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{{Begriffsklärungshinweis}}
[[Datei:Human skeleton front de.svg|mini|Menschliches Skelett (Frontansicht)]]

Der '''Knochen''' oder [[latein]]isch das '''Os''' (Plural ''Ossa''; {{grcS|οστούν}} in Zusammensetzungen ''Osteo-''), deutsch auch '''Bein''' (aus [[Germanische Sprachen|germanischer]] Wortwurzel, vergleiche [[Brustbein]], [[Elfenbein]], [[Beinhaus]] und [[Englische Sprache|englisch]] ''bone'') ist ein druck- und zugfestes [[Organ (Biologie)|Organ]]. Aus Knochen bestehen die [[Endoskelett]]e der [[Wirbeltiere]]. Kleine Knochen, beispielsweise [[Akzessorischer Knochen|akzessorische Knochen]] in Hand- oder Fußwurzel oder die [[Gehörknöchelchen]], werden oft als '''Ossikel''' ({{laS| Ossiculum|de=Knöchelchen}}) bezeichnet.

Knochen sind Teil des [[Stütz- und Bewegungsapparat]]s und werden dem passiven Bewegungsapparat zugerechnet. Die einzelnen Knochen sehen je nach Lage und Funktion unterschiedlich aus. Gleichzeitig schützen die Knochen innere [[Organ (Biologie)|Organe]], wie die [[Schädel]]knochen das [[Gehirn]] und der [[Brustkorb]] das [[Herz]] und die [[Lunge]]. Außerdem bilden sich im roten [[Knochenmark]] die [[Erythrozyt|roten Blutkörperchen]], die [[Thrombozyt|Blutplättchen]] und die [[Leukozyt|weißen Blutkörperchen]]. Die Größe variiert zwischen den nur millimetergroßen [[Gehörknöchelchen]] einiger [[Kleinsäuger]] bis zu den meterlangen [[Gliedmaßen|Bein]]- und [[Rippe]]nknochen der [[Dinosaurier]].

== Etymologie ==
Ursprünglich wurden Teile des Endoskeletts mit ''Bein'' (mittelhochdeutsch, althochdeutsch ''bein''; Plural: ''Beine'', Kollektivum: ''Gebein'') bezeichnet, seit dem 14. Jahrhundert mit dem von ''knoche'' (mhd.) oder ''knoke'' (mnd.) abgeleiteten ''Knochen''.
Das wohl ursprünglich lautmalerische Wort (vgl. ''knacken'') verdrängte weitgehend das ältere ''Bein''.
In den deutschen Namen einiger Knochen kommt das Wort ''Bein'' jedoch immer noch vor, beispielsweise bei fast allen [[Schädel]]knochen. Vgl. auch [[Elfenbein]].

== Knochenformen ==
[[Datei:EpiMetaDiaphyse.jpg|mini|Schematischer Aufbau eines Röhrenknochens]]
Die [[Osteologie]] als Teilbereich der [[Anatomie]] unterscheidet verschiedene Knochenformen:

* [[Röhrenknochen]] (lange Knochen, ''Ossa longa''): [[Oberarmknochen]] (''Humerus''), [[Ulna|Elle]] (''Ulna'') und [[Radius (Anatomie)|Speiche]] (''Radius''), [[Oberschenkelknochen]] (''Femur'') und [[Schienbein|Schien-]] (''Tibia''), [[Wadenbein]] (''Fibula'') und [[Fingerknochen]]. Die langen Knochen bestehen aus zwei Knochenenden ([[Epiphysis ossis|Epiphyse]]) und einem Knochenschaft ([[Diaphyse]]).
* [[Platter Knochen|platte Knochen]] (''Ossa plana''): am [[Schädel]] (''Cranium'') sowie als [[Rippe]]n (''Costae''), [[Schulterblatt]] (''Scapula''), [[Brustbein]] (''Sternum''), [[Becken (Anatomie)|Becken]] (''Ossa coxae'')
* [[Kurzer Knochen|kurze Knochen]] (''Ossa brevia''): ungeformte Knochen, wie [[Handwurzelknochen]]
* [[Sesambein]]e (''Ossa sesamoidea''): in Sehnen eingelagerte, kleine rundliche Knochen wie die [[Kniescheibe]] (''Patella'')
* [[Pneumatisation|luftgefüllte Knochen]] (''Ossa pneumatica''): enthalten mit [[Schleimhaut]] ausgefüllte Hohlräume, am [[Schädel]] das [[Stirnbein]] (''Os frontale'')
* unregelmäßige Knochen (''Ossa irregularia''): Sie lassen sich den anderen Knochenformen nicht zuordnen, [[Wirbel (Anatomie)|Wirbel]] (''Vertebrae'') der [[Wirbelsäule]] oder der [[Unterkiefer]]knochen (''Mandibula'').

Neben den bei allen Individuen auftretenden Knochen gibt es auch [[Akzessorischer Knochen|akzessorische]] (zusätzliche) oder überzählige Knochen.

== Aufbau und Funktion ==
Knochen sind lebendige, gut durchblutete Organe aus verschiedenen [[Gewebe (Biologie)|Geweben]]. Die mechanischen Eigenschaften werden entscheidend vom [[Knochengewebe]] bestimmt. Dieses bildet an der Außenfläche des Knochens die ''[[Substantia corticalis]]'' (im Mittelteil von Röhrenknochen ist diese sehr dick und wird deshalb auch als ''Substantia compacta'' bezeichnet) und im Inneren die ''[[Substantia spongiosa]]'', ein schwammartiges Gerüstwerk feiner Knochenbälkchen (Trabekel), die stets so angeordnet sind, dass sie nur auf Druck oder nur auf Zug belastet werden. Die Substantia corticalis macht 70 % der [[Knochendichte]] bei Erwachsenen und 30 % bei Kindern aus. Das Knochengewebe besteht zu 25 % aus Wasser, zu 30 % aus organischen und zu 45 % aus anorganischen Anteilen. Die organischen Anteile bestehen ihrerseits zu 95 % aus [[Kollagen]] vom Typ I.

Im Schaft von Röhrenknochen ist eine [[Markhöhle]] (''Cavitas medullaris'') ausgebildet. In der Markhöhle und in den Zwischenräumen der Spongiosa befindet sich das [[Knochenmark]] (''Medulla ossium''), das im Laufe des Lebens allmählich durch gelbes Fettmark ersetzt wird. Rotes Knochenmark bleibt nur in wenigen Knochen erhalten (Rippen, Brustbein, Wirbelkörper, Hand- und Fußwurzelknochen, platte [[Schädel]]knochen und Becken). Dort finden sich Blut bildende Zellen (siehe [[Hämatopoese]]).

Der Knochen wird von einer Bindegewebshaut umgeben, der äußeren Knochenhaut ''([[Periost]])'', die ihm eng anliegt. Alle inneren Oberflächen (Innenseite der Kortikalis, Oberfläche der Trabekel, Gefäßkanäle durch das Knochengewebe) sind mit der inneren Knochenhaut ''([[Endost]])'' bedeckt. An [[Gelenk (Anatomie)|Gelenkflächen]] ist der Knochen mit [[Knorpel]] überzogen, das Periost ist hier unterbrochen.

=== Zuggurtung ===
Die Röhrenknochen unterliegen in der Regel Biegebelastungen, welche durch Muskeln, Faszienverstärkungen und Bänder herabgesetzt werden können. Ein bekanntes Beispiel hierfür stellt der Tractus iliotibialis dar. Dieses Prinzip der „Zuggurtung“ wurde von Friedrich Pauwels für die langen Knochen der oberen (''Ossa extremitatis thoracicae'') und der unteren Extremität beschrieben und hierauf basierend die Zuggurtungsosteosynthese entwickelt. Bei Überbeanspruchung oder bei traumatischer Läsion von Elementen der Zuggurtung, kann es zu spontanen Frakturen des Knochens (z. B. [[Marschfraktur]]) kommen.

== Knochenwachstum und -umbau ==
[[Datei:Bone (1).jpg|mini|Mikroskopisches Schnittbild eines jugendlichen Kniegelenkes (Ratte). Die Wachstumsfugen sind deutlich erkennbar]]
[[Datei:Bone microvasculature.JPG|mini|Gegen die Wachstumsfuge sprossendes Kapillarlabyrinth (Injektionspräparat, Raster-Elektronenmikroskopie)]]
Aus dem [[embryo]]nalen Bindegewebe, dem [[Mesenchym]], entstehen in der Umgebung von [[Kapillare (Anatomie)|Blutkapillaren]] unter anderem Osteoblasten. Diese Zellen bilden das weiche [[Osteoid]] (kollagenhaltiges Bindegewebe), die noch unverkalkte Knochengrundsubstanz. Sie reichern mit der Zeit [[Hydroxylapatit]] an, erst durch die Einlagerung dieses [[Calciumphosphat]]s wird der Knochen hart und stabil. Osteoblasten, die vollständig von Knochenmatrix umgeben sind, nennt man Osteozyten.

Das Längenwachstum eines Knochens unterliegt einem [[Circadiane Rhythmik|circadianen]] Rhythmus mit einem Hauptmaximum in der Nacht (Untersuchung an Ratten).<ref>R. Flammersfeld: ''Über den circadianen Profiferationsrhythmus in der proximalen Tibiametaphyse bei der jungen Ratte während der enchondralen Ossifikation.'' [[Inaugural-Dissertation]]. Medizinische Fakultät, Ruhr-Universität, Bochum 1988.</ref> Auch nach den Ergebnissen der Untersuchungen von [[Vereinigte Staaten|amerikanischen]] Forschern der [[University of Wisconsin–Madison]] wachsen Knochen hauptsächlich nachts. Die Ursache der insbesondere nachts auftretenden sogenannten [[Wachstumsschmerz]]en vor allem an den unteren Extremitäten bei Kindern ist aber nicht geklärt.<ref>Pschyrembel: ''Klinisches Wörterbuch 2013.'' Verlag Walter de Gruyter, Berlin / Boston 2012, ISBN 978-3-11-027788-3, S. 2246.</ref> Unter Wachstumsschmerzen leidet bis zu ein Drittel aller Kinder zwischen drei und zwölf Jahren.<ref>''Journal of Pediatric Orthopaedics.'' Ausgabe 24, Nr. 6, 2005, S. 726.</ref>

Man kann zwei verschiedene Arten der Knochenentwicklung ([[Ossifikation]]) unterscheiden.
* Desmale Ossifikation – Entwicklung aus bindegewebiger Vorstufe (Schädeldach, Gesicht, Teile des Schlüsselbeins)
* Chondrale Ossifikation – Entwicklung aus [[Knorpel#Hyaliner Knorpel|hyalinem Knorpelskelett]] (Mehrheit der Knochen)
Das Längenwachstum der Röhrenknochen erfolgt in den knorpeligen Epiphysen- oder Wachstumsfugen zwischen Schaft und Epiphysen, wobei Blutgefäße einsprossen und gegen die Wachstumsfuge ein Labyrinth erweiterter Blutkapillaren bilden.<ref>P. Stanka, U. Bellack, A. Lindner: ''On the morphology of the terminal microvasculature during endochondral ossification in rats.'' In: ''Bone and Mineral.'' vol. 13, 1991, S. 93–101.</ref> Die Knorpelzellen teilen sich in Längsrichtung gegen den Schaft (Diaphyse). Vom Schaft aus verknöchert dieser wachsende Knorpel. Die Epiphysen weichen dadurch auseinander, der Knochen wird länger. Die Wachstumsfugen gehen aus der knorpeligen Knochenanlage hervor. Sie schließen sich mit Abschluss des Längenwachstums; dies geschieht je nach Knochen in etwas unterschiedlichem Alter. Da die Wachstumsfugen röntgenologisch sichtbar sind, kann der Fugenschluss zur gerichtsmedizinischen Altersbestimmung herangezogen werden.

Die Epiphysenfugen als Sitz des Längenwachstums hatte 1739 erstmals der Botaniker [[Henri Louis Duhamel du Monceau|Duhamel]] erkannt.<ref>Hermann Ecke, Uwe Stöhr, Klaus Krämer: ''Unfallchirurgie.'' In: Franz Xaver Sailer, Friedrich Wilhelm Gierhake (Hrsg.): ''Chirurgie historisch gesehen. Anfang – Entwicklung – Differenzierung.'' Mit einem Geleitwort von [[Rudolf Nissen]]. Dustri-Verlag Dr. Karl Feistle, Deisenhofen bei München 1973, ISBN 3-87185-021-7, S. 204–216, hier: S. 211.</ref> Mit der Entwicklung der Knochen befasste sich im 16. Jahrhundert auch bereits der Anatom [[Gabriele Falloppio]].<ref>[[Paul Diepgen]], [[Heinz Goerke]]: ''[[Ludwig Aschoff|Aschoff]]/Diepgen/Goerke: Kurze Übersichtstabelle zur Geschichte der Medizin.'' 7., neubearbeitete Auflage. Springer, Berlin/Göttingen/Heidelberg 1960, S. 21.</ref>

Knochen ist kein starres Gebilde, sondern unterliegt einem permanenten Umbau. Man spricht hier von [[Knochengeweberemodellierung]].

== Verletzungen und Erkrankungen des Knochens ==

Wenn ein Knochen durch äußeren Einfluss oder mangels Knochenmasse bricht, spricht man von einem [[Knochenbruch]] (Fraktur). Bei der [[Knochenheilung|Heilung]] wächst der Knochen unter der [[Knochenbruchbehandlung]] wieder zusammen. Dabei sollte darauf geachtet werden, dass sich die beiden Teile in richtiger Stellung zueinander befinden. Eine Ruhigstellung erfolgt konservativ, d. h. mit Hilfe eines Gipsverbandes oder einer Schiene, oder operativ als [[Osteosynthese]] mit Hilfe einer [[Marknagelung]] oder einer Verplattung. Werden die Knochenenden nicht ruhiggestellt, kann die [[Knochenheilung|Heilung]] ausbleiben, und es kommt zur [[Pseudarthrose]], einem sogenannten „falschen Gelenk“.

'''Knochenerkrankungen''' (''Osteopathien'') und Störungen des Knochenstoffwechsels sind:
* [[Achondroplasie]]
* [[Fibrodysplasia ossificans progressiva]]
* [[Hypertrophe Osteoarthropathie]]
* [[Hypophosphatasie]]
* [[Knochenmarködem]]
* [[Morbus Ahlbäck]]
* Morbus Paget ([[Osteodystrophia deformans]])
* [[Osteoporose]]
* [[Osteomalazie]]
* [[Osteochondrosis dissecans]]
* [[Osteogenesis imperfecta]]
* [[Osteomyelitis]] (Knochenentzündung)
* [[Panostitis]]
* [[Spongiosaödem]]

Knochen können auch im Rahmen von Erkrankungen mitbetroffen sein, deren primäre Ursache nicht im Knochen selbst liegt. Bei [[Brustkrebs]] und [[Prostatakrebs]] finden sich häufig [[Metastase]]n im Knochen, [[Knochenmetastase]]n. Das [[Multiples Myelom|Multiple Myelom]] führt meist zu [[Osteolyse]]n. Bei Niereninsuffizienz kommt es zu vermehrtem Knochenabbau (siehe [[Chronisches Nierenversagen]]).

== Knochenverbindungen ==
Bewegliche Verbindungen von Knochen werden über [[Gelenk (Anatomie)|Gelenke]], [[Band (Anatomie)|Bänder]] sowie [[Muskulatur|Muskeln]] mit ihren [[Sehne (Anatomie)|Sehnen]] hergestellt. Dazu befinden sich auf den Knochen [[Ursprung und Ansatz#Befestigung am Skelett|Sehnenansatzzonen]].<ref>[[Michael Schünke]]: Topografie und Funktion des Bewegungssystems (3. Aufl. Stuttgart 2018) S. 74</ref> Die Knochenübergänge sind entsprechend der jeweiligen Gelenkform besonders ausgebildet.<ref>[[Michael Schünke]] u. a.: Prometheus ; Lernatlas der Anatomie (5. Aufl. Stuttgart 2018) S. 42</ref>

== Verwendung tierischer Knochen ==
[[Datei:Leipzig - Goerdelerring - 20Schulmuseum in 10 ies.jpg|mini|Altes Schulplakat zur Verwertung von Knochen im [[Schulmuseum – Werkstatt für Schulgeschichte Leipzig|Schulmuseum Leipzig]]]]
[[Datei:Classical Guitar Bridge Bone.jpg|mini|Steg einer Konzertgitarre mit Stegeinlage aus ungebleichtem Knochen]]
[[Datei:Tar lute 001.jpg|mini|links|Iranische [[Tar (Saiteninstrument)|Tar]] mit unter Verwendung von Kamelknochen hergestelltem Griffbrett]]
[[Datei:Bones of cattle on a farm in Namibia.jpg|mini|Rinderknochen auf einer [[Bauernhof#Farm|Farm]] in [[Namibia]]]]
Tierknochen gehören zusammen mit Holz und Stein zu den ältesten Rohstoffen, die der Mensch für die Herstellung von Werkzeugen und [[Knochenwerkzeug|Geräten]] wie [[Nadel]]n und [[Ahle]]n nutzte. In der [[Geißenklösterle]]-Höhle wurden relativ gut erhaltene oder rekonstruierbare Flöten mit Grifflöchern entdeckt, die nahezu 35.000 Jahre alt sind. Zwei von ihnen sind in einem Stück aus Schwanenknochen<ref>{{Webarchiv |url=http://www.urgeschichte.uni-tuebingen.de/typo3temp/pics/608dc3a794.jpg |text=urgeschichte.uni-tuebingen.de |wayback=20120119001408 |format=JPG |archiv-bot=}} Flöte aus einem Schwanenknochen</ref> gefertigt. Indianer benutzten die [[Adlerknochenpfeife]]. Knochenmark war eine geschätzte Nahrung. Knochen dienten zudem als Messergriffe und für andere Schäftungen. Perlen, Rosenkranzperlen, Haarnadeln und Kämme wurden bis ins Mittelalter vor allem aus Knochen gefertigt.<ref>Mostefa Kokabi, Björn Schlenker, Joachim Wahl: ''Knochenarbeit – Artefakte aus tierischen Rohstoffen im Wandel der Zeit.'' (= Archäologische Informationen aus Baden-Württemberg. 27). Stuttgart 1994, ISBN 3-927714-23-2.</ref> In China dienten Knochen, vor allem Schulterblätter, seit dem ausgehenden [[Neolithikum]] als Schreibmaterial für [[Orakel]]anfragen. Das macht Knochen zu einem der ältesten [[Beschreibstoff]]e,<ref>Paola Demattè: ''The Origins of Chinese Writing: the Neolithic Evidence.'' In: ''Cambridge Archaeological Journal.'' Band 20, Nr. 2, 2010, S. 211–228.</ref> wie auch der Fund der [[Runenknochen von der Unterweser]] belegt.

Seit Jahrhunderten sind Knochen das bevorzugte Material zur Anfertigung von [[Steg (Saiteninstrument)|Steg]] und [[Sattel (Saiteninstrument)|Sattel]] beim Bau von [[Saiteninstrument]]en, da die relativ große Härte dieses Materials einen positiven Einfluss auf den Klang des Instruments hat. Ein weiterer positiver Aspekt ist, dass Knochen einen natürlichen Fettgehalt haben, und dadurch quasi „selbstschmierend“ sind. Für die [[Saite]] heißt das, dass sie beim Stimmen gut im Sattel gleiten kann und dadurch entsprechend weniger Widerstand entsteht als bei anderen Materialien.<ref>{{Internetquelle |autor=Stoll Guitars |url=https://www.stollguitars.de/de/stegeinlage-und-sattel-bei-akustikgitarren-knochen-oder-kunststoff/ |titel=Stegeinlage und Sattel - Knochen oder Kunststoff? |datum=2014-10-23 |sprache=de-DE |abruf=2024-06-26}}</ref> Zwar werden (aus Kostengründen, und wegen einfacherer Fertigung) inzwischen auch [[Graphit]], verschiedene [[Kunststoff|Kunststoffe]], [[Ebenholz]] und gelegentlich auch [[Messing]] verwendet, aber speziell bei hochwertigen Instrumenten ist die Verwendung von Knochen immer noch die erste Wahl

[[Knochenasche]] (Spodium) enthält [[Calciumoxid]] und [[Calciumphosphat]], was unter anderem dazu benutzt wurde, Porzellan eine besondere Transparenz zu verleihen. Die Ausdrücke [[Knochenporzellan]] und [[Feines Knochenporzellan]] rühren daher. Aus Knochen hergestellte Tierkohle hat ebenso verschiedene Anwendungen. Elfenbein- oder Beinschwarz sind schwarze Pigmente, die in der Malerei oder als Schuhcreme verwendet wurden.

Die Knochen von [[Nutztier]]en, insbesondere von [[Hausrind|Rindern]] und [[Hausschwein|Schweinen]], werden unter anderem genutzt, um daraus [[Gelatine]], [[Seife]] oder [[Knochenleim]] zu produzieren. Des Weiteren wird heute nach wie vor [[Knochenmehl]] als organischer Dünger hergestellt.

Als Futterzusatz wurde [[Knochenmehl]] nach dem Aufkommen der [[Bovine spongiforme Enzephalopathie|bovinen spongiformen Enzephalopathie]] (BSE) ab 2001 auf dem Gebiet der [[EU]] verboten. Das Verbot wurde 2021 für die Haltung von Schweinen und Geflügel wieder aufgehoben, während es für reine Pflanzenfresser weiterhin nicht als Futtermittelzusatz erlaubt ist.<ref>[https://www.tagesschau.de/wirtschaft/technologie/tiermehl-verfuetterung-101.html ''Verbot aufgehoben - Tiermehl darf wieder verfüttert werden''] [[tagesschau.de|Tagesschau]], aufgerufen am 26. November 2022</ref>

== Literatur ==
* [[Claus-Peter Adler]]: ''Morphologie der Knochenkrankheiten.'' Thieme, Stuttgart / New York 1983.
* [[Bernhard Tillmann]], [[Gian Töndury (Mediziner)|Gian Töndury]]: ''Bewegungsapparat.'' Band I. In: H. Leonhardt, Bernhard Tillmann, Gian Töndury, K. Zilles (Hrsg.): ''[[August Rauber|Rauber]] / [[Friedrich Wilhelm Kopsch|Kopsch]]. Anatomie des Menschen.'' Georg Thieme Verlag, Stuttgart / New York 1987.
* Dieter Felsenberg: ''Struktur und Funktion des Knochens.'' In: ''Pharmazie in unserer Zeit.'' Band 30, Nr. 6, 2001, S. 488–493. {{DOI|10.1002/1615-1003(200111)30:6<488::AID-PAUZ488>3.0.CO;2-U}}.
* [[Benno Kummer]]: ''Biomechanik. Form und Funktion des Bewegungsapparates.'' Deutscher Ärzte-Verlag, Köln 2005, ISBN 978-3-7691-0502-5.

== Weblinks ==
{{Commonscat|Bones|Knochen}}
{{Wikiquote}}
{{Wiktionary}}
* [http://www.uni-mainz.de/FB/Medizin/Anatomie/workshop/EM/EMKnochen.html elektronenmikroskopische Bilder von Knochen]
* [http://depts.washington.edu/bonebio/ASBMRed/ASBMRed.html Informationen der American Society for Bone and Mineral Research] (engl.)

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4128031-3}}

[[Kategorie:Knochen| ]]
[[Kategorie:Beschreibstoff]]

Knochen - Versionsgeschichte

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