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Kortikaler Knochen – Aufbau, Funktion & Erkrankungen
Der kortikale Knochen ist die harte, dichte äußere Schicht des Knochens. Er gibt dem Skelett Stabilität und Festigkeit und macht etwa 80 % der gesamten Knochenmasse aus.
Zu bevorzugten Quellen hinzufügenWissenswertes über "Kortikaler Knochen"
Der kortikale Knochen ist die harte, dichte äußere Schicht des Knochens. Er gibt dem Skelett Stabilität und Festigkeit und macht etwa 80 % der gesamten Knochenmasse aus.
Was ist kortikaler Knochen?
Der kortikale Knochen – auch als Kortikalis, Substantia compacta oder kompakter Knochen bezeichnet – ist die dichte, harte äußere Hülle, die jeden Knochen des menschlichen Körpers umgibt. Er bildet die feste Schutzschicht um das innere Knochengewebe und macht etwa 80 % der gesamten Knochenmasse im menschlichen Körper aus. Im Gegensatz zum spongiösen (trabekulären) Knochen im Innern ist der kortikale Knochen sehr dicht und wenig porös, was ihm seine charakteristische Härte verleiht.
Aufbau und Struktur
Mikroskopisch betrachtet besteht der kortikale Knochen aus zylinderförmigen Struktureinheiten, den sogenannten Osteons (auch Havers-Systeme genannt). Jedes Osteon besteht aus konzentrischen Lamellen aus mineralisierter Knochenmatrix, die einen zentralen Kanal – den Havers-Kanal – umgeben, durch den Blutgefäße und Nerven verlaufen.
- Osteon (Havers-System): Die kleinste Funktionseinheit des kortikalen Knochens.
- Havers-Kanal: Zentraler Längskanal mit Blutgefäßen und Nerven.
- Volkmann-Kanäle: Querkanäle, die benachbarte Havers-Kanäle miteinander verbinden.
- Lakunen und Kanalikel: Kleine Hohlräume, in denen die Knochenzellen (Osteozyten) sitzen und über feine Kanälchen miteinander kommunizieren.
Funktionen des kortikalen Knochens
Der kortikale Knochen erfüllt im menschlichen Körper mehrere lebenswichtige Aufgaben:
- Mechanischer Schutz: Er schützt innere Organe und empfindliches Gewebe vor äußeren Kräften und Stößen.
- Stabilität und Tragfähigkeit: Er verleiht den langen Röhrenknochen (z. B. Oberschenkelknochen, Schienbein) die nötige Festigkeit, um das Körpergewicht zu tragen.
- Mineralspeicher: Der kortikale Knochen dient als wichtiger Speicher für Kalzium und Phosphat, die bei Bedarf in den Blutkreislauf abgegeben werden können.
- Schutzhülle: Er umhüllt den spongiösen Knochen sowie das Knochenmark im Innern.
Kortikaler vs. spongiöser Knochen
Das Skelett besteht aus zwei Knochentypen, die sich ergänzen:
- Kortikaler Knochen (Substantia compacta): Dichte, harte äußere Schicht; vorwiegend an den langen Knochen der Arme und Beine. Porosität von etwa 5–10 %.
- Spongiöser Knochen (Substantia spongiosa/trabekulärer Knochen): Schwammartige, netzartige innere Struktur; kommt vor allem in Wirbelkörpern, Beckenknochen und den Enden der langen Knochen vor. Wesentlich höhere Porosität (75–95 %).
Knochenumbau (Remodeling)
Kortikaler Knochen ist kein statisches Gewebe – er wird ständig umgebaut. Dieser Prozess wird als Knochenremodeling bezeichnet und wird von zwei Zelltypen gesteuert:
- Osteoklasten: Zellen, die alten Knochen abbauen (Resorption).
- Osteoblasten: Zellen, die neuen Knochen aufbauen (Knochenformation).
Dieser Umbau ermöglicht die Anpassung des Knochens an mechanische Belastungen, die Reparatur von Mikrorissen und die Regulation des Kalziumhaushalts. Im Gleichgewicht beträgt die jährliche Erneuerungsrate des kortikalen Knochens etwa 2–3 %.
Klinische Bedeutung und Erkrankungen
Veränderungen im kortikalen Knochen spielen bei verschiedenen Erkrankungen und klinischen Situationen eine wichtige Rolle:
Osteoporose
Bei der Osteoporose nimmt die Knochendichte ab und die Mikrostruktur des kortikalen Knochens wird zunehmend poröser und dünner. Dies erhöht das Risiko für Knochenbrüche (Frakturen) erheblich, besonders an der Hüfte, dem Handgelenk und der Wirbelsäule.
Frakturen
Brüche des kortikalen Knochens entstehen, wenn die einwirkende Kraft die Belastungsgrenze des Knochens überschreitet. Stressfrakturen entstehen durch wiederholte, kumulative Belastung, wie sie z. B. bei Leistungssportlern vorkommt.
Osteomalazie und Rachitis
Bei Osteomalazie (bei Erwachsenen) und Rachitis (bei Kindern) wird die Knochenmatrix nicht ausreichend mineralisiert, was den kortikalen Knochen weicher und anfälliger für Verformungen macht. Ursache ist meist ein Vitamin-D- oder Kalziummangel.
Morbus Paget
Beim Morbus Paget des Knochens ist der Knochenumbau gestört, was zu einer abnormen Vergrößerung und Verformung der betroffenen Knochen führt, einschließlich des kortikalen Anteils.
Diagnostik
Die Beurteilung des kortikalen Knochens erfolgt mit verschiedenen bildgebenden und messtechnischen Verfahren:
- DXA (Dual-Energie-Röntgenabsorptiometrie): Standardverfahren zur Messung der Knochenmineraldichte (BMD), insbesondere relevant für die Osteoporosediagnostik.
- pQCT (periphere quantitative Computertomographie): Erlaubt eine differenzierte Beurteilung von kortikaler Dicke, Dichte und Geometrie.
- HR-pQCT (hochauflösende periphere QCT): Sehr detaillierte Darstellung der kortikalen Mikrostruktur.
- Konventionelles Röntgen: Zur Beurteilung von Frakturen und groben Strukturveränderungen.
- Knochenbiopsie: Histologische Analyse bei speziellen Fragestellungen.
Quellen
- Seeman, E. & Delmas, P.D. (2006): Bone quality – the material and structural basis of bone strength and fragility. In: New England Journal of Medicine, 354(21), S. 2250–2261.
- World Health Organization (WHO) (1994): Assessment of fracture risk and its application to screening for postmenopausal osteoporosis. WHO Technical Report Series 843. Genf: WHO.
- Tortora, G.J. & Derrickson, B. (2017): Anatomie und Physiologie. 2. Auflage. Wiley-VCH, Weinheim.
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