Skelette - Biologie learn online

Biologie (Subject) / Skelette (Lesson)

skelette

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Hydroskelett Flüssigkeit, die unter Druck in einem geschlossenem Kompartiment gehalten wird Cnidarier (Gastrovaskularsystem) Plathelminthes (Interstitielle Flüssigkeit; Acoel) Nematoda (Pseudocoelom) Annelida (Eu-Coelomflüssigkeit in einzelnen Segmenten) Können ihre Gestalt und Bewegung kontrollieren, indem sie die Form der flüssigkeitsgefüllten Kompartimente mittels Muskelkraft (z.B. Hautmuskelschlauch) verändern. Zur Stabilisation, Formbeibehaltung und Fortbewegung
Exoskelett harte Körperhülle, die das Tier von außen umhüllt Mollusken (Muschelschalen, Schneckenhäuser: 3 Schichten (Periostracum, Prismenschicht = Ostracum, Perlmuttschicht = Hypostracum) Arthropoden (Cuticula = tote Außenschicht, die von Epidermis abgeschieten wird: muss gehäutet werden) Schutz
Endoskelett = hartes Stützgewebe z.B. Knochen eingebettet in weiches Gewebe des Tieres Porifera: harte nadelartige Strukturen aus anorganischem Material Echinodermata: Endoskelett aus harten Platten (Skleriten), die unter der Haut liegen. Sklerite bestehen aus Magnesiumcarbonat- und Calciumcarbonatkristallen, verbunden durch Proteinfasern Chordaten: Endoskelett aus Knorpel, Knochen oder beidem Als Stütze und zur Fortbewegung
Kiefergelenk (Primär, Sekundär) 1. Ursprüngliches Kiefergelenk: rezent bei Knochenfischen: wird gebildet aus dem Palatoquadratknorpel als Oberkiefer und dem Mandibularknorpel als Unterkiefer 2. Primäres Kiefergelenk: bei allen Tetrapoden (bis auf Säuger!) wird gebildet von dem zum Oberkiefer gehörenden Quadratum und dem zum Unterkiefer gehörenden Articulare. 3. Sekundäres Kiefergelenk: nur bei Säugern. kein Element des Oberkiefers beteiligt; statt dessen artikuliert das Dentale (bei Säugern der einzige Knochen des Unterkiefers) mit dem zum Schädeldach gehörenden Squamosum (Schuppenbein). Es liegt also ein Squamosum-Dentale-Gelenk vor. Bei modernen Säugern weist das sekundäre Kiefergelenk noch eine Abwandlung auf. Das Squamosum ist hier kein eigenes freies Element mehr, sondern in das Schläfenbein (Os temporale) integriert. Genau genommen besitzen moderne Säuger also ein Temporale-Dentale-Gelenk. Die Knochen des primären Kiefergelenks erfahren einen extremen Funktionswandel und werden zu Gehörknöchelchen (Articulare = Hammer, Quadratum = Amboß)
Funktionen von Skeletten Bewegung (mithilfe von Skelettmuskeln, Sehnen, Bändern, Gelenken --> Kraftübertragung und -weiterleitung) Schutz (z.B: Schädel schützt Gehirn, Rippen schützen Herz, Lunge, etc.) Stütze (muss eigenes Gewicht tragen, Form beibehalten) Mineralstoffwechsel (Speicherung von Mineralsalzen v.a. Calcium, die bei Bedarf frei gesetzt werden können; kann Puffersubstanzen zur Regulierung des pH-Wertes im Blut zur Verfügung stellen) Blutbildung (im roten Knochenmark Hämatopoese =Blutbildung, v.a. in platten und kurzen Knochen)
Knorpel festes, flexibles Stützmaterial (Embryone, Knorpelfische, Bandscheiben) Kollagenfasern eingebettet in Chondroitinsulfat (In Chondrozyten gebildet) Korpel hat keine Gefäße, wird durch Diffusion ernährt. Hyliner Knorpel (fest + elastisch: Gelenküberzug,Rippenknorpel, Nasenscheidewand) Elastischer Knorpel (leicht verformbar, wenig stabil: Ohrmuschel, Knorpelspangen der Bronchien) Faserknorpel (robust, wenig verformbar: Bandscheiben, Meniskus)
Knochen Aufbau hart aber nicht spröde: aus Kollagen und Hydroxyapatit (Calciumphosphat) 60-70 % anorganischen Mineralien (Calciumsalze v.a. Hydroxylapatit) 10-15 % Wasser 20-25 % organischen Substanzen (Kollagen und andere Proteine) Knochenhaut (Periost) umschließt Knochen und besteht aus 2 Schichten: Innere Schicht enthält die Osteoblasten (--> Knochenbildung), äußere Schicht enthält Nerven- und Blutgefäße (--> Nährstoffversorgung) Darunter findet sich die Rindenschicht (Corticalis), die aus Substantia compacta besteht (=Harter Teil des Knochens) aus Osteonen. Weiter innen geht die Substantia compacta in ein schwammartiges Gerüst aus Knochenbälkchen, die Substantia Spongiosa über. Der Hohlraum zwischen den Knochenbälkchen bildet die Markhöhle des Knochens. (Hohlräume sorgen dafür, dass Knochen leicht sind und trotzdem hart) Sie wird vom Endost ausgekleidet. Hier befindet sich das rote Knochenmark, (hier Blutzellenbildung aus multipotenten hämatopoetischen Stammzellen) welches mit zunehmendem Lebensalter in den meisten Knochen durch gelbes Fettmark ersetzt wird. Oft Knorpelschicht, wo 2 Knochen aufeinander treffen: Verhindert Reibung und Abnutzung
2 Arten der Ossifikation -Desmale Ossifikation: Knochen entsteht direkt aus gut vaskularisiertem Mesenchym, indem sich multipotente Mesenchymzellen (embryonales Bindegewebe) zu Osteoblasten differenzieren. Viele Osteoblasten akkumulieren und bilden durch fortwährende Verkalkung die Knochenmatrix in Form der Knochenbälkchen. Diese verschmelzen dann und bilden netzartige Struktur der Deckknochen (=Bindegewebsknochen) z.B. Gesichtsknochen des Schädels, und Schlüsselbein -Chondrale Ossifikation: Entwicklung aus hyalinem Knorpelskelett (Mehrheit der Knochen): Zunächst entsteht aus dem mesenchymalen Bindegewebe ein Primordialskelett aus hyalinem Knorpel. Während die Knochenmatrix wächst, wird der Knorpel durch Chondroklasten kontinuierlich abgebaut und mit Hilfe von Osteoblasten durch Knochen ersetzt. Perichondrale Ossifikation (Verknöcherung von außen): Mesenchymzellen differenzieren sich zu Chondroblasten (=knorpelbildende Zellen), die das Knorpelmodell bilden. Im Bereich der zukünftigen Diaphyse (=Knochenschaft) differenzieren sich im Perichondrium (=Knorpelhaut) Osteoblasten. Osteoblasten bilden wie bei der desmalen Ossifikation eine Manschette um die Diaphyse. Perichondrium wird später zum Periost. En(do)chondrale Ossifikation (Verknöcherung von innen): primäres Ossifikationszentrum: Im Bereich der Diaphyse/Knochenmanschette: Knorpelzellen differenzieren sich zu Chondrozyten, die die Mineralisation der inneren Knochenmatrix veranlassen. Mithilfe von Osteoklasten (Knochen-Fresszellen) dringen Blutgefäße und Mesenchym in die Knochenmatrix ein. Mesenchymzellen differenzieren zu Chondroklasten (Knorpel-Fresszellen), die die Knorpelmatrix abbauen. Osteoblasten kleiden Hohlräume aus (Primäre Markhöhle). Sekundäre Ossifikationszentren: An den Epiphysen. wie an Diaphyse (aber erst postnatal)
Gebissarten Homodontes Gebiss: evolutionsgeschichtlich ursprünglicher Zustand des Gebisses der Landwirbeltiere. z.B. Amphibien und Reptilien Heterodontes Gebiss: verschiedenartig ausgebildete Zahngruppen in einem Gebiss. z.B. Säuger: Schneidezähne, Eckzähne, Prämolaren, Molaren -bei Carnivora: Ausgeprägte Eckzähne (=Reisszähne)
Menschliche Knochentypen Röhrenknochen z.B. Oberschenkel, Elle, Speiche, Fingerknochen Platte Knochen z.B. Hirnschädel, Schulterblätter, Rippen (besitzen 2 Außenschichten, dazwischen spongiöse Schicht) Kurze Knochen z.B. Hand- und Fußwurzelknochen (enthalten größtenteils Spongiosa) Sesambeine z.B. Kniescheiben, Erbsenbein im Handgelenk (in Sehne eingelagert: Vergrößern Abstand von Sehne zu Knochen. Wirkt als Hebelarm) irreguläre Knochen z.B. WIrbel, Unterkieferknochen Luftgefüllte Knochen z.B: Stirnbein (mit Schleimhaut gefüllte Hohlräume)
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Aufbau eines Röhrenknochens länglicher, röhrenähnlichen Schaft (Diaphyse) mit verdickten Enden (Epiphyse), dazwischen Längenwachstumszone (Metaphyse) an der Epiphyse: Knochen mit Knorpelgewebe als Verbindungsstelle zum benachbarten Knochen (--> Gelenk) schmerzempfindlicher Knochenhaut (Periost) enthält Nerven- und Blutgefäße zur Ernährung des Knochens, Ansatzstelle für Bänder und Sehnen Außenschicht des Knochens (Kortikalis): im Bereich der Diaphyse auch als Compacta bezeichnet = dichte Knochenstruktur Im Inneren des Knochens (Spongiosa): größter Anteil besteht aus feinen Knochenbälkchen (Trabekel) Hohlraumstruktur (Knochenmarkshöhle): rotes Knochenmark: Blutbildendes Organ (Hämatopoese), besteht aus Bindegewebe --> wird später in Fettmark umgewandelt (mit Endost ausgekleited)
Menschliches Skelett menschliches Skelett besteht aus mehr als 200 Knochen (zusammen mit Knorpeln Gewicht von ca. 7 kg); bestimmt Form des Körpers und lässt sich in drei große Abschnitte untergliedern: Kopfskelett (Neurocranium = Hirnschädel; und Viscerocranium = Gesichtsschädel; Foramen magnum = Hinterhauptsloch: Durchtrittsöffnung für Rückenmark/Hirn) Rumpfskelett (Wirbelsäule, Thorax, Schulter- und Beckengürtel) Arm- und Beinskelett
Wirbelsäule Hauptachse des Körpers setzt sich aus 33 Wirbeln zusammen, mit dazwischen liegenden elastischen Bandscheiben aus Knorpelmaterial weist charakteristische, doppelt s-förmige Krümmung auf ⇒ wirkt zusammen mit Bandscheiben starken Belastungen entgegen; federt Stöße und Erschütterungen ab Wirbelsäule trägt den Schädel (sitzt auf 7 Halswirbeln), danach folgen 12 Brustwirbel und 5 Lendenwirbel; der untere Wirbelsäulenabschnitt besteht aus 5 verwachsenen Kreuzbeinwirbeln (Sakralwirbel) und 4-5 verwachsenen Steißbeinwirbeln Wirbelkörper der Wirbel tragen das Gewicht; aufgrund der Gelenkfortsätze, zwischen einzelnen Wirbeln ist Wirbelsäule sehr flexibel --> zwei benachbarte Wirbel sind über 2 Bänder aus Bindegewebe miteinander verbunden --> dazwischen liegenden Bandscheiben federn Stöße ab (falsche und zu starke Belastung ⇒ Bandscheibenvorfall: der gelartige, flüssigkeitsgefüllte Kern der Bandscheiben kann durch Reißen des äußeren festeren Knorpelringes auslaufen und auf Spinalnerv drücken --> zum Rücken hin weisen Wirbel eine kreisförmige Öffnung auf --> Wirbelloch (Formen vertebralis); bilden Wirbelkanal (Schutz des im Inneren liegenden Rückenmarks, welches Information vom Gehirn durch zahlreiche Nervenbahnen in den ganzen Körper weiter – und zurückleitet) --> Wirbelfortsätze (Dornfortsatz und paarige Querfortsätze) bilden Ansatzstelle für Muskulatur und Bänder; Zitzenfortsatz existiert nur bei Brust- und Lendenwirbeln von Säugern (befindet sich auf Querfortsatz, ebenfalls Ansatzstelle für Muskeln)
Halte und Bewegungsapparat Knochen: wachsen mit. Stützen und Schützen. Mineralspeicher für Calcium. Bildung von Blut- und Immunzellen Gelenke: bindegewebige Verbindung, die eine Beweglichkeit der Knochen zueinander ermöglicht (Gelenkkapsel, Gelenkhöhle, Gelenkspalt, Gelenkknorpel) Muskeln Bänder: bindegewebige Verbindung von Knochen zu Knochen, wenig dehnbar: Stabilisation Sehnen: bindegeweebiger Teil des Muskels, der den Muskel mit einem Knochen verbindet: Kraftübertragung. Sehnenscheide schützt Sehnen, die großer Spannung ausgesetzt sind (Flüssigkeit verringert wie Schmieröl die Reibung zwischen Sehne und Knochen)