Wenn man sich einen Knochen bricht und er wieder zusammenwächst....

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Sie sind kein totes Material, sondern lebendiges Zellgewebe: Knochen befinden sich ständig im Auf- und Umbau. Besonders deutlich wird das nach Knochenbrüchen. Wissenschaftler haben jetzt Implantate entwickelt, welche die Heilung beschleunigen können.

Die Knochen eines Menschen sind wie ein Fingerabdruck: Sie verraten uns, an welchen Krankheiten wir gelitten haben, wie wir uns ernährten und sogar woher wir stammen. Knochen sind alles andere als totes Material, Tag und Nacht werden die elastischen und doch so stabilen Stützen unseres Körpers auf- und umgebaut. Zu welchen Leistungen unser Organismus dabei fähig ist, zeigt sich, wenn nach einem Bruch ein Knochen wieder zusammenwächst. Seit kurzem setzen Mediziner speziell beschichtete Implantate ein, um diese Selbstheilung bei komplizierten Brüchen zu beschleunigen.

Unsere Knochen leben

Knochen sind lebendige Substanz: Zellgewebe. Sie sind mit zahlreichen Nerven und Blutgefäßen durchzogen. Der Eiweißstoff Kollagen gibt den Knochen Elastizität. Mineralien wie Calcium und Phosphat sorgen für Festigkeit.

Abbausäure, die Stahl zersetzen könnte

Im Knochen leben Millionen von mikroskopisch kleinen Lebensformen: Zellen, die ihn ständig erneuern, damit er fest und robust bleibt. Unter ihnen die Knochenaufbauzellen und die Knochenabbauzellen. Beide arbeiten im Wechsel: Die Abbauzellen – die so genannten Osteoklasten – produzieren eine Säure, die so stark ist, dass sie Stahl zersetzen könnte. Damit lösen sie den Mineralienmantel der Knochensubstanz auf und legen die Kollagenstränge frei. Anschließend verlegen die Aufbauzellen – Osteoblasten genannt – neues Kollagen und verputzen die neuen Einweißstränge mit einem festen Mantel aus Mineralien.

Jedes Jahr wird 10 Prozent Knochenstruktur ersetzt

Ohne Pause arbeiten diese Zellen Tag und Nacht, um unser Skelett jung und stark zu halten. Jedes Jahr ersetzen sie etwa 10 Prozent der alten Knochenstruktur durch neue. Mit dem Alter verlangsamt sich dieser Prozess. Aber selbst bei einem Menschen mit 95 Jahren werden die Knochen nie älter als 20 Jahre sein.

Wenn der Knochen bricht

Sehr oft sind unsere Knochen großen Belastungen ausgesetzt. Wenn wir beispielsweise Fahrrad fahren, arbeitet unser ganzer Körper auf Hochtouren. Denn um ihn in der Balance zu halten, beanspruchen wir praktisch jeden einzelnen Knochen und Muskel.

Sturz vom Rad mit dem 25fachen des Körpergewichts

Doch manche Kräfte hält selbst der stabilste Knochen nicht aus. Nehmen wir den Fall von Lisa: Die Zwölfjährige stürzt vom Rad und prallt mit einer Kraft auf den Boden, die dem 25fachen ihres Körpergewichtes entspricht. Instinktiv versucht sie sich noch mit dem Arm abzustützen – doch der Druck ist zu groß: Um noch schlimmere Verletzungen zu vermeiden, bricht der so genannte Radiusknochen in Lisas Unterarm.

Chaos und Zerstörung im Knocheninneren

Im Knocheninneren herrschen jetzt Chaos und Zerstörung: Der Knochen ist zertrümmert, Hunderte kleiner Blutgefäße wurden durchtrennt. Und die Nerven senden Schmerzsignale ans Gehirn. Der Körper produziert jetzt sein eigenes Betäubungsmittel – Endorphine. Für ein paar Augenblicke spürt Lisa keinen Schmerz. Der Körper verschafft sich so die Möglichkeit, in einer Notfallsituation noch reagieren zu können.

Der Körper heilt sich selbst

Bis der Arzt endlich einen Blick auf Lisas Verletzung werfen kann, vergehen eineinhalb Stunden. Schon in dieser Zeit hat sich in ihrem Arm viel verändert: Das Blut im Inneren des Knochens gerinnt. Es sind aber so viele Gefäße durchtrennt, dass es noch eine weitere halbe Stunde dauert, bis die Blutung ganz zum Stillstand kommt. Dann ist die Bruchstelle von einem enormen Blutgerinnsel – einem so genannten Hämatom – überzogen. Alles was der Arzt zu tun braucht, ist Lisas Arm mit einem Gipsverband ruhig zu stellen. Den Rest übernimmt ihr Körper.

Geronnenes Blut wird in harten Knochen verwandelt

Sobald sich das Hämatom rund um die Bruchstelle vollständig ausgebildet hat, beginnt Lisas Körper ein wahres Wunder zu vollbringen: Acht Stunden nach dem Unfall sind die Knochenaufbauzellen im Inneren des Hämatoms angelangt. Die Mineralien, die sie freisetzen, verwandeln das geronnene Blut in harten Knochen. Außerhalb des Hämatoms arbeiten viele weitere Osteoblasten an der Umwandlung von Blut in Knochen. Lisas Körper heilt sich selbst.

Mit dem Alter verlangsamt sich die Selbstheilung der Knochen

Vier Wochen später wird der Gips entfernt. Weil Lisa noch wächst, ist ihr Bruch doppelt so schnell verheilt wie bei einem Erwachsenen. Zwar verlangsamen sich mit zunehmendem Alter die selbstheilenden Fähigkeiten der Knochen. Dennoch bleiben sie das gesamte Leben in der Lage, ihre Reparaturwunder zu vollbringen.

Die überschüssige Knochenmasse wird weggeäzt

Das Hämatom in Lisas Unterarm hat sich inzwischen in einen stabilen Knochen verwandelt, doppelt so dick wie der ursprüngliche. Noch ist der verheilte Bruch damit eine Schwachstelle – bei einem erneuten Sturz könnte sich das Mädchen hier noch schwerer verletzen. Lisas Körper macht sich deshalb an die letzten Aufräumarbeiten: Abbauzellen ätzen die überschüssige neue Knochenmasse einfach weg. Diese Rückformung dauert ein weiteres Jahr. Dann sieht Lisas Knochen wieder genauso aus wie vor dem Bruch. Als wäre der Unfall nie passiert.

Was Knochen erzählen

In der Osteologischen Sammlung der Universität Tübingen lagern in Hunderten von Kartons Skelette und menschliche Knochenreste aus aller Welt. Die Experten können in ihnen lesen wie in einem offenen Buch: Die Knochen erzählen Geschichten von Krankheit, Leid und Entbehrung. Und geben zudem einen erstaunlichen Einblick in das medizinische Wissen und die verschiedenen Heilungsmethoden in der Vergangenheit.

Zwischen dem 6. und 8. Jahrhundert wurden Brüche fachmännisch behandelt

Zwar verheilen gebrochene Knochen grundsätzlich immer auf die gleiche Art und Weise. Doch wurden solche Verletzungen zu verschiedenen Zeiten sehr unterschiedlich behandelt. Hervorragende Ärzte scheint es zwischen dem sechsten und achten Jahrhundert gegeben zu haben. Knochenbrüche aus dieser Zeit sind ausgezeichnet zurückgesetzt – was zum schnellen und geraden Zusammenwachen der gebrochenen Knochen geführt hat.

Im Hohen Mittelalter wurde die Behandlung schlechter

In den darauf folgenden Jahrhunderten verschlechterten sich die Knochenverheilungen deutlich. Am schlimmsten wird es mit Beginn der Christianisierung zwischen dem 10. und 12. Jahrhundert. Funde lassen darauf schließen, dass die Betroffenen gar nicht behandelt worden sind. Die Knochen wurden nicht zurückgesetzt und wuchsen daraufhin krumm zusammen. Für die Menschen war das mit großen Schmerzen verbunden.

Knochenheilung heute

An der Notaufnahme an der Charité in Berlin haben die Ärzte ständig mit Knochenbrüchen zu tun. Vor einem Jahr wurde ein besonders schlimmer Fall eingeliefert: Ein 44jähriger Mann hatte bei einem Motorradunfall auf der Autobahn schwerste Verletzungen an seinem linken Unterschenkel erlitten. Ein Teil des Knochens war herausgebrochen und lag auf der Straße.

Heilungserfolg durch mit Antibiotika beschichtetes Implantat

Die Notärzte sammelten dieses Stück ein und brachten es mit in die Notaufnahme – ein großes Glück für das Unfallopfer. Denn so hatten die Ärzte die Möglichkeit, das Bein zu retten. Zwar war dieser Versuch auf Grund der starken Verschmutzung des Knochens eine heikle Angelegenheit. Noch ein Jahr zuvor hätte man das Bein amputieren müssen. Doch mit Hilfe eines mit Antibiotika beschichteten Implantates hatten die Ärzte Erfolg. Denn eine solche Beschichtung verringert das Risiko einer Entzündung und beschleunigt so den Heilungsprozess.

Mit Wachstumshormonen sollen Knochenbrüche künftig schneller heilen

Mit Antibiotika beschichtete Implantate werden seit einem Jahr erfolgreich eingesetzt. Schon nächstes Jahr soll die zweite Generation folgen: Implantate, die mit Wachstumshormonen beschichtet sind. Mit deren Hilfe sollen Knochenbrüche viermal so schnell verheilen wie bisher. Denkbar ist auch eine Kombination verschiedener Wirkstoffe, mit deren Hilfe die Ärzte Bruchheilungen dann gezielt steuern können.

an der gleichen Stelle wird er, weil härter nicht so leicht brechen

An der Stelle, an der er zusammenwächst wächst er meistens minimal schief. Um dies auszugleichen verknorpelt er an der Stelle etwas. An exakt dieser Stelle bricht er also nicht mehr so leicht. Durch die minimale Fehlhaltung bricht er allerdings neben dem ursprünglichen Bruch leichter. Hinzu kommt, dass Knochenbrüche oft bei Menschen mit Osteoporose oder einer leichten Vorstufe von Osteoporose passieren. Dies heißt, dass die Knochen dieser Menschen insgesamt etwas weniger stabil sind und leichter brechen.

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