Sensomotorische Regulation der Knochenfunktion

Zusammenfassung

Die biomechanischen Funktionen des Knochens sind die Basis des Halte- und Bewegungssystems sowie der Körperhaltung des Menschen. Knochen, Gelenke und Muskeln sowie die sensorischen und motorischen Nerven als Elemente des Bewegungssystems sind Stellglieder einer sich selbst regulierenden Strukturanpassung. Der Knochen folgt dabei dem Utah-Paradigma. Entscheidend für die Gesamtfunktion der Körperhaltung ist eine koordinierte Anpassung der Einzelelemente über Modellierung und Remodellierung des Knochengewebes, über Muskelspannung und Muskelkraft sowie über Mechanismen des Feed-back und Feed-forward der sensomotorischen Reaktionen. Afferente Informationsquellen der Körperhaltung sind Mechanorezeptoren (Nozizeptoren, Propriozeptoren) sowie visuelle, vestibuläre und akustische Rezeptoren. Rückenmark, Hirnstamm und Großhirn bilden daraus efferente, motorische Signale für Muskelspannung, Muskelkraft, Koordination und Gelenkspiel. Durch einen afferenten Feed-back-Abgleich wird die Effizienz der zentralen Kontrolle gesichert. Bewegungsimpulse, z. B. aus dem Cortex, bereiten durch efferente Feed-forward-Strategien vorausplanend entsprechende Veränderungen von Muskelspannung, Muskelkraft und Gelenkstellung vor. Als Folge der Steuerung auch durch das limbische System unterliegen afferente Informationen und efferente Signale dem Einfluss der aktuellen psychischen Situation.

Abstract

The biomechanical functions of the bones are the basic of human posture. Bones, joints, muscles, sensory and motor nerves as functional components of posture are elements of a self-regulating structural adjustment. Within this system, the bones follow the Utah-Paradigm. It consist of Wolff’s Law, the “bone multicellular unit”(BMU), the “structural adaptions to mechanical usage” (SATMU), the osteocytes as the intraosseous mechanical statics, the biomechanical deformation-depending reactions of bone structures and the influence of changed hormonal secretion of the biomechanical sensing elements. For the posture, it is decisive to coordinate adjustment of its different elements, such as modeling and remodeling of bone tissue, muscular tone, muscle strength, and feed back and feed forward of the sensorimotor function. Sources of afferent information of the posture are the mechanical receptors (nociceptor, proprioceptor), and the visual, vestibular and auditory receptors. From these afferent information, spinal tract, brain stem and motor cortex form efferent motor signals for muscular tone, muscle strength, joint play and body coordination. The afferent feed-back signals determine the control efficiency. Movement impulses from the motor cortex release efferent feed-forward signals to adapt muscular tone, muscle strength and joint play with subsequent afferent feed-back adjustment. Afferent information and efferent signals are under the influence of the limbic system and, consequently, of the special psychic situation of the patient.

Schlüsselwörter

Knochen - biomechanische Funktionen - Körperhaltung - Feed-back - Feed-forward

Key words

Bone - biomechanical functions - posture - feed-back - feed-forward

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