Stoffwechsel – Übersicht

Ein paar allgemeine Infos zum Stoffwechsel, danach wird es spezifischer

was bedeutet Katabol?

Abbau von großen zu kleinen Komplexen

Es sind exergonische oder exogene Reaktionen- Abbau von Nährstoffen und Molekülen unter O2 zu CO2 und H2O. Für den Abbau brauchen wir also Sauerstoff.

Freiwerdende Energie wird als Phosphatverbindung (z.b. ATP gespeichert) oder als Wärme abgegeben

Überangebot von Nährstoffen führt nicht zu ATP Bildung, Energie wird als Glykogen in der Leber oder als Reservefett gespeichert. Im Hugerzustand wird je nach Bedarf glykogenspeicher,  reservefett und erst ganz zum Schluss körpereigene Proteine abgebaut.

Was bedeutet Anabol? Aufbau von einfachen zu komplexen Verbindungen.

Bestimmt durch Nährstoffangebot und Bedarf (gesetzte Reize, z.b. muskeltraining).

Endergonische oder endogene Reaktion- unter Verbrauch von ATP Synthese der zelleigenen Makromoleküle.

←Anabol

ADP + P ↔ ATP

→ katabol

Kataboler Stoffwechsel

Stufe I: Nährstoffe und körpereigene Makromoleküle werden zu ihren Bausteinen abgebaut.

Stufe II: Bausteine werden zu Acetyl-Coenzym A abgebaut.

Stufe III: Acetyl-CoA wird oxidativ zu CO2 und H2 O abgebaut. Der Abbau der Makromoleküle konvergiert über gemeinsame Abbaustufen zu den wenigen Endprodukten. Alle Abbauwege finden sich zusammen in einem zentralen Reaktionszyklus, dem Citratzyklus. Nucleinsäuren sind nicht berücksichtigt, weil sie quantitativ unwichtig sind. Ebenso sind andere Stoffwechselendprodukte als CO2 und H2 O, wie z.B. NH3 oder Harnstoff als Endprodukte des Stickstoffs von Aminosäuren, nicht aufgeführt

 

Viele der Zyklen laufen genauso rückwärts wie vorwärts, aber einige schaffen das aufgrund der starken Gleichgewichtsverschiebung zu einer Seite nicht. Wichtig ist, dass entweder Katabolismus herscht oder Anabolismus, sodass die einzelnen Schritte nicht unter Verbrauch von ATP leerlaufen.

Mit Ausnahme der DNA befindet sich der Körper im ständigem Umbau, es wird fortwährend auf und wieder abgebaut. Die einzelnen Gewebe sind dabei im Fließgleichgewicht. Die Regulation des Stoffwechsles erfolgt durch fortwährenden Umsatz der Enzyme.

Die Regulation erfolgt über die Aktivität oder Regulation bestimmter Enzyme, Schrittmacherenzyme, die jene Reagtionen steuern, die Irreversibel im Katabolismus Anabolismus switch sind. Bestimmte Hormone sorgen für den Aufbau bzw für die Bereitstellung dieser Schrittmacherenzyme.

Es muss also immer zischen Anabolismus und Katabolismus unterschieden werden.

Art. Coxae

Das Art. Coxae (Hüftgelenk) ist ein Kugelgelenk, genauer gesagt ein Nussgelenk, welches den Rumpf und die Beine miteinander verbindet und somit auch die Bewegungen der Beine und das damit folglich mögliche „Gehen“ ermöglicht. Das Hüftgelenk besteht aus einem Hüftkopf, dem Caput femoris, und aus einer Hüftpfanne, dem Acetabulum, welches aus den 3 Anteilen jeweils einer Beckenschaufel bildet. Das Becken teilt sich nämlich in 2 Beckenschaufeln mit je 3 Anteilen auf, die da wären :

– Os Ilium

– Os Ischii

– Os Pubis

Dort, wo alle drei Anteile aufeinander treffen, befindet sich dann das Acetabulum.

Folgende Bewegungen sind im Art. Coxae möglich :

– Flexion/Extension (130/10 Grad)

– Abduktion/Adduktion (45/35 Grad)

– Innenrotation/Außenroation (25/40 Grad)

Die Bänder des Hüftgelenks haben eine besondere Anordnung, sodass sie sich in der Extension verschrauben und das Bewegungsausmaß somit hemmen und in der Flexion voneinander lösen und somit das Bewegungsausmaß erweitern.

Die Bänder sind :

– Lig. Iliofemorale (stärkstes Band des menschlichen Körpers)

– Lig. Ischiofemorale (hemmt die Innenroation und die Adduktion)

– Lig. Pubofemorale (hemmt die Außenrotation)

– Lig. transversum acetabuli (stabilisiert das Hüftgelenk)

– Lig. capitis femoris (ernährt den Caput femoris)

– Zona orbicularis (umgibt den Collum femoris)

Die Schwachstelle der Bänderschraube liegt zwischen den Ligg. Ilio – und Ischiofemorale, weshalb der Hüftkopf meist nach hinten oben luxiert.

Zur Bewertung des Hüftgelenks gibt es 2 Winkel :

A) den CCD-Winkel

B) den Antetorsionswinkel

Zu A) :

Der Centrum-Collum-Diaphysen-Winkel (CCD-Winkel) bildet sich aus der Hauptachse des Femurschaftes und der Längsachse des Femurhalses. Der Normwert (Coxa norma) liegt bei 126 Grad. Ist der Winkel vergrößert bis auf 140 Grad, redet man von einer Coxa valga (mehr Druckbelastung, mehr Drucktrabekel). Ist der Winkel verkleinert auf 115 Grad, so spricht man von einer Coxa vara (mehr Biegebeanspruchung, mehr Zugtrabekel).

Achtung : im Laufe des Lebens verändert sich der CCD-Winkel – bei Kleinkindern ist ein vergrößerter Winkel physiologisch, bei Senioren ein verkleinerter !

Zu B) :

Der Antetorsionswinkel bildet sich aus der Collumachse und aus der Kondylenachse. Der Normwert liegt hier bei 12 Grad, weshalb der Fuß leicht nach außen „schaut“ – physiologische Rotationsstellung der Tibia (23 Grad) zur Vergrößerung der Unterstützungsfläche. Ist der Winkel verkleinert, so spricht man von einer Coxa retrotorta und der Fuß steht vermehrt in Außenrotationsstellung. Ist der Winkel vergrößert, so spricht man von einer Coxa antetorta und der Fuß steht vermehrt in Innenrotationsstellung.

Achtung : bei einem Neugeborenen beträgt der physiologische Winkel 35 Grad !

M. gracilis

Der M. gracilis gehört zu den Hüftgelenksadduktoren und liegt medial des Oberschenkels.

Ursprung : Ramus inferior ossis pubis (unterhalb der Symphyse)

Ansatz : medial der Tuberositas tibiae am Pes anserinus superficialis (zusammen mit dem M. Sartorius und M. Semitendinosus)

Funktion :

– Adduktion und Flexion im Hüftgelenk

– Flexion und Innenrotation im Kniegelenk

Innervation : N. obturatorius

M. tensor fasciae latae

Der M. tensor fasciae latae ist ein Hüftgelenksabduktor und liegt lateral des Oberschenkels. Er ist außerdem eine embryonale Abspaltung des M. gluteus medius.

Ursprung : SIAS

Ansatz : über den Tractus iliotibialis am lateralen Tibiacondylus

Funktion :

– Abduktion, Innenrotation und Flexion im Hüftgelenk

– spannt die Fascia lata und den Tractus iliotibialis

Innervation : N. gluteus superior

M. pectineus

Der M. pectineus gehört zu den Hüftgelenksadduktoren und liegt medial des Oberschenkels.

Ursprung : Pecten ossis pubis

Ansatz : an der Linea pectinea, proximal der Linea aspera am Femur

Funktion :

– Adduktion, Außenroation und leichte Flexion im Hüftgelenk

– stabilisiert das Becken in der Frontal- und Sagittalebene

Innervation : N. obturatorius und N. femoralis

M. Quadrizeps femoris

Der M. Quadrizeps femoris besteht, anders als man denkt, nicht aus 4, sondern aus 5 Köpfen : M. rectus femoris, M. vastus medialis, M. vastus lateralis, M. vastus intermedius und M. articularis genus. Allerdings hat der M. articularis genus keine mechanische Aufgabe/Kraft, sondern verhindert lediglich das Einklemmen der Kapsel des Kniegelenks.

Ursprung :

M. rectus femoris : SIAI (Caput rectum), Pfannendach des Hüftgelenks (Caput reflexum)

M. vastus medialis : Labium mediale der Linea aspera, distaler Teil der Linea intertrochanterica

M. vastus lateralis : Labium laterale der Linea aspera, lateral am Trochanter major

M. vastus intermedius : Vorderseite des Femurschaftes

Ansatz :

⁃ als ganzer Muskel über das Lig. Patellae an der Tuberositas Tibiae

⁃ als Vastus medialis/lateralis über das Retinaculum medialis/lateralis am Condylus medialis/lateralis der Tibia

Funktion :

M. Rectus Femoris : Flexion im Hüftgelenk

ganzer Muskel : Extension im Kniegelenk

Innervation : N. Femoralis

Art. Genus

Das Art. Genus (= Kniegelenk) ist ein einachsiges Schanier-Gleit- und Rollgelenk und zusätzlich noch das größte Gelenk des Körpers der Säugetiere. Eine Flexion von 130 Grad, eine Extension von 10 Grad, eine Außenrotation von 30 Grad und eine Innenrotation von 10 Grad sind die Bewegungsmöglichkeiten des Kniegelenks. Dabei spricht man bei der maximalen Extension und maximalen Außenrotation von verriegelten Stellungen. Das Kapselmuster am Kniegelenk ist Flex>Ex.

Das Art. Genus wird aus dem Femur (Condylus lateralis/medialis femoris), der Tibia (Condylus lateralis/medialis tibialis) und der Patella (Facies Patellae) gebildet. Diese 3 Knochen bilden 2 Gelenke und 5 artikulierende Flächen :

– Art. Femorotibialis

– Art. Femoropatellaris

– Menisken + Femur (je medial/lateral)

– Menisken + Tibia (je medial/lateral)

– Femur + Patella

Wie schon erwähnt gehören zum Kniegelenk auch die Menisken. Man unterscheidet zwischen dem Innen- und Außenmeniskus, wobei der innere mit dem Lig. Collaterale mediale/tibiale (Innenband) verwachsen ist und aufgrund von weit entfernten Anhaftungsstellen weniger beweglich ist als der äußere. Des Weiteren ist der Innenmeniskus sichelförmig, der Außenmeniskus ein fast vollständig geschlossener Kreis. Beide Menisken sehen von der Seite „apfelsinenscheibenförmig“ aus und dienen zum Ausgleich von Unebenheiten und Druckspannungen. Ein Vorderhorn und ein Hinterhorn sowie mehrere Bänder fixieren die Menisken an dem Tibiaplateau. Die kapselnahen 1/3 der Menisken sind aus Bindegewebe und sind an der Blutversorgung angeschlossen. Die restlichen zentralen 2/3 der Menisken bestehen aus Faserknorpel und werden von der Synovia mit Nährstoffen versorgt, was keine optimale Versorgung darstellt. Zu einem Meniskusriss kommt es meist bei fixiertem Unterschenkel – das Art. Genus in leichter Flexion eingestellt – und einer plötzlich folgenden Streck- und Rotationsbewegung. Die Patienten haben eine aktive und passive posttraumatische Streckhemmung, häufig gepaart mit starken Schmerzen, Gelenkerguss, Instabilität und Bewegungseinschränkungen. Die vollständige Genesung kann 365-400 Tage andauern.

Neben dem Lig. Collaterale mediale/tibiale gibt es am Kniegelenk noch mehr Bänder :

– Lig. Collaterale mediale/tibiale (Innenband, beschränkt AR)

– Lig. Collaterale laterale/fibulare (Außenband, dünner als Innenband)

– Lig. Cruziatum anterior/posterior (vorderes/hinteres Kreuzband, beschränken die IR, sichern das KG in der Sagittalebene; vorderes: vom lateralen Femurcondylus zum medialen Tibiacondylus; hinteres: vom medialen Femurcondylus zum lateralen Tibiacondylus)

– Lig. Patellae (Ansatzsehne des M. Quadrizeps, zur Tuberositas Tibiae verlaufend, Sesambein für besseren Hebel/Kraftersparnis des M. Quadrizeps)

– Lig. Transversum Genus (Querband zur Stabilisierung des KGs)

– Lig. Meniscofemoralis anterior/posterior (parallel der Kreuzbänder verlaufend, sichern die Menisken)

– Lig. Popliteum obliquum/arcuatum

– Retinaculum patellae longitudinale/transversale

Des Weiteren gibt es noch 3 Bursae (Schleimbeutel) und 2 Recessi (ähnlich wie Schleimbeutel, dient zur Bewegungserweiterung) :

– Bursa prae-, infra- und suprapatellaris

– Recessus infra- und suprapatellaris (volle Entfaltung bei 130 Grad Flexion)

Die Fußgewölbe

Bei den Fußgewölben unterscheidet man zwischen dem Quergewölbe und dem Längsgewölbe, welche sich aufgrund der Anordnung der Fußstrahlen bilden. Die Fußstrahlen werden in 3 mediale und 2 laterale eingeteilt, wobei das Os Naviculare, die Ossa Cuneiformia und der Talus die medialen Fußstrahlen und der Calcaneus und das Os Cuboideum die lateralen Fußstrahlen bilden.

Die Aufgaben der Fußgewölbe sind :

– Anpassung an Unebenheiten

– Ausgleich von Druckkräften

– Stoßdämpferfunktion

– federndes Nachgeben bei vertikalen Belastungen

– mechanisch optimale Bedingungen schaffen

Bei den „Spannungsmechanismen“ der Fußgewölbe unterscheidet man zwischen aktiven (Muskeln) und passiven (Bänder, Sehnen). Bei dem Längsgewölbe sind das folgende :

aktiv :

kurze Fußmuskeln (zB. M. Adduktor digiti minimi oder M. Abduktor hallucis), M. Tibialis posterior, M. Fibularis longus

passiv :

Plantaraponeurose, Pfannenband, Lig. Plantare longum, Ansatzsehnen des M. Flexor hallucis longus und M. Flexor digitorum longus

Beim Quergewölbe sind es :

aktiv :

M. Tibialis posterior + M. Fibularis longus (Fußwurzelbereich)

M. Adduktor hallucis (Mittelfußbereich)

passiv :

Lig. Metatarsale transversum profundum (Vorfußbereich)

Bei der Abflachung des Längsgewölbes kann es zum Platt- oder Senkfuß kommen (überdehntes Pfannenband, erhöhter Tonus in der Wade, diffuser Fußsohlenschmerz) ; bei der Abflachung des Quergewölbes zu einem Spreißfuß.

OSG und USG

Das Art. Talocruralis (oberes Sprunggelenk) bildet sich aus dem Talus (Trochlea Tali) und dem Crus (= Unterschenkel; distale Enden der Tibia und der Fibula (Malleolengabel)).

Aufgrund seiner guten knöchernen und bandhaften Führung sind in der Dorsalex 20-30 Grad Bewegungsausmaß möglich, in der Plantarflex sogar 40-50 Grad.

Die Bänder des Art. Talocruralis teilen sich in laterale (Außenbänder) und mediale (Innenbänder) auf.

Medial :

– Lig. Deltoideum

Lateral :

– Lig. Talofibulare anterior/posterior

– Lig. Calcaneofibulare

– Lig. Tibiofibulare anterior/posterior (= Syndesmose)

Das Art. Talotarsalis (unteres Sprunggelenk) wird aus dem Os Naviculare, dem Calcaneus und dem Talus gebildet und teilt sich in folgende zwei Kammern :

– Art. Talocalcaneonaviculare (vordere Kammer)

– Art. Subtalaris (hintere Kammer)

Diese beiden Kammern werden vom Canalis Tarsi getrennt.

Im unteren Sprunggelenk sind 4 Bewegungen möglich :

– Eversion/Inversion

– Pronation/Suppination (30/50 Grad)

Die folgenden Bänder stabilisieren das Art. Talotarsalis :

– Lig. Calcaneonaviculare Plantare (=Pfannenband; vom Calcaneus zum Os Naviculare verlaufend)

– Lig. Bifurcatum (2-teilig, vom Calcaneus zum Os Naviculare und Os Cuboideum verlaufend)

– Lig. Talocalcaneum interosseum (durch den Canalis Tarsi verlaufend, trennt vordere und hintere Kammer)

Die Ischiocurale Muskulatur

Der M. Semitendinosus gehört zusammen mit dem M. Semimembranosus und dem M. Biceps Femoris zu der so genannten „Ischiocuralen Muskulatur“ (engl. harmstring), welche sich am hinteren Oberschenkel entlang zieht und bekannt für die Extension im Hüftgelenk ist. Es folgt eine Übersicht dieser drei Muskeln mit Urspung, Ansatz, Funktion und Innervation, wobei auffällt, dass es einige Parallelen gibt, die das lernen erleichtern.

M. Semitendinosus :

Ursprung : Tuber Ischiadicum, genauer gesagt am Caput Commune des Lig. Sacrotuberale (gemeinsam mit dem Caput Longum des M. Biceps Femoris)

Ansatz : medial der Tuberositas Tibiae am Pes Anserinus Superficialis (gemeinsam mit den Ansatzsehnen des M. Sartorius und M. Semimembranosus)

Funktion :

– Extension und Adduktion im Hüftgelenk

– Flexion und Innenrotation im Kniegelenk

– Stabilisierung des Beckens in der Sagittalebene

Innervation : N. Tibialis

M. Semimembranosus :

Ursprung : Tuber Ischiadicum

Ansatz : Pes Anserinus Profundum (und an dem medialen Tibiacondylus, dem Lig. Popliteum Obliquum, der Ansatzsehne des M. Popliteus)

Funktion :

– Extension und Adduktion im Hüftgelenk

– Flexion und Innenrotation im Kniegelenk

– Stabilisierung des Beckens in der Sagittalebene

Innervation : N. Tibialis

M. Biceps Femoris :

Ursprung :

Caput Longum : Tuber Ischiadicum, genauer gesagt am Caput Commune des Lig. Sacrotuberale (gemeinsam mit dem M. Semitendinosus)

Caput Breve : Labium Laterale der Linea Aspera (im mittleren Femurdrittel)

Ansatz : Caput Fibulae

Funktion :

Caput Longum : Extension und Adduktion (!) im Hüftgelenk, Stabilisierung des Beckens in der Sagittalebene

Caput Breve : Flexion und Außenrotation (!) im Kniegelenk

Innervation :

Caput Longum : N. Tibialis

Caput Breve : N. Fibularis (= Peroneus) Commune