Knochengesundheit
Was sind Knochen?
Knochen sind Organe, die in Abhängigkeit der Form und der Lage im Körper verschiedene Funktionen aufweisen. Die Gesamtheit der Knochen wird als Skelett bezeichnet. Das menschliche Skelett besteht aus circa 205 Knochen, welche circa 12 bis 15% des Körpergewichtes betragen. Bei der Geburt sind nur wenige Knochenteile fertig ausgebildet und werden erst nach und nach aus Knorpel zum festen Knochen umgebaut. Knochen reagieren auf Druck- und Zugbelastungen, die durch Bewegung entstehen. Dadurch können sie auf wechselnde Bedürfnisse und Belastungen reagieren und sich anpassen.
Funktionen der Knochen
Unser Skelett bildet die Struktur und Form unseres Körpers. Es bietet uns Halt durch seine stützende Funktion. Das Skelett ist auch Teil des Bewegungsapparates. Dazu zählen auch Gelenke, welche aus Knochen und Knorpel bestehen, sowie Muskeln, die an den Knochen befestigt sind. Zusammen ermöglichen sie jede Bewegung, wie z.B. das präzise Greifen durch unsere Finger. Neben der Beweglichkeit bieten unsere Knochen auch den inneren Organen Schutz. So ist das Gehirn durch den Schädel und das Herz und die Lunge durch die Rippen geschützt. Im Inneren von meist langen Knochen befindet sich das Knochenmark. Dieses enthält Stammzellen, welche für die Blutbildung verantwortlich sind. Unsere Knochen haben auch eine wichtige Speicherfunktion. Der Hauptanteil von Knochen ist das Mineral Calcium. Dieses wird nicht nur für die Stabilität der Knochen benötigt, sondern auch für die Funktion von Nerven und Muskeln (z.B. das Herz). Der Körper hält das Calcium im Blutkreislauf konstant. Nimmt man zu wenig Calcium durch die Nahrung auf, mobilisiert der Körper das gespeicherte Mineral aus den Knochen.
Architektur der Knochen
Unsere Knochen bestehen zum einen aus einem härteren, kortikalen Anteil (Kompakta), welcher für die Stärke verantwortlich ist und Biegungen und Verdrehungen widerstehen kann. Zum anderen gibt es den schwammartigen, spongiösen Teil (Trabekel), welches als verzweigtes Netzwerk aufgebaut ist und dem Knochen Elastizität verleiht. Die Gesamtmasse des Knochens besteht zu 80% aus härterem und zu 20% aus schwammartigem Anteil. Knochen setzen sich zu 2/3 aus Mineralien, vor allem Hydroxylapatit (Calcium & Phosphat), und zu 1/3 aus organischen Substanzen (Kollagen) zusammen. Zusätzlich enthalten sie verschiedene Zellen, die auf äußere Reize reagieren können. So kann, z.B. durch Bewegung, der Knochen umgebaut und gestärkt werden.
Knochen als lebendiges Organ
Der Knochen wird in unserem gesamten Leben drei – bis viermal vollständig erneuert. Ständig werden gleichzeitig an 1 – 10 Millionen Stellen unseres Skeletts kleine Knocheneinheiten abgestoßen und durch neue Knochensubstanz ersetzt. Beginnt eine Knochenumbauphase, lösen zunächst sogenannte Osteoklasten den Knochen innerhalb von 1 bis 3 Wochen auf. Diese Phase wird als Resorptionsphase (Knochenabbau) genannt. Anschließend beginnt die Formationsphase (Knochenaufbau), welche über Monate andauert. In dieser Phase bildet sich neue Knochenmatrix. Nach und nach wird diese Matrix durch die Einlagerung von Calcium und Phosphat mineralisiert, wodurch der Knochen fester und stärker wird. Im gesunden Menschen steht dieser Abbau- und Aufbauprozess im Gleichgewicht. Altert ein Knochen, kann dieser durch Mineralverlust und Kollagenalterung an Festigkeit und Elastizität verlieren und leichter brechen.
Die Fähigkeit, dass sich Knochen erneuern können, hilft auch bei der Reparatur eines gebrochenen, verletzten Knochens. Liegen die gebrochenen Enden des Knochens eng aneinander (z.B. durch einen glatten Bruch oder durch eine Operation), können sich die weichen Strukturen (Trabekel) wieder neu verbinden und zusammenwachsen. Nach einigen Wochen kann in der Regel der Knochen wieder voll belastet werden. Entsteht ein Knochenbruch bereits aufgrund geringer Belastung, kann es sich um eine osteoporotische Fraktur handeln.
Bewegung und Sport passen den Knochen an die Belastung an
Entsteht aufgrund einer Erkrankung ein erhöhtes Frakturrisiko, neigt man dazu, aus Angst vor einem Knochenbruch den Sport zu vermeiden. Aber gerade Bewegung ist notwendig, um die Knochen zu stärken. Durch eine regelmäßige Bewegung wird der Muskelaufbau gefördert. Es entsteht gleichzeitig eine Belastung auf den Knochen, wodurch der Knochenumbau und letztendlich der Knochenaufbau gefördert werden, da der Knochen sich der Belastung anpasst. Sowohl die höhere Muskelmasse als auch die stärkeren Knochen führen zu mehr Stabilität des Körpers. Dadurch kann auch das Sturzrisiko minimiert werden und die Gefahr eines Knochenbruches verringert sich. Daher sollte sich jeder mindestens zweimal pro Woche ausgiebig bewegen. Dafür reichen schon längere Spaziergänge, Yoga oder Übungen mit einem elastischen Übungsband in den eigenen vier Wänden. Wer sich wenig bewegt, wird über längere Zeit Muskeln und Knochenmasse verlieren.
Osteoporose bei Astronauten
Osteoporose bei Astronauten
Die Notwendigkeit der Belastung von Knochen zeigt sich besonders bei Astronauten. Befinden sich diese im Weltall in der Schwerelosigkeit, droht ihnen der Knochenmasseverlust. Kehren Astronauten auf die Erde zurück, wird die verlorengegangene Knochensubstanz wieder aufgebaut. Durch die Erdanziehung entsteht auf den Knochen Druck, wodurch der Knochenaufbau stimuliert wird. Deshalb müssen Astronauten im Weltall täglich Sport machen, um den Verlust an Knochen und Muskel etwas abzumildern.