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38.3C: Arten von Synovialgelenken - Biologie

38.3C: Arten von Synovialgelenken - Biologie



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Lernziele

  • Unterscheiden Sie zwischen den sechs Kategorien von Gelenken nach Form und Struktur

Arten von Synovialgelenken

Synovialgelenke werden auf der Grundlage der Form und Struktur des Gelenks weiter in sechs verschiedene Kategorien eingeteilt. Die Form des Gelenks beeinflusst die Art der Bewegung, die das Gelenk erlaubt. Diese Gelenke können als Planar-, Scharnier-, Dreh-, Kondyloid-, Sattel- oder Kugelgelenke beschrieben werden.

Planare Verbindungen

Planare Gelenke haben Knochen mit Gelenkflächen, die flach oder leicht gekrümmt sind. Diese Gelenke ermöglichen Gleitbewegungen; daher werden die Gelenke manchmal als Gleitgelenke bezeichnet. Der Bewegungsbereich ist begrenzt und beinhaltet keine Rotation. Planare Gelenke finden sich in den Handwurzelknochen der Hand und den Fußwurzelknochen sowie zwischen den Wirbeln.

Scharniergelenke

Bei Scharniergelenken passt das leicht abgerundete Ende des einen Knochens in das leicht hohle Ende des anderen Knochens. Auf diese Weise bewegt sich ein Knochen, während der andere stationär bleibt, ähnlich wie bei einem Türscharnier. Der Ellenbogen ist ein Beispiel für ein Scharniergelenk. Das Knie wird manchmal als modifiziertes Scharniergelenk klassifiziert.

Drehgelenke

Drehgelenke bestehen aus dem abgerundeten Ende eines Knochens, der in einen vom anderen Knochen gebildeten Ring passt. Diese Struktur ermöglicht eine Rotationsbewegung, da sich der abgerundete Knochen um seine eigene Achse bewegt. Ein Beispiel für ein Drehgelenk ist das Gelenk des ersten und zweiten Halswirbels, das es dem Kopf ermöglicht, sich hin und her zu bewegen. Das Gelenk des Handgelenks, mit dem die Handfläche nach oben und unten gedreht werden kann, ist ebenfalls ein Drehgelenk.

Kondyloidgelenke

Kondyloidgelenke bestehen aus einem ovalen Ende eines Knochens, das in eine ähnlich ovale Vertiefung eines anderen Knochens passt. Dies wird manchmal auch als Ellipsoidgelenk bezeichnet. Diese Art von Gelenk ermöglicht eine Winkelbewegung entlang zweier Achsen, wie in den Gelenken des Handgelenks und der Finger zu sehen ist, die sich von einer Seite zur anderen und von oben nach unten bewegen können.

Sattelgelenke

Jeder Knochen in einem Sattelgelenk ähnelt einem Sattel mit konkaven und konvexen Abschnitten, die zusammenpassen. Sattelgelenke ermöglichen Winkelbewegungen ähnlich den Kondyloidgelenken, jedoch mit einem größeren Bewegungsumfang. Ein Beispiel für ein Sattelgelenk ist das Daumengelenk, das sich hin und her sowie auf und ab bewegen kann; es kann sich freier bewegen als das Handgelenk oder die Finger.

Kugelgelenke

Kugelgelenke besitzen ein abgerundetes, kugelähnliches Ende eines Knochens, das in eine becherartige Pfanne eines anderen Knochens passt. Diese Organisation ermöglicht den größtmöglichen Bewegungsspielraum, da alle Bewegungsarten in alle Richtungen möglich sind. Beispiele für Kugelgelenke sind das Schulter- und Hüftgelenk.

Die Rolle des Rheumatologen

Rheumatologen sind Ärzte, die sich auf die Diagnose und Behandlung von Erkrankungen der Gelenke, Muskeln und Knochen spezialisiert haben. Sie diagnostizieren und behandeln Krankheiten wie Arthritis, Muskel-Skelett-Erkrankungen, Osteoporose und Autoimmunerkrankungen wie ankylosierende Spondylitis und rheumatoide Arthritis.

Rheumatoide Arthritis (RA) ist eine entzündliche Erkrankung, die hauptsächlich die Synovialgelenke der Hände, Füße und der Halswirbelsäule betrifft. Betroffene Gelenke werden geschwollen, steif und schmerzen. Obwohl bekannt ist, dass RA eine Autoimmunerkrankung ist, bei der das körpereigene Immunsystem fälschlicherweise gesundes Gewebe angreift, bleibt die Ursache von RA unbekannt. Immunzellen aus dem Blut dringen in die Gelenke und die Gelenkinnenhaut ein und verursachen Knorpelabbau, Schwellungen und Entzündungen der Gelenkschleimhaut. Der Abbau von Knorpel führt dazu, dass die Knochen aneinander reiben und Schmerzen verursachen. RA ist bei Frauen häufiger als bei Männern; das Erkrankungsalter liegt in der Regel bei 40–50 Jahren.

Rheumatologen diagnostizieren RA anhand von Symptomen (Gelenkentzündung und -schmerzen), Röntgen- und MRT-Bildgebung sowie Blutuntersuchungen. Die Arthrographie, eine Art der medizinischen Bildgebung von Gelenken, verwendet ein Kontrastmittel, beispielsweise einen Farbstoff, der für Röntgenstrahlen undurchlässig ist. Dadurch können die Weichteilstrukturen von Gelenken wie Knorpel, Sehnen und Bänder visualisiert werden. Ein Arthrogramm unterscheidet sich von einer normalen Röntgenaufnahme dadurch, dass neben den Gelenkknochen auch die Oberfläche der Weichteile, die das Gelenk auskleiden, gezeigt wird. Ein Arthrogramm ermöglicht es, frühzeitig degenerative Veränderungen des Gelenkknorpels zu erkennen, bevor die Knochen betroffen sind.

Derzeit gibt es keine Heilung für RA; Rheumatologen haben jedoch eine Reihe von Behandlungsmöglichkeiten zur Verfügung. Frühe Stadien können behandelt werden, indem die betroffenen Gelenke mit einem Gehstock oder Gelenkschienen ruhen, um Entzündungen zu minimieren. Wenn die Entzündung zurückgegangen ist, kann Sport zur Stärkung der das Gelenk umgebenden Muskeln verwendet werden, um die Gelenkflexibilität zu erhalten. Bei größeren Gelenkschäden können Medikamente zur Schmerzlinderung und Entzündungshemmung eingesetzt werden. Entzündungshemmende Medikamente wie Aspirin, topische Schmerzmittel und Kortikosteroid-Injektionen können verwendet werden. Bei schweren Gelenkschäden kann eine Operation erforderlich sein.

Wichtige Punkte

  • Planare Gelenke haben Knochen mit Gelenkflächen, die flach oder leicht gekrümmt sind und eine begrenzte Bewegung ermöglichen; Drehgelenke bestehen aus dem abgerundeten Ende eines Knochens, das in einen Ring passt, der vom anderen Knochen gebildet wird, um eine Drehbewegung zu ermöglichen.
  • Scharniergelenke wirken wie das Scharnier einer Tür; das leicht abgerundete Ende des einen Knochens passt in das leicht hohle Ende des anderen Knochens; ein Knochen bleibt stationär.
  • Kondyloidgelenke bestehen aus einem ovalen Ende eines Knochens, das in eine ähnlich ovale Vertiefung eines anderen Knochens passt, um eine Winkelbewegung entlang zweier Achsen zu ermöglichen.
  • Sattelgelenke umfassen konkave und konvexe Abschnitte, die zusammenpassen und Winkelbewegungen ermöglichen; Kugelgelenke umfassen ein abgerundetes, kugelähnliches Ende eines Knochens, das in eine becherartige Pfanne eines anderen Knochens passt, was den größten Bewegungsumfang ermöglicht.
  • Rheumatologen diagnostizieren und behandeln Gelenkerkrankungen wie rheumatoide Arthritis und Osteoporose.
  • Immunzellen dringen in Gelenke und Synovium ein und verursachen Knorpelabbau, Schwellungen und Entzündungen der Gelenkauskleidung, die den Knorpel abbauen, was dazu führt, dass die Knochen aneinander reiben und Schmerzen verursachen.

Schlüsselbegriffe

  • Kondyloidgelenk: besteht aus einem ovalen Ende eines Knochens, das in eine ähnlich ovale Vertiefung eines anderen Knochens passt
  • Kugelgelenk: besteht aus einem abgerundeten, kugelförmigen Ende eines Knochens, das in eine becherartige Pfanne eines anderen Knochens passt, wodurch sich das erste Segment um eine unbegrenzte Anzahl von Achsen bewegen kann, die ein gemeinsames Zentrum haben
  • rheumatoide Arthritis: chronische, fortschreitende Erkrankung, bei der das Immunsystem die Gelenke angreift; gekennzeichnet durch Schmerzen, Entzündungen und Schwellungen der Gelenke, Steifheit, Schwäche, Mobilitätsverlust und Deformität

Kapitelzusammenfassung

Die drei Arten von Skelettkonstruktionen sind hydrostatische Skelette, Exoskelette und Endoskelette. Ein hydrostatisches Skelett wird durch ein flüssigkeitsgefülltes Kompartiment gebildet, das unter hydrostatischem Druck gehalten wird. Die Bewegung wird durch die Muskeln erzeugt, die Druck auf die Flüssigkeit erzeugen. Ein Exoskelett ist ein hartes äußeres Skelett, das die äußere Oberfläche eines Organismus schützt und die Bewegung durch im Inneren befestigte Muskeln ermöglicht. Ein Endoskelett ist ein inneres Skelett aus hartem, mineralisiertem Gewebe, das durch Anheftung an Muskeln auch Bewegungen ermöglicht. Das menschliche Skelett ist ein Endoskelett, das aus dem axialen und appendikulären Skelett besteht. Das Achsenskelett besteht aus den Knochen des Schädels, den Gehörknöchelchen, dem Zungenbein, der Wirbelsäule und dem Brustkorb. Der Schädel besteht aus acht Schädelknochen und 14 Gesichtsknochen. Sechs Knochen bilden die Gehörknöchelchen des Mittelohrs, während sich das Zungenbein im Hals unter dem Unterkiefer befindet. Die Wirbelsäule enthält 26 Knochen und umgibt und schützt das Rückenmark. Der Brustkorb besteht aus dem Brustbein, den Rippen, den Brustwirbeln und den Rippenknorpeln. Das Blinddarmskelett besteht aus den Gliedmaßen der oberen und unteren Gliedmaßen. Der Brustgürtel besteht aus den Schlüsselbeinen und den Schulterblättern. Die obere Extremität enthält 30 Knochen in Arm, Unterarm und Hand. Der Beckengürtel verbindet die unteren Gliedmaßen mit dem Achsenskelett. Die untere Extremität umfasst die Knochen des Oberschenkels, des Beines und des Fußes.

38.2 Knochen

Knochen oder Knochengewebe ist Bindegewebe, das spezialisierte Zellen, Mineralsalze und Kollagenfasern enthält. Das menschliche Skelett kann in lange Knochen, kurze Knochen, flache Knochen und unregelmäßige Knochen unterteilt werden. Kompaktes Knochengewebe besteht aus Osteonen und bildet die äußere Schicht aller Knochen. Schwammiges Knochengewebe besteht aus Knochenbälkchen und bildet den inneren Teil aller Knochen. Knochengewebe besteht aus vier Zelltypen: Osteozyten, Osteoklasten, Osteoprogenitorzellen und Osteoblasten. Ossifikation ist der Prozess der Knochenbildung durch Osteoblasten. Die intramembranöse Ossifikation ist der Prozess der Knochenentwicklung aus fibrösen Membranen. Endochondrale Ossifikation ist der Prozess der Knochenentwicklung aus hyaliner Knorpel. Lange Knochen verlängern sich, wenn sich Chondrozyten teilen und hyaliner Knorpel absondern. Osteoblasten ersetzen Knorpel durch Knochen. Appositionelles Wachstum ist die Zunahme des Knochendurchmessers durch die Zugabe von Knochengewebe an der Knochenoberfläche. Der Knochenumbau umfasst die Prozesse der Knochenablagerung durch Osteoblasten und der Knochenresorption durch Osteoklasten. Die Knochenreparatur erfolgt in vier Phasen und kann mehrere Monate dauern.

38.3 Gelenke und Skelettbewegung

Die strukturelle Klassifikation der Gelenke unterteilt sie in Knochen-, Faser-, Knorpel- und Synovialgelenke. Die Knochen der fibrösen Gelenke werden durch fibröses Bindegewebe zusammengehalten. Die drei Arten von fibrösen Gelenken sind Nähte, Syndesomen und Gomphos. Knorpelgelenke sind Gelenke, bei denen die Knochen durch Knorpel verbunden sind. Die beiden Arten von Knorpelgelenken sind Synchondrosen und Symphysen. Synovialgelenke sind Gelenke, die einen Zwischenraum zwischen den angrenzenden Knochen haben. Die funktionelle Klassifikation unterteilt Gelenke in drei Kategorien: Synarthrosen, Amphiarthrosen und Diarthrosen. Die Bewegung der Synovialgelenke kann in vier verschiedene Arten eingeteilt werden: Gleit-, Winkel-, Rotations- oder Sonderbewegung. Gleitbewegungen treten auf, wenn sich relativ flache Knochenoberflächen aneinander vorbeibewegen. Winkelbewegungen entstehen, wenn sich der Winkel zwischen den Knochen eines Gelenks ändert. Rotationsbewegung ist die Bewegung eines Knochens, während er sich um seine eigene Längsachse dreht. Spezielle Bewegungen umfassen Inversion, Eversion, Protraktion, Retraktion, Elevation, Depression, Dorsalflexion, Plantarflexion, Supination, Pronation und Opposition. Synovialgelenke werden auch auf der Grundlage der Form und Struktur des Gelenks in sechs verschiedene Kategorien eingeteilt: Planar-, Scharnier-, Pivot-, Kondyloid-, Sattel- und Kugelgelenk.

38.4 Muskelkontraktion und Fortbewegung

Der Körper enthält drei Arten von Muskelgewebe: Skelettmuskel, Herzmuskel und glatte Muskulatur. Das Skelettmuskelgewebe besteht aus Sarkomeren, den funktionellen Einheiten des Muskelgewebes. Muskelkontraktion tritt auf, wenn sich Sarkomere verkürzen, wenn dicke und dünne Filamente aneinander vorbeigleiten, was als Gleitfilamentmodell der Muskelkontraktion bezeichnet wird. ATP liefert die Energie für die Bildung von Querbrücken und das Gleiten der Filamente. Regulatorische Proteine ​​wie Troponin und Tropomyosin kontrollieren die Bildung von Kreuzbrücken. Die Erregungs-Kontraktions-Kopplung wandelt das elektrische Signal des Neurons über Acetylcholin in ein elektrisches Signal an der Muskelmembran um, das die Krafterzeugung einleitet. Die Anzahl der sich zusammenziehenden Muskelfasern bestimmt, wie viel Kraft der gesamte Muskel erzeugt.


Ähnlich wie Gleitgelenke unterscheiden sich Kondyloidgelenke dadurch, dass sie eine unregelmäßige Oberfläche haben, in der sich die Knochen aneinander vorbeibewegen. Diese Art von Joint ist wie zwei ineinander verschachtelte Schüsseln. Das Radiokarpalgelenk des Handgelenks ist ein Beispiel für ein kondyloides Synovialgelenk.

Sattelgelenke zeichnen sich durch zwei Knochen aus, die ähnlich wie bei einem Reiter im Sattel zusammenpassen. Diese Art der Artikulation ermöglicht eine Biegebewegung in mehrere Richtungen ohne zu gleiten. Das Karpal-Metacarpal-Gelenk des Daumens ist ein Beispiel für ein Sattelsynovialgelenk.