Skelett und Muskeln

Dein Skelett besteht aus rund 200 Knochen. Es stützt den Körper, gibt ihm seine Form und schützt empfindliche Organe: Der Schädel umgibt das Gehirn, der Brustkorb Herz und Lunge. Die Wirbelsäule ist die zentrale Achse. Sie ist doppelt S-förmig gebogen und federt so Stöße beim Gehen und Springen ab. Im Inneren vieler Knochen liegt das Knochenmark, in dem Blutzellen gebildet werden.

Knochen sind kein totes Material, auch wenn sie hart wirken. Sie bestehen aus lebenden Zellen, die von Mineralstoffen wie Kalzium durchsetzt sind. Diese Mineralstoffe machen den Knochen stabil, eine elastische Grundsubstanz aus Kollagenfasern verhindert, dass er bei Belastung sofort splittert. Deshalb können Knochen nach einem Bruch auch wieder zusammenwachsen: Spezielle Zellen bauen an der Bruchstelle neues Knochengewebe auf. Das dauert je nach Alter und Knochen mehrere Wochen bis Monate.

Das Becken verbindet die Wirbelsäule mit den Beinen und trägt das Gewicht des ganzen Oberkörpers. Arme und Beine bestehen aus langen Röhrenknochen, die innen teilweise hohl und deshalb bei gleicher Stabilität leichter sind als massive Knochen – ein Bauprinzip, das auch beim Fahrradrahmen genutzt wird. Zusammen bilden alle Abschnitte ein Gerüst, das leicht genug zum Bewegen und trotzdem stabil genug zum Tragen ist.

Knochen selbst können sich nicht bewegen. Beweglich wird das Skelett erst durch Gelenke, also Verbindungen zwischen zwei Knochen. Die Knochenenden sind mit glattem Knorpel überzogen, und die Gelenkschmiere verringert die Reibung, damit die Flächen nicht aneinander scheuern. Bänder umgeben das Gelenk von außen wie feste Zügel und verhindern, dass es zu weit ausschlägt oder auseinanderrutscht.

Nicht jedes Gelenk erlaubt dieselbe Bewegung. Am Knie und am Ellenbogen findest du ein Scharniergelenk, das sich nur in eine Richtung bewegen lässt, ähnlich wie eine Tür in ihren Angeln. An der Schulter und an der Hüfte sitzt dagegen ein Kugelgelenk: Ein runder Gelenkkopf steckt in einer Pfanne und kann sich in fast alle Richtungen drehen. Diesen Unterschied verwechseln viele Schüler, dabei erklärt er, warum du den Arm kreisen lassen kannst, das Knie aber nicht.

Auch die Wirbelsäule enthält viele kleine Gelenke zwischen den einzelnen Wirbeln, dazwischen liegen Bandscheiben als Stoßdämpfer. Sie bestehen aus einem weichen, gallertartigen Kern mit einem festeren Faserring darum und verteilen den Druck beim Sitzen, Springen oder Tragen schwerer Lasten gleichmäßig auf die Wirbel. Ohne sie würden die Wirbelkörper direkt aufeinander reiben.

Bewegt werden die Knochen von Muskeln. Ein Muskel ist über Sehnen fest am Knochen befestigt. Er besteht aus vielen feinen Muskelfasern, die sich beim Anspannen gleichzeitig verkürzen und dabei ziehen. Eine wichtige Eigenschaft prägt den ganzen Bewegungsapparat: Ein Muskel kann sich aktiv nur zusammenziehen, niemals aus eigener Kraft verlängern oder drücken.

Ein typischer Fehler ist die Vorstellung, ein Muskel könne auch drücken und den Arm so wieder strecken. Das kann er nicht. Deshalb braucht jedes Gelenk einen Gegenspieler, der in die andere Richtung zieht, während der erste Muskel entspannt und sich passiv wieder dehnen lässt. Beim Sport merkst du das direkt: Nach vielen Klimmzügen fühlt sich vor allem der Bizeps müde und fest an, weil genau er die ganze Zugarbeit geleistet hat.

Im Alltag begegnet dir dieses Prinzip ständig, ohne dass du es merkst. Wenn du die Treppe hochgehst, wechseln sich am Knie Beuger und Strecker im Bruchteil einer Sekunde ab. Beim Kauen arbeiten Muskeln am Kiefer nach demselben Muster. Sportlerinnen und Sportler trainieren deshalb bewusst beide Seiten eines Muskelpaares, denn ein einseitig starker Muskel kann das Gelenk aus dem Gleichgewicht bringen und zu Verletzungen führen.

Der häufigste Fehler ist die Vorstellung, ein einzelner Muskel könne ein Gelenk in beide Richtungen bewegen, indem er abwechselnd zieht und drückt. Tatsächlich braucht es dafür immer zwei Muskeln, die entgegengesetzt ziehen. Wer in einer Aufgabe schreibt, der Bizeps strecke den Arm, verwechselt Beuger und Strecker – ein Blick auf die Bewegungsrichtung des Gelenks hilft dabei, das schnell zu prüfen.

Ein zweiter häufiger Fehler betrifft die Gelenktypen: Nicht jedes bewegliche Gelenk ist ein Kugelgelenk. Wer Knie und Schulter gleichsetzt, übersieht, dass beide völlig unterschiedlich aufgebaut sind und deshalb unterschiedlich stabil beziehungsweise beweglich sind. Auch die Aussage, Knochen seien totes, starres Material, ist falsch – Knochen bestehen aus lebenden Zellen und können wachsen sowie nach einem Bruch wieder zusammenheilen.

Beim Treppensteigen, beim Zähneputzen oder beim Umblättern einer Seite arbeiten ständig Dutzende Muskelpaare zusammen, ohne dass du bewusst darüber nachdenkst. Auch beim Sitzen sind Muskeln aktiv: Die Rückenmuskulatur hält die Wirbelsäule aufrecht und muss dafür ständig leicht angespannt bleiben. Sitzt du lange krumm, ermüden bestimmte Muskeln einseitig, was zu Verspannungen führen kann.

Sportarten setzen das Antagonisten-Prinzip gezielt ein. Beim Klettern zieht der Bizeps den Körper nach oben, während beim Werfen eines Speers der Trizeps für die schnelle Streckung sorgt. Auch beim Gähnen oder Kauen wechseln sich Muskeln am Kiefer ab. Wer eine Sportart einseitig trainiert, etwa nur die Bauchmuskeln, riskiert ein Ungleichgewicht zum Rücken – deshalb empfehlen Trainerinnen und Trainer, Beuger und Strecker gemeinsam zu stärken.

Knochen brauchen für ihre Stabilität ausreichend Kalzium und Vitamin D, das die Aufnahme von Kalzium im Körper unterstützt. Milchprodukte liefern Kalzium, Sonnenlicht auf der Haut hilft dem Körper, Vitamin D selbst zu bilden. Bewegung ist ebenso wichtig: Wird ein Knochen regelmäßig belastet, baut der Körper zusätzliches Knochengewebe auf, bei dauerhafter Schonung dagegen wird Knochenmasse abgebaut.

Muskeln wachsen durch Training, wenn sie stärker belastet werden, als sie es gewohnt sind, und danach ausreichend Zeit zur Erholung bekommen. Dabei entstehen winzige Risse in den Muskelfasern, die der Körper repariert und dabei etwas kräftiger wieder aufbaut. Ohne Erholungspausen zwischen Trainingseinheiten kann sich der Muskel nicht anpassen, und das Verletzungsrisiko steigt. Für Sekundarstufenschüler gilt: Abwechslungsreiche Bewegung im Alltag, etwa Sport, Radfahren oder Klettern, stärkt Knochen und Muskeln gleichermaßen, ohne dass gezieltes Krafttraining nötig wäre.