Knochenstruktur und -klassifikation

Knochen ist ein spezialisiertes mineralisiertes Bindegewebe, das eine kollagene organische Matrix mit Kalzium-Phosphat-Mineral kombiniert, wodurch Knochen sowohl Zugfestigkeit als auch Druckfestigkeit erhalten. Knochen sind makroskopisch in dichte kortikale und poröse trabekuläre Bereiche gegliedert und werden konventionell nach ihrer Form in lange, kurze, platte, irreguläre und Sesambeine eingeteilt.

Definition

Knochen ist ein vaskularisiertes, mineralisiertes Bindegewebe, das die starren Organe des Skeletts bildet; Knochen werden nach ihrer Form in lange, kurze, platte, irreguläre und Sesambeine eingeteilt und sind auf Gewebeebene in kompakten (kortikalen) und spongiösen (trabekulären) Knochen organisiert.

Scope

Dieses Thema behandelt die makroskopische und gewebliche Organisation des Knochens (kortikaler versus trabekulärer Knochen, Periost, die Teile eines langen Knochens), die formbasierte Klassifikation der Knochen sowie die zellulären Prozesse der Knochenbildung, des Umbaus und des Wachstums, die die Skelettstruktur aufrechterhalten. Es handelt sich um eine referenz-edukative Darstellung der normalen Struktur, nicht um eine klinische Beratung.

Core questions

• Wie ist Knochengewebe in kortikalen und trabekulären Knochen organisiert?
• Welche benannten Teile hat ein typischer langer Knochen?
• Auf welcher Grundlage werden Knochen nach ihrer Form klassifiziert?
• Wie wachsen Knochen in der Länge und wie werden sie lebenslang umgebaut?

Key concepts

• Kortikaler (kompakter) Knochen und trabekulärer (spongiöser) Knochen
• Diaphyse, Metaphyse, Epiphyse und Wachstumsplatte
• Periost und Endost
• Formklassifikation: lange, kurze, platte, irreguläre, Sesambeine
• Osteoblasten, Osteozyten und Osteoklasten
• Knochenumbau und mechanische Anpassung
• Enchondrale und intramembranöse Ossifikation

Mechanisms

Knochen wird von Osteoblasten gebildet, von in der Matrix eingebetteten Osteozyten erhalten und von Osteoklasten resorbiert; die gekoppelte Wirkung dieser Zellen treibt den lebenslangen Umbau an. Lange Knochen verlängern sich an der knorpeligen Wachstumsplatte, wo Chondrozyten proliferieren, hypertrophieren und in einem streng regulierten Entwicklungsprogramm (Kronenberg, 2003) zunehmend durch Knochen ersetzt werden, wobei Matrixvesikel die Mineralisierung in der Wachstumsplattenmatrix initiieren (Kirsch et al., 2003). Die Frakturheilung rekapituliert Aspekte dieser Entwicklungsprozesse durch eine koordinierte molekulare Kaskade (Dimitriou et al., 2005). Über seine mechanische Rolle hinaus verhält sich Knochen als endokrines Organ: Osteoblasten-abgeleitetes Osteocalcin ist an der Regulation des Energiestoffwechsels beteiligt (Lee et al., 2007).

Clinical relevance

Das Verständnis der Knochenstruktur und -klassifikation ist die Grundlage für die Beschreibung von Frakturen, die Auswertung von Skelettradiographien und die Interpretation von Knochendichte- und Wachstumsstörungen. Der hier dargestellte Inhalt charakterisiert die normale Struktur und Physiologie zur Orientierung und ist keine Grundlage für die Diagnose oder Behandlung einer Einzelperson.

History

Die formbasierte Klassifikation der Knochen und die makroskopische Beschreibung der Knochenarchitektur sind seit langem Bestandteile der deskriptiven Osteologie, die in der Standardreferenzanatomie (Standring, 2020) kodifiziert sind, während das zelluläre und molekulare Verständnis von Knochenwachstum, -umbau und endokriner Funktion weitgehend ein Produkt der Forschung des späten 20. und frühen 21. Jahrhunderts ist.

Seminal works

• kronenberg-2003
• lee-2007
• standring-2020

Frequently asked questions

Was ist der Unterschied zwischen kortikalem und trabekulärem Knochen?

Kortikaler (kompakter) Knochen ist die dichte äußere Schale, die Festigkeit verleiht und den größten Teil des Schafts langer Knochen bildet, während trabekulärer (spongiöser) Knochen das poröse, gitterartige Innere ist, das an den Enden langer Knochen und innerhalb platter und irregulärer Knochen zu finden ist, Mark beherbergt und zur Lastverteilung beiträgt.

Wie werden Knochen nach ihrer Form klassifiziert?

Knochen werden konventionell nach ihrer Gesamtgeometrie in lange (z. B. Femur), kurze (z. B. Handwurzelknochen), platte (z. B. Sternum, Schädelkalotte), irreguläre (z. B. Wirbel) und Sesambeine (z. B. Patella) eingeteilt.