Wie ist ein Gelenk überhaupt aufgebaut?
Im Prinzip sind alle Gelenke ähnlich: Jedes besteht aus einem (gewölbten) Gelenkkopf und einer (ausgehöhlten) Gelenkpfanne. Im Idealfall sind Form und Position der beiden Gelenkanteile exakt aufeinander abgestimmt und angepasst wie im Falle des Hüftgelenks. Zwar unterscheiden sich einzelne Gelenke in ihrer Form und Funktion, doch weisen sie immer die gleichen Strukturen auf. Im engeren Sinn besteht es aus drei Bestandteilen: Gelenkkapsel, Gelenkhöhle mit Gelenkschmiere, Gelenkfläche mit Knorpel. Aber auch die Strukturen um das eigentliche Gelenk sind wichtig, schließlich ist Bewegung ein Gemeinschaftswerk von Bändern, Muskeln, Sehnen und Gelenk. Sie bilden eine funktionelle Einheit.
Gelenkkapsel
Die Gelenkkapsel umschließt Gelenke von außen wie eine Manschette und verleiht ihnen dadurch Schutz und Stabilität. Die äußere Schicht der Kapsel besteht aus festem Bindegewebe und Fasern, sie verbindet die Knochen miteinander. Die innere Schicht ist die Gelenkinnenhaut.
Gelenkspalt/Gelenkhöhle mit Gelenkschmiere
Die Gelenkinnenhaut kleidet die Innenhaut der Gelenkkapsel aus und sondert die Gelenkschmiere bzw. Gelenkflüssigkeit (medizinisch: Synovia) in die Gelenkhöhle ab. Die Gelenkschmiere ähnelt in etwa rohem Eiweiß. Sie ist zäh, wenn das Gelenk ruht und wird dünnflüssig, sobald das Gelenk bewegt wird. Für gewöhnlich ist gerade so viel Gelenkflüssigkeit vorhanden, damit die Gelenkflächen in der Gelenkhöhle sehr dünn damit überzogen sind und bei Reibung geschützt sind. Die Gelenkflüssigkeit sorgt aber nicht nur für optimale Gleitfähigkeit des Gelenks, sie ernährt auch den Knorpel mit wichtigen Nährstoffen (z.B. mit Mineralstoffen und Aminosäuren).
Gelenkfläche mit Gelenkknorpel
Gelenkknorpel überziehen die Gelenkflächen der Knochen. Die Knorpel sind deshalb so wichtig, weil sie die natürliche Reibung zwischen den Knochen reduzieren und die Funktion eines natürlichen Stoßdämpfers übernehmen. Sie bestehen aus einem widerstandsfähigen und elastischen Gewebe, das die Knochensubstanz schützt und Erschütterungen sowie Bewegungen optimal abfängt. Da der Gelenkknorpel nicht an das Blutgefäßsystem angeschlossen ist, wird er gesondert ernährt: durch die Gelenkflüssigkeit.
Gelenkknorpel
Obwohl der Knorpel nicht mehr als ein paar Millimeter stark ist, spielt er in der Gelenkfunktion die Schlüsselrolle. Er ist Ausgangspunkt für den Beginn einer Arthrose. Was wie ein einfacher Gelenküberzug aussieht, ist in Wirklichkeit ein kompliziertes Netzwerk aus Knorpelzellen (Chondrozyten) und elastischen Kollagenfasern (Gerüst des Knorpels), die von einer Wasser bindenden Grundsubstanz umgeben sind. Dieser charakteristische Aufbau ist Voraussetzung für die Elastizität und enorme Druckfestigkeit des Knorpels.
Aufbau des Knorpels
Die rundlichen, in die Grundsubstanz und Kollagenfasern eingebetteten Knorpelzellen, sind die eigentlichen Stoffwechselzentren. Sie sind verantwortlich für Neubildung und Regeneration von Kollagen und Knorpelmasse. Um dieser Aufgabe gerecht zu werden, sind die Knorpelzellen auf die ständige Versorgung mit Wasser, Zucker und Aminosäuren durch die Gelenkflüssigkeit angewiesen. Die Grundsubstanz besteht nämlich aus einem Geflecht von Eiweiß und Eiweiß-Zucker-Verbindungen (Proteoglykane). Diese Eiweiß-Zucker-Verbindungen verleihen Spannkraft und Elastizität und binden Wasser (Knorpel bestehen etwa zu 60 bis 70% aus Wasser). Mit dem Flüssigkeitsgehalt wächst die Spannkraft und Belastbarkeit des Knorpels. Im Laufe eines Menschenalters verändert sich die Qualität des Knorpels allerdings: Die Zucker-Eiweiß-Verbindungen und die Fähigkeit Wasser zu speichern, nehmen ab. Die Folge: Auch die Elastizität und Spannkraft des Knorpels lassen nach.
Verschiedene Arten von Knorpel
Im Körper gibt es verschiedene Knorpelarten. Der (hyaline) Knorpel, der die Gelenkflächen überzieht, ist elastisch und von hoher Druckfestigkeit. Er hat wenig Fasern. Dagegen durchzieht der Knorpel von Bandscheiben und Menisken (Knorpelscheiben des Kniegelenks) ein dichtes Netz von Bindegewebsfasern. Dieser Aufbau garantiert eine hohe Widerstandkraft gegenüber mechanischen Belastungen.
Was ein starker Knorpel braucht
Der Knorpel besitzt keine direkte Anbindung an den Blutkreislauf. Er muss alle lebenswichtigen Nährstoffe aus der Gelenkflüssigkeit (Gelenkschmiere) aufnehmen. Diese wird von der Gefäßinnenhaut, die zahlreiche Blutgefäße enthält, in die Gelenkhöhle abgegeben. Über Diffusion gelangen frische Nährstoffe zum Knorpel, Abfallstoffe werden abtransportiert. Dieses körpereigene Beförderungssystem, wird beispielsweise schon beim normalen Gehen beschleunigt: Der stete Wechsel von Druckbelastung und -entlastung des Knorpels wirkt hierbei nämlich wie eine Art Pumpe. Dass der Knorpel keine Blutgefäße besitzt, hat Vor- und Nachteile. Vorteil: Er kann damit wesentlich stärkeren Belastungen standhalten. Wäre er von Blutgefäßen durchzogen, würden diese bei jeder Bewegung abgedrückt. Nachteil: Er ist von der Versorgung mit Nährstoffen von der Gelenkflüssigkeit abhängig und daher weniger regenerationsfähig. Verletzungen des Knorpels heilen aus diesem Grund wesentlich schlechter als andere Gewebearten.
Das Zusammenspiel mit Muskeln, Sehnen und Bändern
Gelenke und Muskulatur sind gute Partner und direkt aufeinander angewiesen: Nur wenn die Muskulatur kräftig ist, kann sie das Gelenk auch ausreichend stützen und stabilisieren. Über Sehnen, kräftige Bindegewebsstränge, sind die Muskeln mit dem Knochen verbunden. An stark beanspruchten Stellen, wie im Bereich der Hand, liegen die Sehnen zum Schutz in einer Art Kanal, den Sehnenscheiden.
Auch die Bänder bestehen aus festem Bindegewebe. Sie verbinden die Knochen direkt miteinander. Im Gegensatz zu den Muskeln sind die Bänder starr und lassen sich nicht zusammenziehen. Sie schränken die Beweglichkeit ein und begrenzen den Bewegungsspielraum, um das Gelenk vor Verrenkungen und schädlichen Bewegungen zu schützen.