HC4 Het Beenderstelsel - Fysiologie PDF

Fysiologie Hoorcollege 4: Bewegingsapparaat deel 1: Het beenderstelsel Tijl Stynen Hoofdstuk 6: Het beenderstelsel  Inleiding  Histologie van het beenderstelsel  Botgroei, vorming, remodellering en homeostase  Anatomie van het...

Fysiologie Hoorcollege 4: Bewegingsapparaat deel 1: Het beenderstelsel Tijl Stynen Hoofdstuk 6: Het beenderstelsel  Inleiding  Histologie van het beenderstelsel  Botgroei, vorming, remodellering en homeostase  Anatomie van het skelet  Fysiologie van de gewrichten Inleiding Introleiding: Het beenderstelsel: waarom? Binnen de les krijgen we inzicht in de opbouw van het beenderstelstel. Dit laat toe om producten op maat van de mens te ontwerpen, zowel voor statische als dynamische taken. Inleiding: Het beenderstelsel: onderdelen  Het beenderstelsel omvat:  Botten (=Beenweefsel)  Kraakbeen (=Kraakbeenweefsel)  Gewrichten en gewrichtsbanden (=Bindweefsel) 6.1 Het beenderstelsel: functies  Functies van het skelet  Steun tegen zwaartekracht  Opslag Calcium, fosfor (mineralen) Vet (Geel beenmerg)  Productie van bloedcellen (rode beenmerg)  Bescherming van de zachte inwendige organen  Hefboomwerking voor spierbewegingen 6.2 De botstructuur - macroscopisch Botvormen:  Lange botten  Korte botten  Platte botten  Onregelmatige botten 6.2 De botstructuur - macroscopisch  opbouw van een lang bot:  Diafyse (schacht) Compact beenweefsel Spongieus beenweefsel Mergholte  Epifysen (uiteinden) Spongieus weefsel Gewrichtskraakbeen Epifysaire schijf  Periost (beenvlies): cellaag + vezellaag  Endost (binnenbekleding) Structuren uit kraakbeen - macroscopisch Histologie van het beenderstelsel Bindweefsel Figuur 4-7 Ligamenten / gewrichtskapsels / pezen Bindweefsel in strikte zin: Grondsubstantie + vezels + cellen Ligamenten / gewrichtskapsels / pezen Dicht bindweefsel in strikte zin: Regelmatig: kracht overzetten in lengterichting. (pezen en ligamenten) Onregelmatig: gewrichtskapsel, huid, organen (longen, blaas) Kraakbeenweefsel: Steunweefsel – vaste, rubberachtige matrix Geen bloedvaten (diffusie voedings/afvalstoffen + beperkt herstel) Drie soorten kraakbeen Kraakbeenweefsel: Kraakbeenweefsel: Kraakbeenweefsel: Kraakbeenweefsel: Steunweefsel – vaste, rubberachtige matrix Geen bloedvaten (diffusie voedings/afvalstoffen + beperkt herstel) Drie soorten kraakbeen Hyalien kraakbeen: collagene vezels in matrix, taai en buigzaam. (sternum – rib, gewrichten) Elastisch kraakbeen: veel elastische vezels. (oorschelp, strotklepje) Vezelig kraakbeen: weinig grondsubstantie, veel collageen nauw verbonden, sterk, schokdempend. (meniscus, tussenwervelschijven) 6.2 De botstructuur - microscopisch Histologie van compact beenweefsel: 6.2 De botstructuur - microscopisch  Histologie van compact beenweefsel: 6.2 De botstructuur - microscopisch  Histologie van compact beenweefsel:  Osteon/systeem van Havers – Basale functionele eenheid van compact botweefsel; cilindervormig Centraal kanaal (van Havers): bloedvaten Concentrische lagen – lamellen van gecalcificeerde matrix (Calciumfosfaat) Geeft sterkte in de langsrichting van het bot  3 celtypes Osteocyten in lacunen (kleine groepjes) tussen de lamellen – verbonden via canaliculi Osteoblasten in periost (en endost): nieuwe botmatrix Osteoclasten in endost (en periost): botafbraak 6.2 De botstructuur - microscopisch  Histologie van compact beenweefsel: 6.2 De botstructuur - microscopisch Histologie van spongieus beenweefsel https://courses.lumenlearning.c om/suny-ap1/chapter/bone- structure/ 6.2 De botstructuur - microscopisch Histologie van spongieus beenweefsel  Geen osteon  Lamellen als botbalkjes Lichter Komt voor op plaatsen waar been minder wordt belast, of krachtswerking in verschillende richtingen plaatsvindt. bvb Epifyse 6.2 De botstructuur - microscopisch  Cellen in beenweefsel  Osteoblasten Maken nieuwe matrix aan door stimulatie van afzetting van Calciumfosfaat Doen dit tot ze zelf volledig omgeven zijn met gecalcificieerde matrix differentieren tot osteocyt  Osteocyten Rijpe botcellen tussen de lamellen Botherstel en hergebruik van Calciumfosfaat  Osteoclasten Grote cel met meerdere celkernen Produceren zuren en enzymen die botmatrix oplossen Geven opgeslagen mineralen af: homeostase in lichaamsvloeistoffen  Botvorming en groei, remodellering en homeostase (Enkel grote lijnen kennen – zie info slides) 6.3. Botvorming en groei  Groei van het skelet Begint embryonaal (6w), tot +-25 jaar Verschillende weefseltypes waarin botweefsel aangemaakt wordt: Bindweefsel (bvb. Schedel) Kraakbeen (bvb. Lange beenderen) Stamcellen  osteoblasten  osteocyten “ossificatie” In lange beenderen: Primaire en secundaire beenkernen Leiden tot ontstaan van de epifysaire schijf Mogelijkheid om groei te voorspellen 6.3. Botvorming en groei 6.3. Botvorming en groei  Appositionele groei: Cellen uit periost differentiëren tot osteoblasten en produceren matrix, Osteoclasten vergroten de mergholte. 6.3. Botvorming en groei  Einde botgroei:  Sluiten van de epifysen begint in de puberteit (zelfs tot 25j)  Belangrijkste stoffen/regulatoren voor een normale botgroei:  Mineralen Calcium, fosfaat (zwangerschap/voeding)  Vitaminen Vitamine D3 (suppl/opperhuid -> Calcitriol)  Hormonen Groeihormoon 6.4 Remodellering / Homeostase  Remodellering = Voortdurende afbraak en opnieuw vormen van botweefsel  Ook na de groei  Turnover van mineralen  Rol van remodellering:  Vormen worden aangepast aan belasting  Bvb. Na fractuur  Bvb. Bij een jong volwassene:  1/5e van het skelet elk jaar  niet bij elk bot even snel (afh van de turnoversnelheid)  Botmassa en – sterkte hangen af van de belasting waaraan het bot is blootgesteld  Bvb. Na dragen gips 6.4 Remodellering / Homeostase  Homeostase en mineraalopslag  Botten bevatten 99% van het calcium in het lichaam (>2kg)  Calciumconcentratie in het bloed wordt constant gehouden (=homeostase) Concentratie fluctueert door fysiologische processen: geen spier/zenuwreactie  30% stijgen Stuiptrekken  35% dalen Gecontroleerd door hormonen Concentratie te laag? Absorptie uit spijsvertering / Calcium uit botweefsel Concentratie te hoog? Calciumopname in botweefsel 6.5 Osteopenie Osteopenie: Vermindering van de het verbeningsproces in de botten  begint voor je 40e  Vrouwen > Mannen  Spongieus botweefsel wordt het meest aangetast Epifysen Ruggenwervels Kaken  Osteoporose = extremere vorm van osteopenie Voornamelijk vrouwen (hormonaal: dalende oestrogeenlevels) Verhoogd risico op fracturen (heup, pols, wervelkolom) Anatomie van het skelet 6.6 Het skelet  Botmarkeringen: Enkel ‘kop’, ‘hals’, ‘sinus’, ‘gewrichtsknobbel’  Indeling skelet (206)  Het axiale skelet Schedel Borstkas Wervelkolom  Appendiculair skelet Armen, benen Schoudergordel Bekkengordel In detail te kennen! (Nederlands OF Latijn) 6.6 Het skelet  Botmarkeringen: Enkel ‘kop’, ‘hals’, ‘sinus’, ‘gewrichtsknobbel’  Indeling skelet (206) Nederlandse of Latijnse benaming zijn OK “bijhorende beenderen” bij het gelaat zijn de gehoorsbeentjes (hamer, aambeeld, stijgbeugel 2x) en het tongbeen (hyoid). Carpalen = handwortelbeentjes Tarsalen = voetwortelbeentjes 6.7 Het axiale skelet  Functies:  Bescherming van hersenen, ruggenmerg en organen  Bewegingen van het hoofd, hals, romp  Ademhalingsbewegingen  Schokabsorptie en krachten overzetten naar ledematen  Ledematen stabiliseren De schedel – niet in detail te kennen Schedel van een pasgeborene – niet in detail Wervelkolom en borstkas  Anatomie: 7 cervicale wervels/vertebrae (C1 t/m C7) 12 thoracale vertebrae (T1 t/m T12) 5 lumbale vertebrae (L1 t/m L5) Os Sacrum (vergroeiing) Os Coccygis (staartbeentje)  Krommingen: Primaire krommingen (=kyfose): thoracaal / sacraal Secundaire krommingen (=lordose): Cervicaal (hoofdoprichting) Lumbaal (leren staan) Hyper- / Hypo- / Scoliose  **niet alle aanduidingen Anatomie wervels: in detail te kennen  Onderdelen en functies:  wervellichaam: gewicht doorgeven via tussenwervelschijven  Wervelboog en wervelgaten: doorgang ruggenmerg  Uitsteeksels (processus): spieraanhechting  Gewrichtuitsteeksels (processus articularis): articulatie (beperkt) Met onderliggende en bovenliggende wervel Met ribben (thoracale wervels) Figuur 6-18 Eerste twee halswervels: atlas en axis Figuur 6-18  **niet alle Wervelkolom en borstkas aanduidingen in detail te kennen De borstkas  **niet alle Wervelkolom en borstkas aanduidingen in detail te kennen De borstkas  Thoracale wervels (12)  Ribben:  12 paar  7 paar “ware ribben”  5 paar “valse ribben” Waaronder: onderste 2 paar “zwevende”  Sternum = borstbeen:  3-delig  Aanhechting ribben via hyalien kraakbeen Wervelkolom en borstkas  De borstkas Figuur 6-20(b)  **niet alle aanduidingen 6.8 Appendiculair skelet in detail te kennen  Schoudergordel  Onderdelen Scapulae (schouderbladen) Clavicula (sleutelbeen)  Functies Schouder- en armbewegingen Verbindingsstuk voor arm ! Niet rechtstreeks verbonden met het axiaal skelet 6.8 Appendiculair skelet  De armen **niet alle aanduidingen in detail te kennen 6.8 Appendiculair skelet  De armen  Humerus Kop maakt gewricht met scapula Distale gewrichtsknobbel maakt gewricht met onderarm  Radius Lateraal (duimkant) kop verbonden met humerus Beweegt mee met de pols (pronatie/supinatie)  Ulna verbonden met humerus Olecranon is de punt v.d. elleboog 6.8 Appendiculair skelet  Beenderen van pols en hand **niet alle aanduidingen in detail te kennen 6.8 Appendiculair skelet  Beenderen van pols en hand  Twee rijen handwortelbeentjes Proximale verbinding met radius Distale verbinding met middenhandsbeentjes  Proximale phalanges (vingerkootjes) verbonden met middenhandsbeentjes Drie kootjes per vinger Twee kootjes per duim 6.8 Appendiculair skelet  Het bekken: heupbeenderen + sacrum + coccyx  Heupbeen = driedelig:  os ilium (darmbeen)  os ischium (zitbeen)  os pubis (schaambeen) Copyright © 2007 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings Figuur 6-26(a-b) 6.8 Appendiculair skelet  Verschillen in de anatomie van het bekken bij mannen en vrouwen Figuur 6-27 6.8 Appendiculair skelet  De benen **niet alle aanduidingen in detail te kennen 6.8 Appendiculair skelet  De benen  Femur Kop maakt gewricht met acetabulum van het heupbeen Distale gewrichtsknobbel maakt gewricht met onderbeen  Patella (knieschijf): in de pees van quadriceps. Beschermt knie Kan glijden langs gewrichtsknobbels femur en vergroot hefboom voor spierwerking quadriceps  Tibia Mediaal (vormt mediale enkel) Articuleert met dijbeen - gewichtsoverdracht  Fibula Lateraal (vormt laterale enkel) Articuleert niet met dijbeen spieraanhechting 6.8 Appendiculair skelet **niet alle  Beenderen van enkel en voet aanduidingen in detail te kennen  7 voetwortelbeentjes  5 metatarsalen  3 tarsalen per teen, slechts 2 voor grote teen  Vgl anatomie pols/hand Fysiologie van de gewrichten 6.9 Botverbindingen  Classificatie van botverbindingen (articulaties)  Drie functionele soorten botverbindingen Synartrosen Onbeweeglijk (of amper beweeglijk) Amfiartrosen Enigszins beweeglijk Diartrosen Beweeglijk ( gewrichten) 6.9 Botverbindingen  Voorbeelden van botverbindingen  Synartrosen Schedelbeenderen (beenderen grijpen in elkaar) Tanden en kaakbot  Amfiartrosen Sterke verbinding met een pees of gewrichtsband, bvb. Tibia en fibula Tussen ruggenwervels Symphyse (bvb. Schaambeenderen)  Diartrosen Synoviale gewrichten  Botverbindingen  Synoviale gewrichten (Diartrosen)  Epiphysen bedekt met gewrichtskraakbeen  Gewrichtsholte (synoviale holte) Omgeven door synoviaal membraan Gevuld met gewrichtsvloeistof ( smering)  Omhuld door gewrichtskapsel  Andere gewrichtsstructuren zijn o.a.: Meniscus (steun / drukverdeling) Bursa (slijmbeurs) (laat glijding toe) Vetkussentjes (schokabsorptie) Ligamenten (stabilisatie) 6.9 Botverbindingen  Synoviale gewrichten: Artritis Ontsteking van een synoviaal gewricht: infectie, beschadiging, metabool, genetisch Gaat gepaard met beschadiging van kraakbeen Kan op alle leeftijden voorkomen (genetisch: reumatoide artritis) Anders dan artrose: dit is leeftijdsgebonden slijtage van het kraakbeen. 6.10 bewegingen beschrijven van de gewrichten  Bewegingen van synoviale gewrichten  Flexie  Extensie  Hyperextensie  Abductie  Adductie  Circumductie  Rotatie  Pronatie, supinatie 6.10 bewegingen beschrijven van de gewrichten  Flexie en extensie  Hyperextensie = voorbij anatomisch positie  Enkel/voet: plantaire flexie en dorsiflexie  Bovenarm: anteflexie en retroflexie Figuur 6-32(a) 6.10 bewegingen beschrijven van de gewrichten  Adductie en abductie 6.10 bewegingen beschrijven van de gewrichten  Circumductie 6.10 bewegingen beschrijven van de gewrichten Rotatie Endorotatie (=mediaal) Exorotatie (=lateraal) 6.10 bewegingen beschrijven van de gewrichten  Pronatie en supinatie 6.10 Typen synoviale gewrichten  Structurele indeling van synoviale gewrichten:  Glijgewricht (bijv. wervel op wervel): beperkte beweging  Rotatie met 1 vrijheidsgraad: Scharnierend Draaiend  Rotatie met 2 vrijheidsgraden: Ellipsoid (eivorming) Zadel  Rotatie met 3 vrijheidsgraden: Kogel 6.10 Typen synoviale gewrichten  Structurele indeling van synoviale gewrichten:  Glijgewricht (bijv. wervel op wervel): beperkte beweging  Rotatie met 1 vrijheidsgraad: Scharnierend (bijv. knie) Draaiend (bijv. atlas–axis)  Rotatie met 2 vrijheidsgraden: Ellipsoid (eivormig) (bijv. distale radius, proximale vingerkootjes) Zadel (bijv. duim)  Rotatie met 3 vrijheidsgraden: Kogel (bijv. heup, schouder) 6.10 Typen synoviale gewrichten Figuur 6-35(a) 6.10 Typen synoviale gewrichten Figuur 6-35(b) 6.10 Typen synoviale gewrichten Figuur 6-35(c) 6.10 Typen synoviale gewrichten Figuur 6-35(d) 6.10 Typen synoviale gewrichten Figuur 6-35(e) 6.10 Typen synoviale gewrichten Figuur 6-35(f) 6.11 Intervertebrale vs lidmaatgewrichten Belangrijk idee: Een gewricht kan niet tegelijkertijd heel beweeglijk en heel sterk zijn. Hoe beweeglijker, des te zwakker het gewricht. Ditkomt omdat beweeglijke gewrichten afhankelijk zijn van de stevigheid van spieren en banden en niet van stevige verbindingen tussen beenderen onderling. 6.11 Intervertebrale vs lidmaatgewrichten  Specifieke gewrichten, te herkennen en te kennen tot in detail van voorgaande slides:  Schoudergewricht  Ellebooggewricht  Heupgewricht  Kniegewricht  ook in volgende les (spierstelsel)  Problemen met gewrichten (beschrijven en verklaren)  Discushernia  Schouderluxatie (uit de kom)  Heupfractuur bij ouderen  Fysiologie Hoorcollege 4: Bewegingsapparaat deel 1: Het beenderstelsel Tijl Stynen