Zusammenfassung
Die biomechanischen Funktionen des Knochens sind die Basis des Halte- und Bewegungssystems
sowie der Körperhaltung des Menschen. Knochen, Gelenke und Muskeln sowie die sensorischen
und motorischen Nerven als Elemente des Bewegungssystems sind Stellglieder einer sich
selbst regulierenden Strukturanpassung. Der Knochen folgt dabei dem Utah-Paradigma.
Entscheidend für die Gesamtfunktion der Körperhaltung ist eine koordinierte Anpassung
der Einzelelemente über Modellierung und Remodellierung des Knochengewebes, über Muskelspannung
und Muskelkraft sowie über Mechanismen des Feed-back und Feed-forward der sensomotorischen
Reaktionen. Afferente Informationsquellen der Körperhaltung sind Mechanorezeptoren
(Nozizeptoren, Propriozeptoren) sowie visuelle, vestibuläre und akustische Rezeptoren.
Rückenmark, Hirnstamm und Großhirn bilden daraus efferente, motorische Signale für
Muskelspannung, Muskelkraft, Koordination und Gelenkspiel. Durch einen afferenten
Feed-back-Abgleich wird die Effizienz der zentralen Kontrolle gesichert. Bewegungsimpulse,
z. B. aus dem Cortex, bereiten durch efferente Feed-forward-Strategien vorausplanend
entsprechende Veränderungen von Muskelspannung, Muskelkraft und Gelenkstellung vor.
Als Folge der Steuerung auch durch das limbische System unterliegen afferente Informationen
und efferente Signale dem Einfluss der aktuellen psychischen Situation.
Abstract
The biomechanical functions of the bones are the basic of human posture. Bones, joints,
muscles, sensory and motor nerves as functional components of posture are elements
of a self-regulating structural adjustment. Within this system, the bones follow the
Utah-Paradigm. It consist of Wolff’s Law, the “bone multicellular unit”(BMU), the
“structural adaptions to mechanical usage” (SATMU), the osteocytes as the intraosseous
mechanical statics, the biomechanical deformation-depending reactions of bone structures
and the influence of changed hormonal secretion of the biomechanical sensing elements.
For the posture, it is decisive to coordinate adjustment of its different elements,
such as modeling and remodeling of bone tissue, muscular tone, muscle strength, and
feed back and feed forward of the sensorimotor function. Sources of afferent information
of the posture are the mechanical receptors (nociceptor, proprioceptor), and the visual,
vestibular and auditory receptors. From these afferent information, spinal tract,
brain stem and motor cortex form efferent motor signals for muscular tone, muscle
strength, joint play and body coordination. The afferent feed-back signals determine
the control efficiency. Movement impulses from the motor cortex release efferent feed-forward
signals to adapt muscular tone, muscle strength and joint play with subsequent afferent
feed-back adjustment. Afferent information and efferent signals are under the influence
of the limbic system and, consequently, of the special psychic situation of the patient.
Schlüsselwörter
Knochen - biomechanische Funktionen - Körperhaltung - Feed-back - Feed-forward
Key words
Bone - biomechanical functions - posture - feed-back - feed-forward
Literatur
- 1
Abendroth K.
Neuro-muskulo-skelettale Regulation.
Osteologie.
2002;
10
3-6
- 2
Ferretti J L, Capozza R P, Cointry G R. et al .
Gender-related differences in the relationship between densitometric values of whole-body
bone mineral content and lean body mass in humans between 2 and 87 years of age.
Bone.
1998;
22
683-690
- 3
Frost H M.
Structural adaptions to mechnical usage (SATMU).
Anat Rec.
1990;
226
403-439
- 4
Frost H M.
Perspectives: A proposed general model of the mechanostat (suggestion from a new paradigm.
Anat Rec.
1996;
244
139-147
- 5
Frost H M.
The Utah paradigm of skeletal physiology: an overview of its insights for bone, cartilage
and collagenous tissue organs.
J Bone Miner Metab.
2000;
18
305-316
- 6
Frost H M.
Emerging views about „osteoporosis”, bone health, strength, fragility and their determinantes.
J Bone Miner Metab.
2002;
20
319-325
- 7
Jee W SS, Li X J.
Adaption of cancellous bone to overloading in the adult rats: a single photon absorptiometry
and histomorphometry study.
Anat Rec.
1990;
227
418-426
- 8
Lanyon L, Skerry T.
Postmenopausal osteoporosis as a failure of bone’s adaptation to functional loading:
a hypothesis.
J Bone Miner Res.
2001;
16
1937-1947
- 9
Schießl H, Frost H M, Jee W SS.
Perspectives: estrogen and bone-muscle strength and „mass” relationship.
Bone.
1998;
22
1-6
- 10
Rasev E.
Posturale Ontogenese und Vertikalisierung des Menschen.
Osteologie.
2001;
10
204-205
- 11
Rasev E.
Posturale Funktionspathologie und die Schmerzentstehung.
Osteologie.
2001;
10
206
- 12
Runge M.
Sturzrisiko-Assessment: Diagnostik der neuromuskulären Regulation als notwendiger
Bestandteil der Osteoporosediagnostik.
Osteologie.
2002;
10
10-17
- 13
Runge M, Schießl H, Rittweger J.
Klinische Diagnostik des Regelkreises Muskel - Knochen am Unterschenkel.
Osteologie.
2002;
10
25-37
Doz. Dr. med. Klaus Abendroth
REKO Sachsen & Thüringen
Drevesstraße 6
07749 Jena
Telefon: 0 36 41/39 66 72
eMail: Klaus.Abendroth@t-online.de
