Bewegungsapparat (aktiv und passiv)

Aktiver und passiver Bewegungsapparat

Der menschliche Körper wird durch ein komplexes Organsystem in seiner Körpergestalt, der Körperhaltung sowie der Bewegung gesichert. Dies funktioniert durch die Synergie aus dem passiven und aktiven Bewegungsapparat. Passiver Bewegungsapparat bedeutet in dem Fall, dass es sich um das Grundgerüst unseres Körpers handelt, also Knochen, Knorpel und Gelenke, welche die Voraussetzung für Körperhaltung und -gestalt bilden. Um dieses stabile System beweglich zu gestalten, gibt es den aktiven Bewegungsapparat, welcher per Definition aus Sehnen, Muskeln und Faszien besteht.

Zusammen bilden sie eine funktionelle Einheit, die dem Körper zu den Leistungen und Möglichkeiten verhilft, die er sowohl im Alltag als auch im Sport benötigt. An diesem Punkt kommt der Fitnesstrainer zum Einsatz, denn hierbei ist höchste Fachkenntnis nötig, um möglichen körperlichen Verletzungen vorzubeugen oder diese rechtzeitig erkennen zu können. Insbesondere für die Bandscheiben und Knochen sowie Gelenke ist ein falsch ausgeführtes sportliches Training äußerst schädlich. Ein Trainer ohne das nötige anatomische Grundverständnis wird nicht in der Lage sein, seine Kunden langfristig verletzungsfrei und erfolgreich zu trainieren.

Passiver Bewegungsapparat

Als passives Bewegungssystem wird das Skelettsystem mit seinen Knochen des Schädels, des Schultergürtels, der Wirbelsäule, des Beckens und der oberen und unteren Extremitäten bezeichnet. Es übernimmt die Stütz-, Schutz- und Bewegungsfunktion des menschlichen Körpers. Doch erst mithilfe der Muskulatur wird Bewegung möglich. Sie greift mit ihren Hilfseinrichtungen an den knöchernen Strukturen an. Das passive Bewegungssystem besteht aus den Knochen, Gelenkknorpeln und Bändern.

• Knochen
• Knorpel
• Bänder
• Gelenke
• Wirbelsäule

Knochen

Das menschliche Skelett besteht aus 208 bis 214 Knochen (diese Varianz ergibt sich, weil sich einige Knochenstrukturen erst mit dem Heranwachsen tatsächlich ausbilden) und macht nur etwa 12 % des gesamten Körpergewichts aus. Die Knochen eines 70 kg schweren Menschen wiegen etwa 8,5 kg. Knochen sind lebendige Substanz: Zellgewebe ist eine Art Bindegewebe. In dieses Bindegewebe ist Kalzium eingelagert, das den Knochen hohe Festigkeit verleiht, sodass sie die lebenswichtigen Körperorgane schützen und stabilisieren können.

Funktionen der Knochen

• Stabilität, Statik des Körpers
• Schutz der inneren Organe
• Mineralspeicher
• Produktion der meisten Blutzellen
• Ansatzstellen für Muskeln (Bewegungsfunktion)

Anatomie des Knochens

Knochen gelten als eine besondere Form von Binde- und Stützgewebe und sind, wie eingangs bereits erläutert, primär für den Schutz der inneren Organe sowie Stabilität des Skeletts verantwortlich. Sie bestehen zu 60–70 % aus anorganischen Mineralien und zu 10–15 % aus Wasser. Die restlichen 20–25 % der Knochenmasse besteht aus organischen Substanzen. Besonders Kalziumsalze, die auch wichtig für diverse Funktionen des Körpers sind, Magnesiumphosphat sowie Kollagen und weitere Proteine bilden diese Substanzen des Knochens.

Knorpelgewebe

Das Knorpelgewebe ist ein festes, sowohl druck- als auch biegungselastisches, gefäßarmes Stützgewebe. Es besteht, wie die anderen Binde- und Stützgewebsarten, aus Zellen sowie Interzellularsubstanz. Die fixen Zellen – Chondrozyten oder Knorpelzellen genannt – sind ebenso wie deren Zellkern kugelförmig und enthalten viel Wasser, Fett und auch Glykogen. Die Interzellularsubstanz bestimmt mit der Art ihrer Zusammensetzung die Unterteilung des Knorpelgewebes in:

Hyaliner Knorpel

Der hyaline Knorpel besteht aus mehreren, großen, zellreichen und dicht beieinanderliegenden Knorpelzellen. Dadurch kommt es zu einer kräftigen Färbung des Knorpelgewebes. Sein Vorkommen ist beispielsweise im Kehlkopf oder bei den Rippenknorpeln.

Elastischer Knorpel

Der elastische Knorpel ist eher bestehend aus wenigen, kleinen Knorpelzellen und ist durch seine reichlichen, elastischen Fasernetze besonders belastbar und anpassungsfähig. Durch die Elastizität ist er deshalb in der Ohrmuschel, dem Ohrläppchen, den Stimmbändern sowie im Gehörgang wiederzufinden.

Faserknorpel

Auch als Bindegewebsknorpel bekannt enthält der Faserknorpel deutlich weniger Knorpelzellen als die anderen beiden Arten. Dafür lassen sich viele Kollagenfasern wiederfinden, die im Bündel für eine gewisse Stabilität in Verbindung mit Elastizität sorgen. Wiederzufinden ist der Faserknorpel beispielsweise bei den Bandscheiben oder als Meniskus im Knie.
Die Hauptaufgabe der Knorpel besteht darin, für eine reibungsarme Beweglichkeit zwischen Gelenken zu sorgen. Die Knorpel liegen zwischen den Gelenkenden und sorgen durch ihre Elastizität sowie Form für eine glatte Oberfläche, wodurch Reibung verringert wird. Besonders die Elastizität sorgt auch für eine Art Stoßdämpferfunktion bei ruckartigen oder starken Druckbelastungen. Sie sind in der Lage, ein Vielfaches des Körpergewichts als Kräfte abzufangen und schützen somit das gesamte Knochenskelett.

Bänder

Bänder stützen und halten das menschliche Skelett. Sie umgeben die meisten Gelenkstrukturen und sorgen somit für Sicherheit und Stabilität. Besonders deutlich wird die Wichtigkeit der Bänder, wenn es zu einer Verletzung dieser kommt und der Bewegungsapparat dadurch deutlich beeinträchtigt wird.

Ein Synonym für Band ist das Wort Ligament. Bei einem Ligament handelt es sich um kaum dehnbare Stränge aus Bindegewebe, die zwei Knochen miteinander verbinden. Zum Teil verhindern sie auch schlichtweg ein Verrutschen des Gelenks, indem Bänder zwischen beiden Enden des Gelenks verwachsen sind.

Anatomisch lassen sich Bänder als ein Zusammenschluss von vielen einzelnen, in dieselbe Richtung verlaufenden Bindegewebsstränge beschreiben. Dies macht sie zu äußerst starken, aber auch nur sehr gering dehnbaren Gewebestrukturen. Die parallel verlaufenden Stränge erlauben zudem nur die Dehnung in einer Richtung. Ein Band wirkt somit sehr starr und stabilisierend zwischen beiden Ansätzen des Bandes am Knochen.

Am Beispiel des Fußgelenks wird die Vielseitigkeit und Komplexität des Bandapparats des Körpers deutlich. Es gibt eine Vielzahl an verschiedenen Bändern im Sprunggelenk, die alle samt wichtige Funktionen übernehmen. Das instabile, aus vielen kleinen knöchernen Strukturen bestehende Sprunggelenk wird durch Bänder in diversen Richtungen stabilisiert, geschützt und zusammengehalten.

Gelenke

Das starre, feste und stabile System der Knochen benötigt eine Möglichkeit, um Körperbewegungen im Alltag überhaupt möglich zu machen. Dazu gibt es im Körper die Gelenke, welche bewegliche Verbindungen zweier Knochen darstellen. Das Bewegungsausmaß des Gelenks hängt dabei sehr stark von der Form und dem Aufbau des Gelenks ab. Diese Unterschiede in den Gelenken sind sehr wichtig. So müssen die Fingerknochen beispielsweise filigrane, zielgerichtete Greifbewegungen zulassen. Das Hüftgelenk hingegen muss einem intensiven Sprint mit enormen, einwirkenden Kräften standhalten. Somit weisen beide Gelenkarten eine unterschiedliche Form und Funktion auf. Grundsätzlich lässt sich aber festhalten, dass folgende Aspekte den Zusammenhalt eines Gelenks bestimmen:

• Körperschwerkraft
• Gelenkform/-art
• Muskelspannung
• Bandapparat um das Gelenk
• Extern einwirkende Kräfte/Lasten

Weiterhin lassen sich dadurch hinsichtlich der anatomischen Struktur zwei Formen des Zusammenhalts bei Gelenken definieren:

Kraftschlüssiger Zusammenhalt

Ein Gelenk, das primär durch Muskeln und Bänder zusammengehalten wird. Beispiel: Schultergelenk

Paarschlüssiger Zusammenhalt

Ein Gelenk, das primär durch die knöcherne, anatomische Struktur zusammengehalten wird. Beispiel: Hüftgelenk

Der Bandapparat nimmt im Hinblick auf die Gelenke eine besondere Funktion ein. Wie im dafür vorgesehenen Kapitel bereits besprochen wurde, sind Bänder auch hauptverantwortlich für eine Bewegungshemmung. Einige Bewegungen eines Gelenks sind vom Körper nicht vertretbar und werden deshalb von kräftigen, stabilen Bändern gehemmt. Somit wird beispielsweise ein an sich instabiles Schultergelenk durch einen komplexen Muskel- und Bandapparat in seiner Position gehalten.

Wirbelsäule

Die komplexe Funktionsweise unseres gesamten Körpers wird uns meist erst bewusst, wenn wir uns im Alltag und auch beim Sport nicht mehr schmerzfrei bewegen können. Es ist für viele Menschen eine Selbstverständlichkeit, dass besonders unsere Wirbelsäule wertvolle Arbeit für uns leistet – Tag für Tag. Erkrankungen oder Störungen in diesem System sind deshalb ein großer Einschnitt in die Lebensqualität und können den Alltag negativ beeinflussen. Damit dem vorgebeugt werden kann, ist ein stets korrekt ausgeführtes, sportliches Training nötig. Dort greift der Fitnesstrainer ein, denn seine Aufgabe ist es, dass sein erstellter Trainingsplan auch adäquat durchgeführt wird. Wie bereits zuvor erwähnt, ist dazu das anatomische Wissen essenziell und dazu gehört auch die Funktionsweise und der Aufbau der Wirbelsäule, welche im nachfolgenden Modul erläutert werden. Die Hauptaufgabe der Wirbelsäule liegt zum einen in der Mobilisation und Abfederung des Rumpfes in alle Richtungen und zum anderen in der Schutzfunktion des Rückenmarks, welches durch den Wirbelkanal verläuft. Eine Verletzung in dieser Region, geschuldet durch falschen Sport, kann den Kunden lebenslang beeinträchtigen. Darüber hinaus kann sich ein passendes sportliches Training für Menschen mit Beeinträchtigungen im Bereich der Wirbelsäule positiv auswirken. Eine stets fachkundige Entscheidung und Handlung seitens des Trainers ist nötig, um langfristig gesundheitsbewussten Sport ausführen und planen zu können.

Die Wirbelsäule besteht, von oben nach unten, aus:

• 7 Halswirbeln
• 12 Brustwirbeln
• 5 Lendenwirbeln
• 5 verwachsenen Wirbeln am Kreuzbein
• 4–5 verkümmerten Wirbeln am Steißbein

Insgesamt gibt es somit neun bis zehn starre und 24 bewegliche Wirbel. Von der Seite betrachtet ist die Wirbelsäule doppel-s-förmig gebogen und ermöglicht dadurch den aufrechten Gang. Ihre Form wird durch Bänder und Sehnen aufrechterhalten. Sie federt den Schädel und das Gehirn gegen Stöße ab und schützt das Rückenmark in den Wirbeln. Zusammen mit den Rippen schützt sie auch die inneren Organe. Die einzelnen Wirbel sind durch Bandscheiben miteinander verbunden.

Aktiver Bewegungsapparat

Wie auch beim passiven Bewegungsapparat, handelt es sich hierbei um anatomische Grundlagen bezüglich des menschlichen Körpers. Die Bestandteile des aktiven Bewegungsapparates sind die Skelettmuskulatur, die Sehnen und Hilfseinrichtungen der Skelettmuskulatur (Sehnenscheiden, Schleimbeutel und Sesambeine).

Besonders interessant gestaltet sich der Zusammenhang der Bewegungssysteme und ihrer einzelnen Aufgabengebiete, denn gemeinsam bilden sie erst das komplexe Organsystem, welches dem Körper die Vielzahl an Möglichkeiten der Bewegung und Stabilisation bietet.

• Sehnenscheide
• Schleimbeutel
• Sesambeine
• Skelettmuskulatur

Sehnenscheide

Als Sehnenscheide wird eine mit Synovia gefüllte Hülle um eine Sehne bezeichnet. Dadurch übernehmen sie, ähnlich wie Schleimbeutel, eine Schutzfunktion. Gleichzeitig wird die Reibung mit der Sehne verringert. Dies ist besonders an Stellen wichtig, an denen Sehnen mit erhöhter Spannung über Gelenke laufen.
Der Aufbau kennzeichnet sich durch:

• Eine äußere Bindegewebsschicht (Stratum fibrosum)
Eine innere Synovialschicht (Stratum synoviale)

Die Synovialschicht bildet eine Doppellamelle, wobei das äußere Blatt mit der Bindegewebsschicht und das innere Blatt mit der Sehne verbunden ist. Die Umschlagstelle zwischen den beiden Blättern, also Wand- und Sehnenblatt, wird als Mesotendineum bezeichnet. Dieses verbindet wiederum die Sehne mit Nerven und Gefäßen. Wie in Abbildung 5.15 zu erkennen ist, befindet sich zwischen beiden Schichten ein Gleitraum, der mit der Synovia gefüllt ist.

Schleimbeutel

Als Schleimbeutel werden flüssigkeitsgefüllte Kissen bezeichnet, welche an Stellen mit erhöhter Druckbelastung auftreten. Wie auch bei der Sehnenscheide unterscheidet man:

• Äußere Bindegewebsschicht (Stratum fibrosum)
• Innere Synovialschicht (Stratum synoviale)

Letzteres ist für die Bereitstellung der Schleimbeutelflüssigkeit (Synovia) verantwortlich. Nach der Lage der Schleimbeutel wird unterschieden in:

• Hautschleimbeutel (Bursa subcutanea): An Stellen der Haut untergelagert, wo diese direkt einem Knochen aufliegt
• Sehnenschleimbeutel (Bursa subtendinea): Zwischen Sehnen und knöcherner Unterlage
• Bandschleimbeutel (Bursa subligamentosa): Zwischen Bändern und knöcherner Unterlage

In ihrem Auftreten werden sie unterschieden in:

• Konstante (angeborene) Schleimbeutel: Sind angeboren und bei allen Menschen an der gleichen Stelle vorhanden.
• Erworbene (reaktive) Schleimbeutel: Entstehen erst nach der Geburt und müssen nicht bei allen Menschen vorhanden sein. Viele Hautschleimbeutel entstehen meist als Reaktion auf besondere Belastungen.

Sesambeine

Ein Sesambein (Os sesamoideum) ist ein kleiner Knochen, der in eine Sehne eingewachsen ist und für einen zusätzlichen Abstand zum Knochen sorgt. Dadurch entsteht ein größerer Hebel für die Sehne, sodass eine geringere Kraft notwendig wird, um den mit der Sehne verbundenen Knochen zu bewegen. Zudem verhindern Sesambeine, dass Sehnen bei ihrem Verlauf über ein Gelenk durch Druckbelastung geschädigt werden. Das bekannteste und zugleich größte Sesambein ist die Kniescheibe, die in die Sehne des Quadrizeps eingelagert ist. Durch diese Konstruktion kann der Unterschenkel leicht gestreckt werden, ohne dass der Oberschenkel noch mehr Muskelmasse aufweisen muss.

Skelettmuskulatur

Die aktive Bewegung des Körpers entsteht durch den Wechsel zwischen Kontraktion und Erschlaffung quergestreifter Muskulatur (Skelettmuskulatur). Die Skelettmuskulatur macht ca. 45 % der Körpermasse aus. Sie besteht aus hoch spezialisierten Zellen, die vier Grundeigenschaften aufweisen:

• Sie sind erregbar – sie können auf Nervenreize reagieren.
• Sie sind kontraktil – sie können sich verkürzen.
• Sie sind dehnbar – sie lassen sich auseinanderziehen.
• Sie sind elastisch – sie kehren nach Dehnung oder Kontraktion in ihre ursprüngliche Ruhelage zurück.

Aufgrund seiner Fähigkeit zur Kontraktion (Zusammenziehen) kann der Skelettmuskel gleich drei wichtige Aufgaben erfüllen:

• Die aktive Bewegung des Körpers
  Sie ist sichtbar beim Laufen oder Rennen und bei lokalen Bewegungen.
• Die aufrechte Körperhaltung
  Die Skelettmuskulatur ermöglicht den aufrechten Gang infolge einer kontinuierlichen Stimulation von Muskelzellen. Durch das zentrale Nervensystem wird der Körper in sitzender oder stehender Position gehalten, ohne aktiv darauf achten zu müssen.
• Wärmeproduktion
  Von der Energie, die zur Muskelarbeit eingesetzt wird, können nur 45 % für die Kontraktion selbst verwendet werden. Als „Abfallprodukt“ entsteht die Körperwärme. Bei Unterkühlung oder bei akuten fieberhaften Krankheiten, wie auch beispielsweise Schüttelfrost, wird die Muskulatur jedoch ausschließlich zum Zweck der Wärmeproduktion kontrahiert (Kältezittern). Insgesamt werden so bis zu 85 % der Körperwärme durch Muskeln erzeugt.

Literaturangaben

Rost, R. (2001). Lehrbuch der Sportmedizin

Tillmann, B. (2016). Atlas der Anatomie des Menschen

Schünke, M. et al. (2014). Prometheus Lernatlas der Anatomie

Fanghänel, J. et al. (2003). Waldeyer – Anatomie des Menschen