ist die Rotationsbeweglichkeit der Wirbelsäule sehr eingeschränkt, der Rotationsumfang beträgt maximal 5°. Gut möglich sind die Vor-, Seit- und Rückneigung. Aufgrund der steigenden statischen Belastung und der daraus resul-tierenden höheren Stabilitätsanforderungen nimmt der Bewegungs-umfang der Wirbelsäule von oben nach unten ab.

2.7.3 Wirbel Jeder Wirbel ist nach demselben Grundbauplan aufgebaut und be-steht aus:

Wirbelkörper

Wirbelbogen

Fortsätzen (Querfortsatz, Dornfortsatz, Gelenkfortsatz) Wirbelkörper und Wirbelbögen umschließen das Wirbelloch, in dem das Rückenmark bzw. die Nervenfasern verlaufen. Die Fortsätze so-wie der Wirbelbogen dienen den Bändern als Ansatzpunkte und der Rückenmuskulatur als Krafthebel. Um den stabilen Kontakt jedes einzelnen Wirbels mit seinen Nachbar-wirbeln zu gewährleisten, sind sie untereinander über die kleinen Wir-belgelenke miteinander verbunden. Die Wirbelkörper übernehmen neben der reinen Stabilisierung noch eine weitere wichtige Aufgabe: Wie viele andere größere Knochen bil-den sie in ihrem Inneren die Zellen des Blutes mittels Knochenmark.

Scannen Sie diesen QR-Code ab und sehen Sie sich das Lehrvideo zu dem Thema Wirbelkörper und Bandscheibe (siehe Kapitel 2.7.4) an. Alternativ finden Sie das Lehrvideo im Online Campus in der Lerngruppe dieser Ausbildung.

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2.7.3.1 Die Halswirbelsäule (HWS) Die Halswirbelsäule besteht aus 7 Wirbeln. Diese Wirbel sind im Ver-gleich mit den Knochen der Lendenwirbelsäule relativ klein und zart sowie untereinander beweglicher. Dennoch reicht der Aufbau aus, um das Gewicht des Kopfes zu tragen (Abbildung 30 und Abbildung 31).

Abbildung 30 – Anatomisches Präparat eines Halswirbels (Huch/Bauer, S. 129)

Abbildung 31 – Zeichnung eines Halswirbels (Huch/Bauer, S. 129)

Die Wirbel werden vom Schädel her nach unten durchnummeriert. Die ersten beiden Halswirbel, die unmittelbar unterhalb des Schädels lie-gen, unterscheiden sich im Aufbau von den übrigen Wirbeln. Der erste Halswirbel, der in der Fachsprache Atlas genannt wird, besitzt keinen massiven Wirbelkörper (siehe Abbildung 32, Atlas). Er besteht, verein-facht dargestellt, aus einem knöchernen Ring. Die zum Kopf hin ge-richteten Gelenkflächen verbinden diesen ersten Halswirbel und damit die gesamte Wirbelsäule mit dem Schädelknochen. Die Beweglichkeit des Kopfes ergibt sich aus der besonderen gelen-kigen Verbindung des Atlas mit dem zweiten Halswirbel, dem Axis (siehe Abbildung 32, Axis). Dieser ist fast genauso aufgebaut wie jeder andere Wirbel. Als Besonderheit ragt an seiner vorderen Kante jedoch ein Knochenvorsprung nach oben, der Zahn oder lateinisch Dens ge-nannt wird. Der Dens passt sich genau der Innenseite des knöchernen Bogens des ersten Halswirbels an. Durch diese Verbindung werden Drehbewegungen des Kopfes möglich. Damit der Dens und der erste Halswirbel sich nicht gegeneinander verschieben, wird der Zahn durch ein quer verlaufendes, kräftiges Band an der Innenseite des Atlas gehalten. Bricht der Zahn des Axis ab bzw. reißt das Querband des Atlas, so bohrt sich der Dens in das Rückenmark und führt zum Tod (Genick-bruch).

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Abbildung 32 – Atlanto-Axial-Gelenk (Huch/Bauer, S. 127)

Das durch die beiden ersten beiden Halswirbel gebildete Atlanto-Axial-Gelenk lässt Drehbewegungen des Kopfes bis 70° zu. Das Gelenk zwischen Atlas und Schädelbasis (Atlanto-Occipital-Gelenk) erlaubt Bewegungen in 2 Hauptachsen:

Beugung (20°) und

Streckung (30°) (Nicken) sowie

Seitneigung um 10-15°.

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2.7.3.2 Die Brustwirbelsäule (BWS) Die Brustwirbelsäule wird aus 12 Wirbeln gebildet, welche dem Grund-bauplan am ähnlichsten sind (vgl. Abbildung 33). Die Brustwirbel sind kräftig geformt, denn als Besonderheit gegenüber den anderen Wir-beln setzen an ihnen die Rippen an und bilden somit die Basis des Brustkorbs. Jede der 12 Rippen ist über ein kleines Gelenk mit dem Querfortsatz eines Brustwirbels sowie mit dem Wirbelkörper verbun-den. Am anderen Ende sind die meisten Rippen am Brustbein fixiert. Die unteren Rippen enden am knorpeligen Fortsatz des Brustbeines, die letzten beiden frei in der Bauchmuskulatur.

Abbildung 33 – Anatomisches Präparat eines Brustwirbels (Huch/Bauer, S. 129, modifiziert durch die Auto-ren)

Abbildung 34 – Zeichnung des Brustwirbel (Huch/Bauer, S. 130, modifiziert durch die Auto-ren)

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2.7.3.3 Die Lendenwirbelsäule (LWS) Die 5 Lendenwirbel, die die Lendenwirbelsäule bilden, tragen einen hohen Anteil des Körpergewichts. Deshalb sind sie auch verhältnis-mäßig groß (siehe Abbildung 35 und Abbildung 36). Durch die erhöhte Belastung kommt es in diesem Bereich besonders häufig zu Ver-schleißerscheinungen wie z. B. Gelenkabnutzung der kleinen Wirbel-gelenke oder Bandscheibenvorfällen.

Abbildung 35 – Anatomisches Präparat eines Lendenwirbels von oben und von der Seite. (Huch/Bauer, S. 130, modifiziert durch die Au-toren)

Abbildung 36 – Zeichnung eines Lendenwirbels von oben und von der Seite. (Huch/Bauer, S. 130, modifiziert durch die Autoren)

Im Wirbelkanal verläuft das Rückenmark. Im Lendenwirbelbereich be-findet sich ab dem oberen Anteil, meist ab Höhe des ersten oder zwei-ten Lendenwirbelkörpers, kein Rückenmark mehr. Allerdings ziehen die Nervenfasern für die Beine und das Becken vom unteren Ende des Rückenmarks weiter durch den Wirbelkanal der Lendenwirbelsäule. Die Nerven verlassen den Wirbelkanal auf verschiedenen Etagen. Durch den Eindruck eines Pferdeschweifs, den diese gebündelt ver-laufenden Nervenfasern vermitteln, werden sie in ihrer Gesamtheit auch als Cauda equina (lat. für Pferdeschweif) bezeichnet.

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2.7.4 Die Bandscheiben (Zwischenwirbelscheiben) Aufgaben der Bandscheiben sind das Abdämpfen von Stößen und Er-schütterungen sowie die bewegliche Verbindung der einzelnen Wirbel miteinander. Mit Ausnahme des ersten und zweiten Halswirbels und der miteinan-der verschmolzenen Kreuz- und Steißbeinwirbel sind zwei benach-barte Wirbel immer durch eine Bandscheibe miteinander verbunden. Diese liegt jeweils zwischen den beiden Wirbelkörpern. Die Einheit von 2 Wirbeln und der dazwischenliegenden Bandscheibe bezeichnet man als Bewegungssegment. Die Bandscheibe selbst besteht aus Bindegewebe mit einem relativ festen äußeren Faserring (Anulus fibrosus) und einem weichen inne-ren Gallertkern mit hohem Wassergehalt (Nucleus pulposus). Die folgende Abbildung zeigt die schematische Darstellung einer Bandscheibe im Querschnitt.

Abbildung 37 – Querschnitt durch Bandscheibe (eigene Darstellung)

Die Bandscheibe enthält keine Blutgefäße, die Ernährung erfolgt über Diffusion. Vielseitige Bewegung bzw. Wechseldruckbelastung ernährt die Band-scheibe.

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Abbildung 38 – Zwei aufeinanderfolgende Wirbel in medianem Sagittalschnitt (Speckmann/Wittkowski, S. 174).

A) Mit Zwischenwirbelscheibe und Zwischenwirbelgelenk (Brustwirbel-säule). B) Mit Zwischenwirbelscheibe und Bändern (Lendenwirbelsäule).

In Abbildung 38 werden das Zusammenspiel und die Zugehörigkeit zweier benachbarter Wirbel verdeutlicht.

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2.7.4.1 Anpassung und Reaktion der Bandscheiben bei Training Neben Wasser benötigt die Bandscheibe Vitalstoffe zur Ernährung. Sie wird nicht durch Blutzufuhr ernährt, kann also die Grundstoffe nur aufnehmen, wenn diese durch Belastung und Bewegung vorher aus-getrieben wurden. Danach saugt sie sie wieder auf. Je vielseitiger die Bewegung, desto höher ist die Vitalstoff- und Wasserzufuhr. Die Band-scheiben werden also praller und elastischer durch körperliches Trai-ning. Dies verbessert ihre Pufferfunktion und hält die Kollagenfasern in Form. 2.7.4.2 Anpassung und Reaktion der Bandscheiben bei Immobilisation und Überlastung Immobilisation

Im Umkehrschluss zu den Anpassungen beim Training werden die Bandscheiben bei mangelnder Bewegung nur unzureichend ernährt. Sie verlieren Wasser, puffern schlechter und können dadurch Rückenbeschwerden verursachen. Verschlechtert sich die Qualität der Kollagenfasern, steigt die Gefahr einer Band-scheibenverletzung.

Überlastung

Bei Überlastung der Bandscheiben kann es passieren, dass ebenfalls unzureichend ernährtes Bandscheibengewebe dem Druck nicht mehr standhält und reißt. Dies führt im milderen Fall zu einer Vorwölbung, im schlimmeren Fall zu einem Vorfall der Bandscheibe.

Bandscheibenvorwölbung: Der Gallertkern verlagert sich und durchdringt nach und nach die Faserringe. Die äußere Schicht bleibt bei der Protrusion noch intakt. Vor-stufe zum Prolaps (siehe Abbildung 39 a, c & d) Bandscheibenvorfall: Der äußere Faserknorpelring wird vom Gallertkern durchbrochen. Dieser tritt aus und drückt auf die Nerven des Rückenmarks (siehe Abbil-dung 39 b).

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Abbildung 39 – Stufen der Bandscheibenvorwölbung und des Bandscheibenvor-falls (Weineck, S. 72)

Symptome:

Ausstrahlende starke Schmerzen

Taubheitsgefühl in den Extremitäten (evtl. Lähmungserschei-nungen)

Beispiel für Symptome eines Vorfalls von Segment L4/5: Schwäche des Großzehenhebermuskels

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Abbildung 40 – Schematische Darstellung der Vorgänge bei der Bandscheibende-generation (Weineck, S. 73)

Die obere Abbildung zeigt deutlich die unterschiedlichen Degenerati-onsarten der Bandscheiben und deren Auswirkungen auf Lage und Form der Bandscheibe. In verschiedenen Körperhaltungen (also auch beim Training) werden die Bandscheiben unterschiedlich stark belastet.

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Abbildung 41 – Belastung der Bandscheibe bei unterschiedlichen Körperhaltungen - relativ zum Druck beim aufrechten Stehen (Quelle: www.weltderphysik.de)

Abbildung 42 – Richtiges und falsches Heben, Stehen und Sitzen im Vergleich (Huch/Bauer, S. 132)

Abbildung 42 zeigt die Lasteinwirkung auf die Bandscheibe bei richti-gem und falschem Stehen, Sitzen und Heben.

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2.8 Anpassung und Reaktion des passiven Bewegungsapparat bei Training Knochengewebe passt sich der Trainingsbelastung durch eine Ver-stärkung der Knochenfeinstruktur an. Knorpel passt sich (wenn auch eingeschränkt) durch eine erhöhte Wassereinlagerung an. Bindege-webige Bänder verstärken durch Veränderungen des strukturellen Aufbaus ihre Zugfestigkeit. Insgesamt erhöht sich also die mechanische Belastbarkeit des passi-ven Bewegungsapparates, so dass höhere Leistungen möglich wer-den und das Verletzungsrisiko sinkt.

2.9 Anpassung und Reaktion des passiven Bewegungsapparat bei Immobilisation Knorpel

Bei mangelnder Belastung kommt es zu einer schlechteren Er-nährung des Knorpels, da die Wechseldruckbelastung als Zug-motor der Diffusion fehlt.

Knochen

Bei Immobilisation kommt es zu einer Abnahme der Knochen-masse. Erst werden die Knochenbälkchen dünner, dann die Di-cke der Knochenrinde. Der Knochen merkt sozusagen, dass er weniger Belastung ausgesetzt ist und passt daher seinen Auf-bau den gesunkenen Ansprüchen an. Verschlimmert wird die-ser Knochenschwund durch mangelnde Mineralstoffaufnahme (Calcium-Mangel) und unzureichende Vitamin-D-Versorgung (Rachitis).

Bindegewebe

Abnahme der Zugfestigkeit durch ausbleibenden Stimulus für Optimierung der Gewebestruktur.

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Aufgaben zur Selbstüberprüfung – Kapitel 2

Bitte beantworten Sie die nachfolgenden Fragen schriftlich und erar-beiten Sie erst dann die richtige Lösung aus dem Text.

5) Nennen Sie die Bestandteile des passiven Bewegungsap-parates und deren jeweilige Funktion(en).

6) Nennen Sie die verschiedenen Knorpelarten und geben Sie je einen Einsatzbereich für jede an.

7) Beschreiben Sie den Aufbau eines echten Gelenkes. 8) Nennen Sie Beispiele für unterschiedliche Gelenkarten.

9) Beschreiben Sie den anatomischen Aufbau der Wirbel-

säule. Nennen Sie für jeden Wirbelsäulenabschnitt die An-zahl der Wirbel sowie die Bezeichnung der physiologischen Wirbelsäulenkrümmung.

10) Was ist eine Skoliose und welche Formen der Skoliose gibt

es?

11) Beschreiben Sie Aufbau und Funktion der Bandscheibe. 12) Was verstehen Sie unter einem Rundrücken? 13) Was passiert bei einem Bandscheibenvorfall (Prolaps)?

14) Beschreiben Sie den Aufbau eines Wirbelkörpers.

Die Lösungen der Aufgaben finden Sie am Ende des Lehrskriptes.

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Kapitel 3 – Aktiver Bewegungsapparat 3.1 Anatomie, Physiologie und Funktion von Muskulatur und Hilfseinrichtungen 3.1.1 Skelettmuskulatur 3.1.2 Sehnen 3.1.3 Hilfseinrichtungen 3.2 Feinstruktur der Skelettmuskulatur 3.2.1 Muskelfasertypen 3.2.2 Mechanismus der Muskelkontraktion 3.3 Arbeitsweise der Skelettmuskulatur 3.3.1 Agonist-Antagonist 3.3.2 Synergist 3.3.3 Muskelschlinge 3.3.4 Grundebenen des Körpers 3.4 Hauptmuskelgruppen 3.4.1 Rückenmuskulatur 3.4.2 Brustmuskulatur 3.4.3 Bauchmuskulatur 3.4.4 Kniegelenkbeugemuskulatur 3.4.5 Kniegelenkstreckmuskulatur 3.4.6 Wadenmuskulatur 3.4.7 Vordere Schienbeinmuskulatur 3.4.8 Seitliche Unterschenkelmuskulatur 3.4.9 Hüftbeugemuskulatur 3.4.10 Hüftstreckmuskulatur

Kapitel 3

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3.4.11 Abduktoren des Oberschenkels 3.4.12 Adduktoren des Oberschenkels 3.4.13 Armbeugemuskulatur 3.4.14 Armstreckmuskulatur 3.4.15 Schultermuskulatur 3.5 Muskelkater 3.6 Muskelhypertrophie 3.7 Muskelatrophie

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Lernorientierung Nach Bearbeitung dieses Kapitels werden Sie

Aufbau und Einteilung der Muskelgewebsarten und Seh-nen beschreiben können,

den detaillierten Aufbau und die Funktion der Skelett-mus-kulatur kennen und verstehen,

das Zusammenspiel der Muskulatur bei Bewegungen und deren Bewegungsebenen/-richtungen erkennen und be-schreiben,

die Hauptmuskelgruppen kennen sowie Funktion, Lage und Besonderheiten der bedeutenden Muskeln überbli-cken,

die Entstehung und Behandlung von Muskelkater verinner-lichen,

Muskelhypertrophie kennen,

Muskelatrophie beschreiben können.

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Wie im vorangegangenen Kapitel bereits erwähnt, besteht der menschliche Körper nicht nur aus Knochen, Knorpeln und Gelenken, sondern auch aus einem aktiven Teil, der die Skelettbestandteile zu-sammenhält und dafür sorgt, dass man sich bewegen kann, die Or-gane arbeiten und die Skelettanteile in eine bestimmte Lage oder Stel-lung gebracht werden können.

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3.1 Anatomie, Physiologie und Funktion von Muskulatur und Hilfseinrichtungen Alle Muskelzellen besitzen die Fähigkeit zur Kontraktion. Dadurch wird die gesamte Muskelzelle (auch Muskelfaser genannt) verkürzt. Man unterscheidet drei Muskelgewebsarten, die in der Abbildung 38 genauer gezeigt werden: Skelettmuskulatur

aufgrund der Struktur der Muskelfasern auch „quergestreift“ genannt

Muskelfasern parallel angeordnet

willkürliche Innervation durch motorische Nervenfasern Glatte Muskulatur (Eingeweidemuskulatur)

spindelige Muskelzellen

Anordnung überlappend, ungeordnet

Innervation unwillkürlich über das autonome Nervensystem

zur Dauerkontraktion ohne nennenswerte Ermüdung fähig

Herzmuskulatur

verzweigte Muskelzellen

als räumliches Netz angeordnet

Innervation über herzeigenes Erregungsleitungssystem

modulierbar durch autonomes Nervensystem

bildet einen dreidimensionalen Muskel, der bei Kontraktion den Innenraum verkleinert

hohe Ermüdungswiderstandsfähigkeit

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Abbildung 43 – Verschiedene Muskelgewebe im Längs- und Querschnitt (Huch/Bauer, S. 109)

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Im Folgenden wird die für uns wichtige Skelettmuskulatur näher be-schrieben.

3.1.1 Skelettmuskulatur Die aus über 600 Einzelmuskeln bestehende Skelettmuskulatur macht beim Mann etwa 40 Prozent und bei einer Frau ungefähr 23 Prozent des Körpergewichts aus (je nach Trainingszustand). Sie ist damit das größte Organ des Körpers. 3.1.1.1 Einteilung der Muskeln Nach Übereinkunft bezeichnet man die Anheftungsstelle eines Mus-kels am weniger beweglichen, rumpfnahen Skelettteil als Ursprung, die Anheftung am beweglicheren, meist rumpfferneren Teil als An-satz. Ein Einzelmuskel kann einen oder mehrere Ursprungsköpfe besit-zen, die in eine gemeinsame Endsehne auslaufen. Deshalb wird wie folgt unterteilt (Beispielmuskeln werden im späteren Verlauf des Kapi-tels näher erläutert):

einköpfige Muskeln (z. B. M. brachialis)

zweiköpfige Muskeln (z. B. M. biceps brachii)

dreiköpfige Muskeln (z. B. M. triceps brachii)

vierköpfige Muskeln (z. B. M. quadriceps femoris) Weiter wird unterschieden, über wie viele Gelenke ein Muskel mit seiner Sehne läuft (und diese somit mitbewegt). Dabei ergibt sich die Einteilung in

eingelenkige Muskeln (M. pectoralis major)

mehrgelenkige Muskeln (M. quadriceps femoris) Wenn die Sehne nicht die Richtung der Muskelfasern fortsetzt, son-dern die Muskelfasern schräg auf die Sehne treffen, so spricht man von Fiederung. Nach der Faseranordnung (Fiederung) unterscheidet man: Parallelfaserige Muskeln ermöglichen große Bewegungen, aber wenig Kraftauswirkung (z. B. M. biceps brachii) Einfach gefiederte Muskeln entwickeln meist große Kraft (z. B. M. Semimembranosus)

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Doppelt gefiederte Muskeln entwickeln durch den doppelten Mus-kelfaseransatz an der Sehne noch mehr Kraft (z. B. M. quadriceps femoris)

Abbildung 44 – Mögliche Faseranordnung eines Muskels (Weineck, S.64)

3.1.2 Sehnen Sehnen verbinden Muskel und Knochen miteinander. Sie sind, ähnlich den Bändern, bindegewebige Verbindungen zwischen Muskeln und Knochen, bestehen aus sehr zugfestem Bindegewebe und übertragen den Muskelzug auf den Knochen. Die stärkste Sehne des menschlichen Körpers ist die Achillessehne, die erst ab einer Belastung von 250 bis 400 kg reißt. 3.1.2.1 Aufbau Sehnen bestehen aus parallelfaserigem, kollagenem Bindegewebe, dessen Fasern im unbelasteten Zustand leicht wellig verlaufen und so eine Dämpfung der Kraftübertragung auf den Knochen ermöglichen. Zwischen den Fasern liegen die im Querschnitt sternförmigen Seh-nenzellen. Es gibt drei Arten von Sehnen. Zum einen gibt es flache, dünne und breite Sehnen die sogenannten Sehnenhäute oder Aponeurosen. Zum anderen gibt es rundliche und strangförmige Sehnen. Weiterhin gibt es Zwischensehnen die in den Faserverlauf des Muskels eingefügt sind ohne Kontakt zum Knochen zu haben. Die stärkste Sehne am menschlichen Körper ist die Achillessehne. Umhüllt werden sie von den Sehnenscheiden. Diese sind flüssigkeits-gefüllte Gleitröhren, die die Reibung der Sehne am umgebenden Ge-

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webe vermindern. Dies ist insbesondere an Stellen wichtig, wo Seh-nen abgewinkelt über Knochenvorsprünge verlaufen. Bei Überlastung kann sich eine Sehnenscheidenentzündung entwickeln. Die Sehnen-fasern sind dünner als die des Muskels. Der Muskel verjüngt sich also zur Sehne hin, indem mehrere Muskelfasern auf eine Sehnenfaser ge-bündelt werden. So kann auch ein dicker Muskel an einem kleinen Knochenvorsprung ansetzen.

Abbildung 45 – Schema des Aufbaus eines spindelähnlichen Muskels mit bindege-webigen Hüllen und Endsehnen

(Speckmann/Wittkowski, S. 156).

In Abbildung 45 kann man klar und deutlich den Aufbau eines spindel-ähnlichen Muskels mit der ansetzenden Sehne erkennen. 3.1.2.2 Stoffwechsel Sehnen bestehen, ähnlich wie die Bänder, vor allem aus Bindege-websfasern und wenigen freien Bindegewebszellen. Es sind daher nur wenige Nerven und Blutgefäße in den Sehnen vorhanden, und es fin-det ein vergleichsweise geringer Stoffwechsel statt. Dies ist für den Körper energiesparend, bedeutet aber im Falle einer Verletzung, dass die Heilungsprozesse, die einen guten Stoffwechsel benötigen, nur sehr eingeschränkt ablaufen.

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3.1.3 Hilfseinrichtungen Jeder Muskel wird umhüllt von einer straffen bindegewebigen Hülle, der sogenannten Muskelfaszie. Ihr innen anliegend findet sich das Epimysium, eine lockere Verschiebeschicht, welche mehrere Sekun-därbündel umhüllt. Der Muskel liegt in der Faszie wie in einem Köcher und wird so in seiner Lage gehalten. Dies ist vor allem bei langen Mus-keln wichtig.

3.2 Feinstruktur der Skelettmuskulatur Das kontraktile Element des Muskels ist die Muskelfaser. Eine Muskelfaser kann eine Länge zwischen wenigen Millimetern bis zu 15 cm erreichen. Jede Muskelfaser ist von einer dünnen Bindege-websschicht, dem Sarkolemm, umhüllt. Diese setzt sich an beiden Seiten in einer zarten Sehne aus Kollagenfasern fort. Etwa 10-50 Mus-kelfasern sind zu einem Primärbündel zusammengefasst, welches wiederum von einer dünnen Bindegewebsschicht umhüllt ist. Gruppen solcher Primärbündel werden zu Sekundärbündeln zusammenge-fasst, sog. Fleischfasern. Diese haben einen Durchmesser von 1-2 mm. Ein Skelettmuskel besteht also aus tausenden von Muskelfasern, die in hierarchischer Ordnung von Bindegewebe umhüllt sind. Innerviert werden die Muskeln von einem motorischen Nerv, dem Mo-toneuron. Ein Motoneuron und alle von ihm versorgten Muskelfasern (je nach Feinabstimmung des Muskels) heißen motorische Einheit.

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Abbildung 46 – Bauelemente der Skelettmuskulatur in verschiedenen Vergröße-rungsstufen (Speckmann/Wittkowski, S. 157).

A) Ganzer Muskel (Querschnitt) B) Bündel von Muskelfasern mit Nervenfaser und neuromuskulären Endplat-ten. C) Abschnitte zweier Myofibrillen mit Myosin- und Aktinfilamenten sowie Ka-nälchen des endoplasmatischen Reticulums. D) Neuromuskuläre Endplatte.

In Abbildung 46 ist genau zu erkennen, dass jede Muskelfaser aus fadenförmigen Strukturen aufgebaut ist, den sogenannten Myofibril-len. Diese durchziehen die Muskelfaser der Länge nach und sind ih-rerseits aus den sogenannten Myofilamenten (Aktin und Myosin) auf-gebaut. Die rote Farbe der Muskulatur entsteht durch das in Muskelzellen ent-haltene Myoglobin.

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Abbildung 47 – Skelettmuskulatur unter dem Mikroskop

Unter dem Mikroskop ist eine deutliche Querstreifung erkennbar (siehe Abbildung 47). Dies liegt daran, dass die Myofibrillen in Längs-richtung durch die Z-Scheiben in funktionelle Segmente unterteilt sind, die Sarkomere. Die Sarkomere sind der Elementarmotor des Mus-kels, da sich hier die Aktin- und Myosinfilamente überlagern und durch ein Übereinandergleiten die Muskelkontraktion bewirken (vgl. Abbildung 48).

Abbildung 48 – Prinzip der Muskelkontraktion (Huch/Bauer, S. 112)

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3.2.1 Muskelfasertypen Es werden je nach ihren funktionellen Eigenschaften drei verschie-dene Muskelfasertypen unterschieden. Jeder Muskel besitzt alle diese Muskelfasertypen. Die Verteilung ist durch die Genetik und durch die Funktion des betreffenden Muskels bestimmt.

1. Typ I (slow twitch = ST-Fasern) 2. Typ II b (fast twitch = FT-Fasern) 3. Typ II a (Intermediärtyp)

1. Typ I: Der dunkle (rote) Muskelfasertyp (slow twitch oder ST-Faser) spricht auf Reize langsamer an, hat dabei eine längere Kontraktions-zeit, ermüdet aber sehr viel langsamer. Man bezeichnet Muskeln die-ses Fasertyps auch als Haltemuskeln.

langsam kontrahierend und ausdauernd

hoher Myoglobingehalt (roter Blutfarbstoff)

große Anzahl an Mitochondrien

langsame Erregungsleitung

große Anzahl aerober Enzyme, also empfindlicher auf O2-Man-gel

2. Typ II b: Der helle (weiße) Muskelfasertyp (fast twitch glycolytisch oder FTG-Faser) kann sehr schnell reagieren und ermöglicht kräftige Kontraktionen. Er ermüdet jedoch schneller. Man bezeichnet ihn auch als Bewegungsmuskel.

schnell kontrahierend und kräftig

hoher Creatinphosphatgehalt

hoher Glykogengehalt

schnelle Erregungsleitung

große Anzahl anaerober Enzyme, also unempfindlicher auf O2-Mangel

3. Typ II a (Intermediärtyp): Dieser Fasertyp (fast twitch oxydativ o-der FTO-Faser) nimmt eine Zwischenstellung ein. Beim Menschen sind die Unterschiede der obigen Fasertypen im Gegensatz zu ma-chen Tieren nicht so ausgeprägt. Beispiel aus der Praxis: Beim Hühn-chen sind die Muskeln der Flügel weiß, die der Beine rot.

schnell kontrahierend

leicht ermüdbar

besitzt aerobe und anaerobe Enzyme

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slow twitch Fasern (ST) fast twitch Fa-sern (FT)

ATP-ase-Aktivität (Myofibrillen) niedrig (4 nmol Pi/min)

hoch (9 nmol Pi/min)

Mitochondriengehalt hoch niedrig

Zytrochrom hoch niedrig

Glykogengehalt niedrig hoch

Glykogenolytische Enzymakti-vität

niedrig hoch

Fettgehalt hoch niedrig

Myoglobingehalt hoch niedrig

Phosphorylaseaktivität niedrig hoch

Creatinphosphatgehalt niedrig hoch

Kontraktionsgeschwindigkeit (-zeit)

langsam (99-140 ms)

schnell (40-88 ms)

Erregbarkeitszeit groß klein

Ermüdbarkeit (-index) gering (0,8-1,2)

groß (0-0,8)

Laktatbildung geringer größer

Überwiegende Funktion Ausdauer Schnellkraft

Kapillarisierung hoch gering

Mittlere Leitungsgeschwindig-keit

2,5 m/s 5,4 m/s

Tabelle 1 – Muskelfasertypen

Der Anteil an roten und weißen Muskelfasern ist genetisch bestimmt. Man kann ihn durch Training nicht verändern. Daher haben manche Menschen eine gute Veranlagung für Sportarten wie den Sprint, an-dere weniger. Manchmal werden Muskelbiopsien bei jungen Sportta-lenten entnommen, um sie je nach vorherrschendem Muskelfasertyp optimal zu fördern.

3.2.2 Mechanismus der Muskelkontraktion Im Ruhezustand überlappen die dicken Myosinfilamente nur wenig mit den dünnen Aktinfilamenten. Bei der Kontraktion werden die Aktinfila-mente zwischen die Myosinfilamente gezogen. Die Verknüpfung der Filamente und der eigentliche Zug erfolgen über Querbrücken, die aus Hals und Kopf der Myosinfilamente bestehen. Diese Köpfe heften sich an das Aktin, führen eine Kippbewegung aus (die Kontraktion im ei-gentlichen Sinne), lösen sich dann wieder und spannen sich für eine erneute Kippbewegung vor. Für die maximale Verkürzung eines Sar-komers werden 50 solcher Ruderschläge benötigt. Bei Erschlaffen des Muskels gleiten die beiden Filamente wieder auseinander.

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Das Signal für die Muskelkontraktion erfolgt über einen Nervenimpuls vom Motoneuron. Das elektrische Signal breitet sich mittels synapti-scher Übertragung von der Nervenzelle auf den Muskel aus. Diese Übertragungsstelle nennt man neuromuskuläre Endplatte. Das Signal wird auf der Muskelseite wieder als elektrisches Signal aufgenommen und breitet sich über den gesamten Muskel aus. Über das schlauch-artige System des endoplasmatischen Retikulums (ER) gelangt das Signal auch in das Zellinnere. Dort bewirkt es eine Freisetzung von Calcium aus dem länglich in der Muskelzelle aufgespannten System des sarkoplasmatischen Retikulums (also dem speziellen ER der Mus-kelzellen). Nun folgt der Zyklus des elementaren Kontraktionsprozesses (vgl. Abbildung 49):

Phase 1:

Im Ruhezustand des Muskels sind die Bindungsstellen des Aktins blo-ckiert. Ein Nervenimpuls von der motorischen Endplatte bewirkt die Ausschüttung von Calcium. Das freigesetzte Calcium verbindet sich mit den Molekülen auf den Aktin-filamenten, dem Troponin. Das Troponin liegt auf dem fadenförmig um das Aktinfilament geschlun-gene Tropomyosin. Durch diese Calciumanlagerung kann das Myo-sinköpfchen an das Aktin ando-cken und sich mit ihm verbinden. Eine Kontraktion findet statt. Für diese Anlagerung wird vermut-lich kein ATP benötigt.

Phase 2:

Damit der Zyklus weiterlaufen kann, muss das Aktin wieder vom Myosinkopf entfernt, also gespalten werden. ATP wird dabei an das My-osin angelagert. Dabei entfernt sich das Aktin und das Myosin wieder und beide Moleküle befinden sich im Ausgangszustand. Dazu wird ATP in ADP + Phosphat aufgespal-ten. Für diesen Vorgang ist Magne-sium nötig (Krämpfe bei Magnesi-ummangel).

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Phase 3:

Nach Spaltung des ATP ist die Bin-deneigung von Myosin zu Aktin wie-der erhöht, und das Myosinköpfchen lagert sich erneut am Aktin an. Dies geschieht mit einer Art Kippbewe-gung und ermöglicht damit das Inei-nandergleiten der Filamente. Man spricht von der eigentlichen Kraft-stufe.

Phase 4:

Für eine erneute Lösung des Myo-sinköpfchens wird nun wieder ATP benötigt (siehe Phase 1), man spricht auch von der Weichmacher-funktion des ATP. Im Falle eines ATP-Mangels tritt eine Muskelstarre ein, beim Tod eines Menschen die sog. Totenstarre.

Abbildung 49 – Der Mechanismus der Muskelkontraktion nach dem traditionellen Model des sogenannten Querbrückenzyklus (Huch/Bauer, S.112).

Die Tatsache, dass ein initial elektrisches Erregungssignal schluss-endlich zu einer mechanischen Kontraktion führt, nennt man auch elektromechanische Koppelung.

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3.3 Arbeitsweise der Skelettmuskulatur

3.3.1 Agonist-Antagonist Ein harmonisches Zusammenspiel der Muskulatur ist Grundvoraus-setzung für gezielte Bewegungen. Dabei agieren Muskeln als Spieler und Gegenspieler.

1. Agonist (Spieler) Für die Bewegung verantwortlicher Einzelmuskel

2. Antagonist (Gegenspieler) Muskel, der die entgegengesetzte Bewegung ausführt

Beispiel Der Skelettmuskel M. brachialis führt am Ellenbogengelenk eine Flexion durch. Antagonist ist in diesem Fall der M. triceps brachii (Oberarmstrecker), der eine Extension im Ellbogengelenk ausführt. Synergisten sind M. biceps brachii (zweiköpfiger Oberarmbeuger) und M. brachioradialis (Oberarmspeichenmuskel). Diese führen ebenfalls eine Flexion im Ellbogengelenk aus (siehe Abbildung 50).

Abbildung 50 – Die Beziehung von Agonist und Antagonist (Huch/Bauer, S.110).

Es ist darauf zu achten, die Muskulatur gleichmäßig und ausgewogen zu trainieren. Bei unausgewogenem Training wird das Gleichgewicht von Agonist/Antagonist und somit die Gelenkstatik gestört. Muskuläre Dysbalancen und Verletzungen der Muskulatur oder des Gelenkes können die Folgen sein.

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Beispiel In allen Sportarten kommt es durch die häufige Ausführung der sportartspezifischen Bewegungen im Training zu muskulären Dys-balancen. So lassen sich auch die O-Beine vieler Fußballer erklä-ren: Die Adduktoren (Muskulatur der Oberschenkelinnenseite) sind stark ausgeprägt, die Antagonisten allerdings eher schwach. Zu be-achten ist, dass Dysbalancen zu einer höheren Verletzungsgefahr führen und Langzeitschäden bewirken können. Der Ausgleich star-ker einseitiger Belastung ist jedoch mit hohem Aufwand (Ausgleich-übungen) verbunden und teilweise gar nicht möglich. Aus ganzheit-licher Sicht sollten Dysbalancen behoben werden, so gut es geht, auch wenn sie bei manchen Sportarten erst die optimale Ausführung ermöglichen.

3.3.2 Synergist

Einen Muskel, der bei einer Bewegung mit dem Agonisten zusammen-arbeitet, nennt man Synergist.

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3.3.3 Muskelschlinge Wenn mehrere Muskeln oder Muskelgruppen zusammenarbeiten, um eine bestimmte Bewegung auszuführen, so nennt man dies eine Mus-kelschlinge. Beim Sport oder im Alltag werden meist keine isolierten Muskeln akti-viert, sondern ganze Gruppen. Daher ist es sinnvoll, die Muskulatur in Schlingen zu trainieren. Man unterscheidet Muskelschlingen für Beugebewegungen, Streck-bewegungen, Rotationsbewegungen und statische Haltungen. Dementsprechend spricht man von einer Extensorenschlinge (Stre-ckerschlinge) und einer Flexorenschlinge (Beugerschlinge). Die Flexorenschlinge beinhaltet dabei unter anderem die Zehenstre-cker, die vordere Wadenmuskulatur, die ischiokrurale Muskulatur, die vordere Beckenmuskulatur (Hüftbeuger) und die Bauchmuskulatur. In der Extensorenschlinge findet man die Fußbeuger, die hintere Wadenmuskulatur, den Oberschenkelstrecker, die Gesäßmuskulatur und den Rückenstrecker. Durch die abgestimmte Zusammenarbeit dieser Muskelketten kann der Körper aus einer ungünstigen Haltung wieder in die Senkrechte aufgerichtet werden.

Beispiel Die Streckerschlinge beim Absprung aus einer gebeugten Beinhal-tung ist häufig beim Volleyball zu beobachten.

3.3.4 Grundebenen des Körpers Vor der weiteren Besprechung der Muskulatur und ihrer Funktionen seien einige Informationen sowie anatomische Begrifflichkeiten über die Grundebenen des Körpers eingefügt, die die Kommunikation zwi-schen Ärzten, Therapeuten und Trainern erleichtern. Abbildung 51 und Abbildung 52 veranschaulichen die Grundebenen des menschlichen Körpers und ihren Bezug auf dessen Sichtweise.

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Abbildung 51 – Die wichtigsten Ebenen des menschlichen Körpers sowie Richtungs-bezeichnungen zur Beschreibung der Lage der Körperteile. Darstellung der anato-mischen Grundstellung. (Huch/Bauer, S. 118)

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Abbildung 52 – Die Hauptebenen und -achsen des Körpers (Huch/Bauer, S. 12)

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3.3.5 Bewegungsrichtungen Flexion Beugung eines Gelenkes

Extension Streckung eines Gelenkes

Abduktion Seitliches Heben der Extremitäten (Arme, Beine)

Adduktion Heranziehen der Extremitäten

Anteversion Heben nach vorne (z. B. eines Ar-mes)

Retroversion Heben nach hinten (z. B. eines Ar-mes)

Rotation Drehung

Torsion Verdrehung

Supination Drehung nach außen (Fuß/Hand, z. B. Handfläche zeigt nach oben)

Pronation Drehung einwärts (Fuß/Hand, z. B. Handrücken zeigt nach oben)

Dorsalextension Beugung des oberen Sprunggelenk (Zehen zeigen nach oben)

Plantarflexion Streckung des oberen Sprunggelenk des Fußes (Zehen zeigen nach unten, sind gestreckt)

Lateralflexion Seitbeugung des Rumpfes

Ventralflexion Vorbeugung des Rumpfes

Elevation Hochziehen (z. B. Schultergürtel)

Depression Tiefziehen (z. B. Schultergürtel)

Retraktion Zurückziehen (z. B. der Schulterblät-ter)

Tabelle 2 – Hauptbewegungsrichtungen

Merkhilfe Supination Stellung der Hand/des Unterarmes wie beim Tra-gen eines Teller Suppe. Pronation Stellung der Hand wie beim Greifen von Brot.

Die in Tabelle 2 aufgelisteten und beschriebenen Hauptbewegungs-richtungen werden in der folgenden Abbildung nochmals genauer dar-gestellt.

Scannen Sie diesen QR-Code ab und sehen Sie sich das Lehrvideo zu dem Thema Gelenkaktionen an. Alternativ finden Sie das Lehrvideo im Online Campus in der Lerngruppe dieser Ausbildung.

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Abbildung 53 – Grafische Darstellung der wichtigsten Gelenkaktionen (Huch/Bauer, S. 119)

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Übung - Gelenkaktion Überlegen Sie sich mind. 3 komplexe (mehrgelenkige) Alltagsbewe-gungen oder Übungen und notieren Sie zu jedem beteiligten Gelenk die entsprechende Gelenkaktion. Veröffentlichen Sie Ihre Ergebnisse im Forum in der Lerngruppe dieses Lehrgangs und diskutieren Sie diese mit Ihren Lehrgangskol-legen.

3.4 Hauptmuskelgruppen Die Muskeln des Menschen lassen sich nach Hauptmuskelgruppen einteilen. Dabei unterscheidet sich diese Einteilung von Autor zu Au-tor. Manche nennen beispielsweise die Oberschenkelmuskulatur auf-grund ihrer anatomischen Lage als Ganzes, andere unterscheiden nach funktionellen Kriterien in Beinbeuger und Beinstrecker. Einen Vorschlag einer Einteilung finden Sie unten aufgeführt. Prinzipiell kann festgehalten werden, dass es für jedes Körperteil Mus-kelgruppen gibt, die im Zusammenspiel eine Bewegung und durch Ge-genspieler eine entgegengesetzte Bewegung ermöglichen. Es ist wenig sinnvoll, Details wie Ursprung/Ansatz etc. für eine ganze Gruppe von Muskeln anzugeben, da sich diese naturgemäß nicht auf einen Nenner bringen lassen. Die einzelnen Angaben finden Sie daher bei der Vorstellung der Einzelmuskeln.

Gesäßmuskulatur

Rumpfmuskulatur

Hüftbeugemuskulatur

Schultermuskulatur

Brustmuskulatur

Oberschenkelmuskulatur

Unterschenkelmuskulatur

Oberarmmuskulatur

Unterarmmuskulatur

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Abbildung 54 – Oberflächliche Skelettmuskulatur von vorne (Huch/Bauer, S. 119)

Die Abbildung zeigt die oberflächliche Skelettmuskulatur des Men-schen von vorn. Dabei sind die wichtigsten Hauptmuskeln dargestellt.

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Abbildung 55 – Oberflächliche Skelettmuskulatur von hinten (Huch/Bauer, S. 120).

Abbildung 55 zeigt die oberflächliche Skelettmuskulatur des Men-schen von hinten. Dabei sind die wichtigsten Hauptmuskeln darge-stellt.

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Übung – Einteilung der Muskeln Beantworten Sie zu jedem in dem folgenden Kapitel vorgestellten Muskel diese beiden Fragen:

1. Wie viele Ursprungsköpfe hat dieser Muskel? 2. Über wie viele Gelenke läuft der Muskel?

Veröffentlichen Sie Ihre Ergebnisse im Forum in der Lerngruppe dieses Lehrgangs und diskutieren Sie diese mit Ihren Lehrgangs-kollegen.

3.4.1 Rückenmuskulatur Zur Rückenmuskulatur gehören 2 große Muskelgruppen: die Gruppe der autochthonen oder primären Rückenmuskulatur und die der se-kundären (eingewanderten) Rückenmuskeln. Zur sekundären Rückenmuskulatur gehören Muskeln des Armes und des Rumpfes, deren Ursprungsgebiet auf Teile des Rückens ausge-dehnt ist: der M. trapezius, der M. latissimus dorsi, der M. serratus posterior, die Musculi rhomboidei, M. levotor scapulae sowie einige weitere, kleinere Muskeln. Manche dieser Muskeln werden funktionell dem Schultergürtel zuge-ordnet und daher dort besprochen.

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M. trapezius (Trapezmuskel oder Kapuzenmuskel)

Abbildung 56 – Trapezius (Weineck, S. 106)

Ursprung: Hinterhauptbein und Dornfortsätze aller Hals- und Brust-wirbel Absteigender (oberer) Anteil: Ursprung:

Hinterhauptschuppe

Dornfortsätze des 1.-7. Halswirbels Ansatz:

Schlüsselbein Gelenkaktionen:

Elevation des Schultergürtels

Seitneigung des Kopfes

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Mittlerer Anteil: Ursprung:

Dornfortsätze des 1.-4. Brustwirbels Ansatz:

Schultereck Gelenkaktionen:

Retraktion des Schultergürtels

Aufsteigender Anteil: (unterer Anteil) Ursprung:

Dornfortsätze des 5.-12. Brustwirbels Ansatz:

Schulterblattgräte

Gelenkaktionen:

Depression des Schultergürtels

Schwenken des unteren Schulterblattwinkels nach vorne (wich-tig beim Heben des Armes)

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M. latissimus dorsi (Breiter Rückenmuskel)

Abbildung 57 – Latissimus dorsi (Weineck, S. 109)

Ursprung:

Über die Fascia thorakolumbalis von den Dornfortsätzen Th7-L5, vom Darmbeinkamm und von den untersten drei Rippen

Ansatz:

Kleinhöckerleiste des Oberarmbeines

Gelenkaktionen:

Innenrotation, Adduktion und Retroversion in der Schulter

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M. erector spinae (Rückenstrecker)

Abbildung 58 – M. erector spinae (Huch/Bauer, S. 133)

Diese Muskelgruppe wird in zwei Teile (Trakte) untergliedert:

Medialer Trakt: Eine Gruppe von insgesamt 5 Einzelmuskeln, die sämtliche Wirbel an Quer- und Dornfortsätzen verbinden (auch über mehrere Wirbel). Sie sind über den gesamten Rü-cken (vom Kreuzbein bis zum Hinterkopf) verspannt.

Lateraler Trakt: Er besteht aus 5 Muskelgruppen, welche zwi-schen den Rippen verlaufen, aber auch über die gesamte Wir-belsäule ziehen.

Gelenkaktionen:

Extension der Wirbelsäule

Rotation der Wirbelsäule

Seitneigung der Wirbelsäule

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3.4.2 Brustmuskulatur

M. pectoralis major (Großer Brustmuskel)

Abbildung 59 – Pectoralis major – Vorderansicht (Weineck, S. 112)

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Abbildung 60 – Pectoralis major – Seitansicht (Weineck, S. 112)

Ursprung:

Schlüsselbein (Clavicula)

Brustbein (Sternum)

Scheide des geraden Bauchmuskels Ansatz:

Leiste des großen Oberarmhöckers (Crista tuberculi majoris), überkreuzt sich im Ansatz

Gelenkaktionen:

Adduktion und Innenrotation des Oberarms im Schultergelenk

Anteversion in der Schulter (clavicularer Anteil)

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3.4.3 Bauchmuskulatur M. rectus abdominis (Gerader Bauchmuskel)

Abbildung 61 – Rectus abdominis (Weineck, S. 93)

Ursprung:

5.-7. Rippenknorpel

Brustbein Ansatz:

Schambein

Gelenkaktionen:

Flexion der BWS und LWS

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M. obliquus externus abdominis (Äußerer schräger Bauchmuskel)

Abbildung 62 – Obliquus externus abdominis (Weineck, S. 93) Ursprung:

Außenfläche der 5.-12. Rippe Ansatz:

Darmbeinkamm

Leistenband

Scheide des geraden Bauchmuskels Gelenkaktionen:

Einseitige Kontraktion Rotation und Lateralflexion der BWS und LWS

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M. obliquus internus abdominis (Innerer schräger Bauchmuskel)

Abbildung 63 – Obliquus internus abdominis (Weineck, S. 94)

Ursprung:

Darmbeinkamm

Leistenband

Fascia thoracolumbalis Ansatz:

9.-12. Rippe

Weiße Linie (Linea alba)

Gelenkaktion:

Einseitige Kontraktion Rotation und laterale Flexion der BWS und LWS

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3.4.4 Kniegelenkbeugemuskulatur Zur Kniegelenksbeugemuskulatur gehören ein Teil der Wadenmusku-latur, der M. gastrocnemius sowie die hintere Oberschenkelmuskula-tur, auch Flexorengruppe bzw. ischiocrurale Gruppe genannt. Zur ischiocrualen Gruppe gehören der M. biceps femoris, der M. se-mitendinosus und der M. semimembranosus.

M. biceps femoris (Zweiköpfiger Beinbeuger – Teil der ischiokruralen Gruppe)

Abbildung 64 – Biceps femoris (Weineck, S.157)

Ursprung:

Langer Kopf: Sitzbeinhöcker

Kurzer Kopf: Laterale Lippe der rauen Linie an der Oberschen-kelrückseite

Ansatz:

Wadenbeinköpfchen

Gelenkaktionen:

Extension in der Hüfte

Flexion im Knie

Außenrotation im Knie

Schienbein

Wadenbein

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M. semitendinosus, M. semimembranosus (ischiokrurale Gruppe – „hamstrings“)

Abbildung 65 – Hamstrings (Weineck, S. 157)

Ursprung:

Sitzbeinhöcker Ansatz:

M. semitendinosus: Medialer Rand der Schienbeinrauigkeit (Tuberositas tibiae)

M. semimembranosus: Medialer Schienbeingelenkknorren (Condylusmedialis tibiae)

Gelenkaktionen:

Extension in der Hüfte

Flexion im Knie

Innenrotation im Knie

M. semitendinosus

M. semimembranosus

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3.4.5 Kniegelenkstreckmuskulatur M. quadriceps – vierköpfiger Beinstrecker (M. vastus lateralis, M. vastus intermedius, M. vastus medialis, M. rec-tus femoris)

Abbildung 66 – Quadriceps (Weineck, S. 150)

Darunter vollständig verdeckt: M. vastus intermedius

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Ursprung:

M. vastus lateralis: laterale Lippe der rauen Linie (Linea aspera) an der Oberschenkelrückseite bis zum großen Rollhügel

M. vastus medialis: mediale Lippe der rauen Linie

M. vastus intermedius: vordere Fläche des Oberschenkel-bei-nes

M. rectus femoris: vorderer unterer Darmbeinstachel (Spina ili-aca anterior inferior) und oberer Rand der Hüftgelenkspfanne (Acetabulum)

Ansatz:

über die Kniescheibe und das Kniescheibenband (Lig. patellae) an der Schienbeinrauigkeit

Gelenkaktionen:

Extension im Knie

M. rectus femoris: Beugung im Hüftgelenk

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3.4.6 Wadenmuskulatur Der wichtigste Beugemuskel der Wade ist der dreiköpfige Wadenmus-kel, M. triceps surae. Er besteht aus dem M. gastrocnemius und dem M. soleus. M. gastrocnemius (Zwillingswadenmuskel)

Abbildung 67 – Gastrocnemius (Weineck, S. 171)

Ursprung:

Medialer bzw. lateraler Gelenkknorren des Oberschenkels Ansatz:

Mittels Achillessehne am Fersenhöcker Gelenkaktionen:

Plantarflexion im OSG, Supination im USG

Flexion im Knie

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M. soleus (Schollenmuskel)

Abbildung 68 – Soleus (Weineck, S. 172)

Ursprung:

Dorsalseite des Wadenbeinköpfchens

Hinterfläche des Waden- und Schienbeins Ansatz:

Mittels Achillessehne am Fersenhöcker

Gelenkaktion:

Plantarflexion (im Sprunggelenk)

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3.4.7 Vordere Schienbeinmuskulatur M. tibialis anterior (Vorderer Schienbeinmuskel)

Abbildung 69 – Vordere Wadenmuskulatur (Weineck, S. 179)

Ursprung:

Schienbeinvorderfläche und Zwischenknochenmembran Ansatz:

mediales Keilbein

Basis des ersten Mittelfußknochens Gelenkaktion:

Dorsalextension im OSG, Supination im USG

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3.4.8 Seitliche Unterschenkelmuskulatur M. fibularis (peroneus) longus (Wadenbeinmuskel)

Abbildung 70 – Peroneus Ursprung:

Wadenbein proximal Ansatz (langer Wadenbeimuskel):

mediales Keilbein

Basis des ersten Mittelfußknochens Ansatz (kurzer Wadenbeimuskel):

Basis des fünften Mittelfußknochens Gelenkaktionen:

Pronation des Fußes

Plantarflexion im OSG

M. fibularis (peroneus) longus

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Hinweis Die Muskeln des Unterschenkels sind gruppenweise von straffen bindegewebigen Hüllen umgeben, man spricht daher von Muskel-kompartimenten. Diese sind kaum dehnbar, weshalb es bei starker Schwellung der Muskulatur nötig werden kann, diese chirurgisch zu spalten, damit nicht die Muskeln samt Nerven und Gefäßen abge-drückt werden und absterben.

3.4.9 Hüftbeugemuskulatur Alle Muskeln der Hüfte, die oberhalb der Transversalebene liegen bzw. dort ihren Ursprung haben, beugen das Hüftgelenk. M. iliopsoas (Lendendarmbeinmuskel)

Abbildung 71 – Iliopsoas (Weineck, S. 135)

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Ursprung:

Seitenfläche des 12. Brust- und 1.-4. Lendenwirbels

Rippenfortsätze des 1.-4. Lendenwirbels

Innenseite der Darmbeinschaufel

vorderer unterer Darmbeinstachel Ansatz:

kleiner Rollhügel des Oberschenkels (Trochanter minor) Gelenkaktionen:

Flexion in der Hüfte (stärkster Beuger)

Seitbeugung der LWS Weitere Muskeln, die die Hüftgelenksbeugung unterstützen:

M. adductor longus (langer Anziehmuskel)

M. rectus femoris (Teil des Oberschenkelstreckers)

M. obturator exernus (äußerer Hüftlochmuskel)

M. pectineus (Kamm-Muskel)

M. tensor faciae latae

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3.4.10 Hüftstreckmuskulatur Die Hüftstrecker sind stärker als die Hüftbeuger, da die Hüftbeuger bei der aufrechten Fortbewegung (z. B. beim Treppensteigen) lediglich das Gewicht des Beines heben, die Hüftstrecker jedoch das restliche Körpergewicht nach oben stemmen müssen. M. gluteus maximus (Großer Gesäßmuskel)

Abbildung 72 – Gluteus maximus (Weineck, S. 143)

Ursprung:

Darm- und Kreuzbein

Kreuzbeinsitzhöckerband Ansatz:

Tractus iliotibialis (Faserzug der Fascia lata, der derben Binde-gewebshülle am Oberschenkel)

Gesäßmuskelrauigkeit des Schenkelbeines (Tuberositas glu-tealis)

Gelenkaktionen:

Extension und Außenrotation in der Hüfte

Aufrichten des Rumpfes aus dem Sitzen

Oberer Anteil: Abduktion, unterer Anteil: Adduktion

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3.4.11 Abduktoren des Oberschenkels M. gluteus minimus, M. gluteus medius, M. tensor fasciae latae (Abduktoren)

Abbildung 73 – Abduktoren (Weineck, S. 141)

M. tensor fasciae latae

Tractus iliotibalis

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Ursprung:

M. gluteus minimus, M. gluteus medius: Außenfläche der Darm-beinschaufel

M. tensor fasciae latae: vorderer oberer Darmbeinstachel (Spina iliaca anterior superior)

Ansatz:

M. gluteus minimus, M. gluteus medius: großer Rollhügel (Tro-chanter major)

M. tensor fasciae latae: Tractus iliotibialis (seitliche sehnige Verstärkung der Fascia lata)

Gelenkaktionen:

M. gluteus medius und minimus

Abduktion und Innenrotation in der Hüfte

Fixierung des Beckens auf der Standbeinseite M. tensor fasciae latae

Flexion in der Hüfte

Spannen der Fascia lata (derbe Bindegewebehülle des Oberschenkels)

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3.4.12 Adduktoren des Oberschenkels M. adductor longus, M. adductor brevis, M. adductor magnus (Adduktoren)

Abbildung 74 – oberflächliche Schicht der Adduktoren des Ober-schenkels (Weineck, S. 156)

Abbildung 75 – M. adductor brevis (Weineck, S. 157)

Abbildung 76 – M. adductor mag-nus (Weineck, S. 157)

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Ursprung:

M. adductor longus: oberer und unterer Schambeinast

M. adductor brevis: unterer Schambeinast

M. adductor magnus: Sitzbeinast (unter dem Rand des Sitz-beinhöckers)

M. adductor minimus: unterer Sitzbeinast

Ansatz:

M. adductor longus: mittleres Drittel der medialen rauen Linie

M. adductor brevis: proximales Drittel der rauen Linie

M. adductor magnus: mediale Lippe der rauen Linie, medialer Schenkelbeinknorren

M. adductor minimus: oberster Abschnitt der rauen Linie

Gelenkaktionen:

Adduktion des Oberschenkels

Beugung im Hüftgelenk ( Adductor longus und minimus)

Außenrotation im Hüftgelenk (Adductor brevis, magnus, mini-mus)

Weitere Oberschenkeladduktoren:

M. pectineus

M. gracilis

M. obturator externus

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3.4.13 Armbeugemuskulatur

M. biceps brachii (Zweiköpfiger Armbeuger)

Abbildung 77 – Biceps (Weineck, S. 119)

Ursprung:

Langer Kopf: Höckerchen oberhalb der Schultergelenkpfanne (Tuberculum supraglenoidale)

Kurzer Kopf: Rabenschnabelfortsatz (Proc. coracoideus) Ansatz:

Speichenrauigkeit (Tuberositas radii)

Gelenkaktionen:

Flexion und Supination im Ellbogen

Anteversion in der Schulter

Innenrotation

Tragen des Armgewichtes Weitere Armbeuger:

M. coracobrachialis

M. brachialis (daher auch nach Bizepssehnenruptur noch Arm-beugung möglich)

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3.4.14 Armstreckmuskulatur M. triceps brachii (Dreiköpfiger Armstrecker)

Abbildung 78 – Triceps (Weineck, S. 121)

Ursprung:

Langer Kopf: Höckerchen unterhalb der Schultergelenkpfanne (Tuberculum infraglenoidale)

Lateraler Kopf: Hinterfläche des Oberarmbeines

Medialer Kopf: Hinterfläche des Oberarmbeines Ansatz:

Hakenfortsatz der Elle (Olecranon) Gelenkaktionen:

Extension im Ellenbogen

Retroversion und schwache Adduktion des Armes (nur langer Kopf)

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3.4.15 Schultermuskulatur M. deltoideus (Deltamuskel)

Abbildung 79 – Deltoideus (Weineck, S. 112)

Vorderer Anteil:

Ursprung:

Schlüsselbein Gelenkaktion:

Anteversion und Innenrotation in der Schulter Mittlerer Anteil:

Ursprung:

Schulterhöhe (Acromion) Gelenkaktion:

Abduktion in der Schulter

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Hinterer Anteil:

Ursprung:

Schulterblattgräte Gelenkaktion:

Retroversion und Außenrotation in der Schulter Ansatz:

Deltarauigkeit des Oberarmbeines

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M. supraspinatus, M. infraspinatus, M. teres minor und M. subscapu-laris („Rotatorenmanschette“)

Abbildung 80 – Rotatorenmanschette (Huch/Bauer, S. 137)

Die obig genannten Muskeln werden im klinischen Bereich zu der Ro-tatorenmanschette (RM) zusammengefasst, da sie den Oberarm wie eine Manschette umgreifen. Diese Manschette verstärkt die Schulter-gelenkkapsel. Die RM hilft, den Oberarmkopf in seiner Position zu hal-ten. Bei einer Schwäche dieser Muskulatur tritt der Oberarmkopf höher und kann am Schulterdach reiben. Eine sogenannte Schulterenge ent-steht, die sehr schmerzhaft ist. Viele Kraftsportler vernachlässigen das Training dieser Muskulatur und konzentrieren sich beim Schultertrai-ning auf die Definition des Deltamuskels. Dies hat oft Schulterbe-schwerden zur Folge. Der M. subscapularis (Unterschulterblattmuskel) ist auf der Abbildung nicht zu sehen, da er die Innenseite des Schulterblatts vollständig be-deckt.

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M. supraspinatus

Ursprung:

Obergrätengrube (Fossa supraspinata) des Schulterblatts Ansatz:

Großer Oberarmhöcker (Tuberculum majus) Gelenkaktion:

Abduktion des Armes

Stabilisation der Schulter M. infraspinatus

Ursprung:

Untergrätengrube (Fossa infrapinata) des Schulterblatts Ansatz:

Großer Oberarmhöcker (Tuberculum majus) Gelenkaktion:

Außenrotation des Armes M. teres minor

Ursprung:

lateraler Rand des Schulterblatts Ansatz:

Großer Oberarmhöcker (Tuberculum majus) Gelenkaktion:

Außenrotation und Adduktion in der Schulter

M. subscapularis

Ursprung:

Rippenseite des Schulterblatts Ansatz:

Kleiner Oberarmhöcker (Tuberculum minus) Gelenkaktion:

Stärkster Innenrotator des Armes

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Aufgabe - Hauptmuskelgruppen Ordnen Sie jeder Hauptmuskelgruppe eine Bewegung aus Ihrem Alltag zu. z. B.

1. Wadenmuskulatur zum Aufhängen eines Posters müssen Sie auf die Zehenspitzen gehen, um die oberen Reiszwecken zu erreichen.

2. Armstreckmuskulatur Öffnen einer Haustüre 3. Schultermuskulatur, mittlerer Anteil Hochheben einer Kiste

auf einen Schrank. Veröffentlichen Sie Ihre Ergebnisse im Forum in der Lerngruppe Ih-res Lehrganges und vergleichen und besprechen/diskutieren Sie diese mit Ihren Lehrgangskollegen.

3.5 Muskelkater

Muskelkater sind Muskelschmerzen, die etwa 8 bis 24 Stunden nach einer Überbeanspruchung der Muskulatur auftreten. Die Muskeln schmerzen bei der Bewegung, sie sind druckschmerzempfindlich und es kann zu leichten Muskelschwellungen und Verhärtungen kommen. In Ruhe ist der Muskel schmerzfrei. Muskelkater kann bis zu 5 Tage anhalten. Die Ursache des Muskelkaters ist immer noch umstritten. Laut einer Theorie entsteht Muskelkater durch mikrofeine Risse in der Zellstruk-tur der Muskelzellen, sogenannte Mikrotraumen. Diese feinen Risse resultieren aus der Überbelastung oder ungewohnten Belastung der Muskulatur. Die Koordination zwischen Muskeln und Nerven (vgl. mo-torische Einheiten) ist bei ungeübten Bewegungen noch nicht optimal eingestellt. Deshalb tritt Muskelkater auch häufiger bei ungeübten Sportlern und neuen Bewegungsübungen auf. Eine andere Theorie besagt, dass Muskelkater durch eine Ansamm-lung von Milchsäure in Kombination mit den Mikrotraumen in der Mus-kulatur entsteht. Da es keine konsequente bzw. belegte Theorie gibt, fällt es schwer, die Ursache genau zu definieren. Muskelkater verschwindet in der Regel von allein. Je nach Schwere dauert das 3 bis 5 Tage. Der natürliche Heilungsprozess kann unter-stützt werden, indem die Muskulatur warmgehalten wird. Warme Bä-der, Sauna, Lockerungsübungen und Schwimmen fördern die Durch-blutung und unterstützen so die Regeneration. Leichtes Training mit langsamen und kontrollierten Bewegungen sowie leichte Dehnübun-gen sind sinnvoll. Wenn der Muskelkater nicht verschwindet, sollte ein

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Arzt aufgesucht werden. Dieser klärt ab, ob eine Zerrung, ein Muskel-faserriss oder ähnliches vorliegt.

3.6 Muskelhypertrophie Durch Training verdickt sich jede einzelne Muskelfaser. Die Muskel-länge und die Zahl der Muskelzellen bleiben jedoch gleich. Dadurch nimmt der Muskelbauch an Volumen zu. Voraussetzungen:

Zufuhr von genügend Eiweiß

Entwicklung ab überschwelligem Trainingsreiz von circa 60 % der Muskelmaximalkraft über mehrere Wochen hinweg und mehrmals pro Tag.

Eine Vermehrung der Muskelfasern wird als Muskelhyperplasie be-zeichnet. Dieser Effekt ist bislang beim Menschen nicht nachweisbar (vgl. Se-Jin Lee, Regulation of muscle mass by myostatin)

Abbildung 81 - Hypertrophie und Hyperplasie (A) Zellen gewöhnlicher Größe, (B) Hypertrophie, (C) Hyperplasie und (D) Mi-schung aus beiden (Quelle: Dennis Hansen)

3.7 Muskelatrophie Bei der Muskelatrophie handelt es sich um eine neuromuskuläre Er-krankung. Nicht stimuliertes Muskelgewebe baut sich durch vermin-derten Proteingehalt der Zelle bei gleichbleibender Muskelzellzahl ab, es atrophiert. Dabei kommt es durch den kleiner werdenden Muskel-querschnitt zu einer Kraftminderung.

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Aufgaben zur Selbstüberprüfung – Kapitel 3

Bitte beantworten Sie die nachfolgenden Fragen schriftlich und erar-beiten Sie erst dann die richtige Lösung aus dem Text.

15) Nennen Sie die verschiedenen Bestandteile des aktiven Be-wegungsapparates und ihre Funktion.

16) Welche Muskelfasertypen unterscheidet man? Geben Sie je

drei spezifische Merkmale an!

17) Erklären Sie die Ursache von Muskelkater und seine Behand-lung.

18) Nennen Sie drei Hauptmuskelgruppen und ihre Funktionen.

Die Lösungen der Aufgaben finden Sie am Ende dieses Lehrskriptes.

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Kapitel 4 – Glossar Abduktion lat. abducere, abductum (wegführen); Seitwärtsbewegung (Wegführen) eines Körperteiles. Abduktoren Muskeln, die Gliedmaßen von der Körpermitte nach außen führen. Adaption Die Anpassung eines Organismus an seine Umwelt. Adduktion lat. adducere (heranführen, anziehen); Bewegungen zur Körpermitte (Mittelstellung) hin. Adduktoren Muskeln zum Heranführen bzw. Anziehen der Gliedmaßen an den Körper. aerob (= oxydativ) Stoffwechselprozesse im Organismus, die unter Beteiligung von Sauerstoff ablaufen. afferent Zum ZNS hinführend. anaerob (= anoxydativ) Stoffwechselprozesse im Organismus, die ohne Beteiligung von Sauerstoff ablaufen. Antagonist Auf Muskulatur bezogener Gegenspieler des Agonisten. Beispiel: Antagonist des M. biceps brachii (Armbeuger) ist der M. triceps brachii (Armstre-cker). anterior Anatomische Richtungsbezeichnung für vorn, der Vordere, davor gelegene Muskel. Beispiel: anteriorer Anteil des Deltamuskels; anterio-posteriore Bewegung = Bewegung vor und zurück Art. Abkürzung des lateinischen Begriffs Articulatio (Gelenk) ATP Adenosintriphosphat Molekül bestehend aus dem Zucker Ribose, drei Phosphaten und einem Adenin-Rest. ATP ist eine sofort verfügbare Energieform. Außenrotation Drehung nach außen Ausdauer Ermüdungswiderstandsfähigkeit; psycho-physische Widerstandsfähigkeit des Organismus gegen Ermüdung bei sportlicher Belastung.

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Axon eine Nervenfaser dorsal lat. dorsum (Rücken); Die Rückseite eines Körpers oder Körperteiles betreffend. efferent Vom ZNS wegführend erhaltende Belastung Eine Belastung in der neutralen Zone, in der das Leistungsniveau erhalten bleiben soll. Erschöpfung Ermüdung durch Verausgabung Enzyme Biokatalysatoren und Eiweißstoffe, die biochemische Reaktionen beschleunigen und dabei unverändert bleiben; Beispiel: Phosphofructokinase als ein Enzym des Kohlenhydratstoffwechsels Extension Streckung eines Gelenkes durch Muskelkraft. Extensor Ein Muskel, der ein Körperglied streckt. exzentrische Muskelarbeit Muskelverlängerung unter Spannung Flexion Beugung eines Gelenkes durch Muskelkraft. Flexor Ein Muskel, der ein Körperglied beugt oder den Gelenkwinkel verringert. FT- Fasern (fast twitch fibres)

schnell zuckende Muskelfasern

arbeiten zum Großteil ohne Sauerstoff

ermüden schnell Beispiel: Sprinter Hyperextension Überstreckung von Gelenken oder der Wirbelsäule. Hyperplasie Zunahme der Zellenanzahl Hypertrophietraining Methode des Krafttrainings; Vergrößerung des Muskels durch Zunahme der Zellgröße bei gleich bleibender Zellzahl (Volumenzunahme).

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innere Kräfte Kräfte, die zwischen den Körpergliedern wirken. Innenrotation Drehung nach innen katabol Gegenteil von anabol; muskelabbauend konkav nach innen gewölbt kontralateral sich auf die Körpergegenseite beziehend konvex nach außen gewölbt konzentrisch Muskelkontraktion bei der sich Muskelansatz und Muskelursprung annähern (Muskelver-kürzung). konzentrische Muskeltätigkeit Muskelverkürzung unter Spannung lateral lat., zu latus, lateris (Seite) seitlich gelegen; Beispiel: seitlich gelegener Oberschenkelmuskel (M. vastus lateralis) Lig. Abkürzung des lateinischen Begriffs Ligamentum (Band) M./Mm. Abkürzungen der lateinischen Begriffe Musculus/Musculi (Muskel/Muskeln) medial lat. in der Mitte Muskelarbeit eine Entwicklung von Muskelspannung Muskelfaser eine Zelle der Skelettmuskulatur muskuläre Dysbalancen muskuläres Ungleichgewicht das verschiedene Ursachen haben kann, Beispiele:

- zu einseitiges Training

- zu langes Sitzen

- Nichtgebrauch eines oder mehrerer Muskeln

- Überbeanspruchung eines oder mehrerer Muskeln

- entsteht immer in Zusammenwirkung von Muskel-Nervensystem-Psyche

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Neuron Nervenzelle Propriozeptoren befinden sich in Muskel, Sehnen, Gelenken, Gleichgewichtsorgan, Faszien physisch den Körper betreffend posterior Lagebezeichnung im Körper: hinten, weiter hinten; Gegenteil von anterior Pronation Einwärtsdrehung der Unterarme (Handfläche zeigen zum Boden) bzw. der Unterschenkel. Gedankenstütze: Pronation entspricht der Handbewegung zum Greifen von Brot. quergestreifte Skelettmuskeln Querstreifung der Skelettmuskulatur, die durch Lichtbrechung zustande kommt Querschnittsfläche die Fläche der Muskelfasern in einer senkrecht zu ihrer Längsachse stehenden Ebene. radial den Radius (Speiche: Knochen am Unterarm) betreffend (daumenwärts drehend) Retroversion Armrückführung Ruhe-Herzfrequenz Herzfrequenz in Ruheposition gemessen; am genausten nach dem Aufwachen im Liegen. ST-Fasern (slow twitch fibres)

langsam zuckende Muskelfaser

Arbeiten zum Großteil mit Sauerstoff

ermüden langsam Beispiel: Marathonläufer

Supination Auswärtsdrehung der Unterarme bzw. Unterschenkel um ihre Längsachse Gedankenstütze: Hand drehen, um Suppenteller zu halten. Synergisten Leistungsunterstützende Muskulatur; gleiche Funktion wie Agonisten. Beispiel: Armbeugen – alle Beuger unterstützen den M. biceps brachii. Trainingseinheit eine Einheit von Belastung und Erholung Überlastung Die Trainingsbelastung (Intensität/Umfang) überschreitet das normale Maß; Immunsystem wird angegriffen.

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ulnar die Elle (Knochen des Unterarmes) betreffend. ZNS Zentrales Nervensystem Zwerchfell (Diaphragma) Kuppelförmig nach oben gewölbte muskulöse Scheidewand zwischen Brust- und Bauch-höhle; Atemmuskel.

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Kapitel 5 – Quellenverzeichnis Literatur: Herbert Lippert: Lehrbuch Anatomie – 4. Auflage – München Wien Baltimore: Urban & Schwarzenberg Verlag – September 1999-ISBN 3-541-10064-8 Jürgen Weineck: Sportanatomie /J. Weineck – 12. Auflage – Balingen: Demeter Verlag in Spitta Verlag GmbH-März 2000 – ISBN 3-932753-39-9 Jürgen Weineck: Sportbiologie /J. Weineck – 6. Auflage – Balingen: Spitta Verlag GmbH – Juli 2000 – ISBN 3-932753-11-9 Renate Huch, Christian Bauer: Mensch, Körper, Krankheit – 4. Auflage – Urban & Fischer Bei Elsevier – Juli 2007 – ISBN 3437267906 Speckmann /Wittkowski: Praxishandbuch Anatomie /Prof. Dr. med. E.-J. Speckmann, Prof. Dr. med. W. Wittkowski – 19. Auflage – Area Verlage GmbH – März 2006 – ISBN 3899968492 Internet:

www.bionity.com/de/lexikon/Skelettmuskel.html

www.mediz.info/Ruckenleiden/Anatomie-und-Physiologie-der-Wirbelsaule/Auf-der-Wirbelsaule.html

www.medizinfo.de/ruecken/anatomie/wirbelsaeule.shtml

www.medizinfo.de/ruecken/bandscheibenvorfall/definition.shtml

www.medizinfo.de/sportmedizin/muskeln/muskelkater.shtml

www.muskel-guide.de/grundlagen/maximalkraft-schnellkraft-kraftausdauer-die-ver-schiedenen-arten-der-muskelarbeit/

www.scribd.com/doc/25311534/Skriptum-Sportkunde

www.slrg.ch/uploads/media/Wirbelsaeule.pdf

www.sportaerztebund-niedersachsen.de/fitness-studio.htm

www.sportorthopaedie.de/wirbelsaeule.html

www.sportunterricht.de/lksport/prierbe2.html

www.therapedia.de/wiki/index.php/Skelettmuskel

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fit27 3.3

Kapitel 6 – Abbildungsverzeichnis Abbildung 1 – Schematische Darstellung einer Zelle mit den wichtigsten Organellen ......... 9 Abbildung 2 – Grafischer Überblick der Gewebearten ....................................................... 10 Abbildung 3 – Das menschliche Skelett – Ansicht von vorne ............................................ 21

Abbildung 4 – Bau eines Röhrenknochens (linker Oberarmknochen, Humerus) ............... 23 Abbildung 5 – Innere Struktur von Knochen ...................................................................... 25 Abbildung 6 – Aufbau eines Lamellenknochens ................................................................ 26 Abbildung 7 – Blick auf das eröffnete rechte Kniegelenk von oben und von vorne ............ 28 Abbildung 8 – Aufbau der Knorpelarten ............................................................................. 30

Abbildung 9 – Allgemeiner Aufbau von echten Gelenken .................................................. 32 Abbildung 10 – Kugelgelenk .............................................................................................. 34 Abbildung 11 – Scharniergelenk ........................................................................................ 35

Abbildung 12 – Eigelenk .................................................................................................... 35 Abbildung 13 – Zapfengelenk ............................................................................................ 36 Abbildung 14 – Sattelgelenk .............................................................................................. 36 Abbildung 15 – Frontalschnitt ............................................................................................ 39

Abbildung 16 – Kleine Schultergelenke ............................................................................. 39 Abbildung 17 – Rechter Ellbogen von ventral mit Elle/Speiche ......................................... 40 Abbildung 18 – Seitliches Röntgenbild des rechten Ellbogens .......................................... 41 Abbildung 19 – Weibliches Becken von vorne ................................................................... 42

Abbildung 20 – Frontalschnitt durch rechtes Hüftgelenk .................................................... 43 Abbildung 21 – rechtes Knie von vorne ............................................................................. 44

Abbildung 22 – rechtes Knie von proximal ......................................................................... 45 Abbildung 23 – rechtes Knie von lateral............................................................................. 46 Abbildung 24 – Röntgenbild des rechten OSG von vorne (ventral) ................................... 46

Abbildung 25 – Die Wirbelsäule ......................................................................................... 49 Abbildung 26 – Die Wirbelsäule in der Seitenansicht (A) mit physiologischen

Krümmungen und einzelnen Wirbeln (B-E) aus typischen Abschnitten der Wirbelsäule in Aufsicht ............................................................................................... 50

Abbildung 27 – Häufige Fehlhaltungen der Wirbelsäule .................................................... 51 Abbildung 28 – Formen der Skoliose ................................................................................. 52 Abbildung 29 – Rippenbuckel ............................................................................................ 52

Abbildung 30 – Anatomisches Präparat eines Halswirbels ................................................ 54 Abbildung 31 – Zeichnung eines Halswirbels .................................................................... 54

Abbildung 32 – Atlanto-Axial-Gelenk ................................................................................. 55

Abbildung 33 – Anatomisches Präparat eines Brustwirbels ............................................... 56

Abbildung 34 – Zeichnung des Brustwirbel ........................................................................ 56 Abbildung 35 – Anatomisches Präparat eines Lendenwirbels von oben und von der

Seite. (Huch/Bauer, S. 130, modifiziert durch die Autoren) ........................................ 57 Abbildung 36 – Zeichnung eines Lendenwirbels von oben und von der Seite.

(Huch/Bauer, S. 130, modifiziert durch die Autoren)................................................... 57

Abbildung 37 – Querschnitt durch Bandscheibe ................................................................ 58 Abbildung 38 – Zwei aufeinanderfolgende Wirbel in medianem Sagittalschnitt ................. 59 Abbildung 39 – Stufen der Bandscheibenvorwölbung und des Bandscheibenvorfalls ....... 61 Abbildung 40 – Schematische Darstellung der Vorgänge bei der

Bandscheibendegeneration ........................................................................................ 62

Abbildung 41 – Belastung der Bandscheibe bei unterschiedlichen Körperhaltungen - relativ zum Druck beim aufrechten Stehen ................................................................. 63

Abbildung 42 – Richtiges und falsches Heben, Stehen und Sitzen im Vergleich ............... 63 Abbildung 43 – Verschiedene Muskelgewebe im Längs- und Querschnitt ........................ 70 Abbildung 44 – Mögliche Faseranordnung eines Muskels ................................................. 72

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Abbildung 45 – Schema des Aufbaus eines spindelähnlichen Muskels mit bindegewebigen Hüllen und Endsehnen .................................................................... 73

Abbildung 46 – Bauelemente der Skelettmuskulatur in verschiedenen Vergrößerungsstufen .................................................................................................. 75

Abbildung 47 – Skelettmuskulatur unter dem Mikroskop ................................................... 76

Abbildung 48 – Prinzip der Muskelkontraktion ................................................................... 76 Abbildung 49 – Der Mechanismus der Muskelkontraktion nach dem traditionellen

Model des sogenannten Querbrückenzyklus .............................................................. 80 Abbildung 50 – Die Beziehung von Agonist und Antagonist .............................................. 81 Abbildung 51 – Die wichtigsten Ebenen des menschlichen Körpers sowie

Richtungsbezeichnungen zur Beschreibung der Lage der Körperteile. Darstellung der anatomischen Grundstellung. ............................................................ 84

Abbildung 52 – Die Hauptebenen und -achsen des Körpers ............................................. 85

Abbildung 53 – Grafische Darstellung der wichtigsten Gelenkaktionen ............................. 87 Abbildung 54 – Oberflächliche Skelettmuskulatur von vorne ............................................. 89 Abbildung 55 – Oberflächliche Skelettmuskulatur von hinten ............................................ 90 Abbildung 56 – Trapezius .................................................................................................. 92 Abbildung 57 – Latissimus dorsi ........................................................................................ 94

Abbildung 58 – M. erector spinae ...................................................................................... 95 Abbildung 59 – Pectoralis major – Vorderansicht .............................................................. 96 Abbildung 60 – Pectoralis major – Seitansicht ................................................................... 97 Abbildung 61 – Rectus abdominis ..................................................................................... 98

Abbildung 62 – Obliquus externus abdominis .................................................................... 99 Abbildung 63 – Obliquus internus abdominis ................................................................... 100

Abbildung 64 – Biceps femoris ........................................................................................ 101

Abbildung 65 – Hamstrings .............................................................................................. 102

Abbildung 66 – Quadriceps .............................................................................................. 103 Abbildung 67 – Gastrocnemius ........................................................................................ 105

Abbildung 68 – Soleus ..................................................................................................... 106 Abbildung 69 – Vordere Wadenmuskulatur ..................................................................... 107 Abbildung 70 – Peroneus................................................................................................. 108

Abbildung 71 – Iliopsoas .................................................................................................. 109 Abbildung 72 – Gluteus maximus .................................................................................... 111 Abbildung 73 – Abduktoren .............................................................................................. 112

Abbildung 74 – oberflächliche Schicht der Adduktoren des Oberschenkels .................... 114 Abbildung 75 – M. adductor brevis .................................................................................. 114

Abbildung 76 – M. adductor magnus ............................................................................... 114

Abbildung 77 – Biceps ..................................................................................................... 116

Abbildung 78 – Triceps .................................................................................................... 117 Abbildung 79 – Deltoideus ............................................................................................... 118 Abbildung 80 – Rotatorenmanschette .............................................................................. 120

Abbildung 81 - Hypertrophie und Hyperplasie ................................................................. 123

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Kapitel 7 – Tabellenverzeichnis Tabelle 1 – Muskelfasertypen ............................................................................................ 78 Tabelle 2 – Hauptbewegungsrichtungen............................................................................ 86

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Lösungen der Aufgaben zur Selbstüberprüfung

Kapitel 1 – Sportbiologische Grundlagen:

1) Nennen Sie die Hauptbestandteile der menschlichen Zelle und beschreiben Sie ihre Funktionen.

Der Zellleib ist mit Zellflüssigkeit (Zytoplasma) gefüllt und für die Formgebung zustän-dig. Der Zellkern enthält die Erbinformationen (DNS) und ist deshalb für die Fortpflanzung sowie den Stoffwechsel wichtig. Die Zellmembran dient als Grenze zu umliegenden Zellen und spielt eine wichtige Rolle bei dem Austausch von Stoffen.

2) Welche Gewebearten unterscheiden wir im menschlichen Körper?

Muskel-, Nerven-, Binde- und Epithelgewebe

3) Welche Gewebetypen zählen wir zum Binde- und welche zum Stützgewebe?

Knochen, Knorpel, Bänder, Sehnen, Fettgewebe und das lockere bzw. straffe kolla-gene Bindegewebe

4) Welche Muskelarten unterscheiden wir?

Quergestreifte Skelettmuskulatur, glatte Muskulatur, Herzmuskulatur

Kapitel 2 – Passiver Bewegungsapparat:

5) Nennen Sie die Bestandteile des passiven Bewegungsapparates und deren jeweili-gen Funktion(en).

Knochen Schutz-, Stütz- und Hebelfunktion Knorpel Druckverteilung und Stoßdämpfung Bänder Führung einer Bewegung im Gelenk, Verbindung zweier Skelettknochen

Tipp Sollten Sie beim Lösen der Aufgaben Probleme haben, können Sie sich im Online Campus in der Lerngruppe dieses Lehrgangs über die Pinnwand mit Ihren Lehrgangskollegen austauschen. Natürlich steht Ihnen Ihr fachlicher Tutor ebenfalls über den Online Campus für Fragen zur Verfügung.

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6) Nennen Sie die verschiedenen Knorpelarten und geben Sie je einen Einsatzbereich für jede an.

Gelenkknorpel (Hyaliner Knorpel) in fast jedem Gelenk vorhanden

Faserknorpel Bandscheibe

Elastischer Knorpel Ohrmuschel

7) Beschreiben Sie den Aufbau eines echten Gelenkes.

Ein echtes Gelenk besteht aus zwei Gelenkpartnern, einer Gelenkkapsel, dem Knor-pel, der Gelenkhöhle und den dazugehörigen Bändern.

8) Nennen Sie Beispiele für unterschiedliche Gelenkarten.

Kugelgelenk Schulter

Scharniergelenk Ellenbogen

Zapfengelenk Gelenk zwischen Atlas und Axis

Sattelgelenk Daumenwurzelgelenk

Flaches Gelenk Wirbelbögen HWS

Eigelenk Handgelenk (proximal)

9) Beschreiben Sie den anatomischen Aufbau der Wirbelsäule. Nennen Sie für jeden Wirbelsäulenabschnitt die Anzahl der Wirbel sowie die Bezeichnung der physiologi-schen Wirbelsäulenkrümmung.

Halslordose (HWS) C1-C7

Brustkyphose (BWS) Th1-Th12

Lendenlordose (LWS) L1-L5

Kreuzbein S1-S5

Steißbein Co1-Co3-5

Bandscheiben insgesamt: 23

10) Was ist eine Skoliose und welche Formen der Skoliose gibt es?

Eine Skoliose ist eine seitliche Haltungsabweichung Thoracale und Lumbale Sko-liose

11) Beschreiben Sie Aufbau und Funktion der Bandscheibe. Gallertkern (nucleus pulposus) und Faserring (anulus fibrosis) dient der Stoß-dämpfung

12) Was verstehen Sie unter einem Rundrücken? Brustkyphose ist zu stark ausgeprägt.

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13) Was passiert bei einem Bandscheibenvorfall (Prolaps)? Durch eine einseitige Belastung/Bewegung wird der Faserring geschädigt (Risse). Durch eine ruckartige Gegenbewegung rutscht der Gallertkern an der beschädigten Stelle heraus. Sollte der Faserring nicht durchbrochen sein, spricht man von einer Protrusion (Vorwölbung), ist der Faserring jedoch komplett durchbrochen und tritt der Gallertkern aus, spricht man vom Prolaps (BSV).

14)Beschreiben Sie den Aufbau eines Wirbelkörpers. Querfortsätze, Dornfortsätze, Wirbelbogen, Wirbelloch und Gelenkfortsätze.

Kapitel 3 – Aktiver Bewegungsapparat

15) Nennen Sie die Bestandteile des aktiven Bewegungsapparates und ihre Funktion. Skelettmuskulatur und deren Hilfseinrichtungen (z. B. Sehnen), ermöglichen Bewe-gung und Kraftübertragung

16) Welche Muskelfasertypen unterscheidet man? Geben Sie je drei spezifische Merk-

male an! Typ I – ST-Fasern (langsam kontrahierend, ausdauernd, große Anzahl an Mito-chondrien) Typ IIa – Intermediärtyp (schnell kontrahierend, leicht ermüdbar, besitzt aerobe und anaerobe Enzyme) Typ IIb – FT-Fasern (kräftig, hoher Creatinphosphatgehalt, hoher Glykogengehalt, schnelle Erregungsleitung)

17) Erklären Sie die Ursache von Muskelkater und seine Behandlung. Durch ungewohnte Belastungen (Nerv-Muskel-Koordination noch ungeübt) entste-hen in den Muskelfasern kleine Risse (Mikrotraumen). Mit regenerativen Bewegung und Wärme kann man den Muskelkater behandeln.

18) Nennen Sie drei Hauptmuskelgruppen und ihre Funktionen.

M. quadrizeps femoris Extension im Kniegelenk, Flexion im Hüftgelenk

M. pectoralis major Adduktion und Innenrotation des Oberarms, Anteversion in der Schulter

Abdominale Muskulatur Flexion der BWS/LWS

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