Anatomie des Kniegelenks

Anatomie des Kniegelenks

Das Kniegelenk ist das komplexeste Gelenk des Körpers, sowohl aus anatomischer als auch aus funktioneller Sicht, denn es muss stabil aber auch sehr beweglich sein.

Inhalt

Die Knochen und Gelenke

Das Knie wird durch drei Knochen gebildet: Oberschenkelknochen (Femur), Schienbein (Tibia) und Knieschiebe (Patella); korrekterweise muss es in zwei Einzelgelenke unterteilt werden:

  • Kniescheibengelenk oder Femoropatellargelenk (zwischen hinterer Kniescheibe und vorderer, distaler Seite des Oberschenkelknochens);
  • Kniekehlengelenk oder Femorotibialgelenk (zwischen knienahem Ende des Oberschenkelknochens und Schienbeinkopf).

Der Oberschenkelknochen endet kniewärts (distal) mit zwei Gelenkknorren (Femurkondylen) mit ellipsoidem Querschnitt, die auf der Rückseite durch eine gut sichtbare Grube (Fossa intercondylaris) voneinander getrennt sind.
Auf der Vorderseite sind die Kondylen miteinander vereint und bilden eine einzige Gelenkfläche.
An den Seiten der Kondylen befinden sich zwei Knochenvorsprünge, die als Epikondylen bezeichnet werden.

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Untere Extremität, Ansicht von hinten.
© Sebastian Kaulitzki – Fotolia.com

Die Kondylen bilden die Gelenkfläche des Oberschenkelknochens, die Epikondylen gehören nicht dazu.
Das Schienbein hat einen breiten Kopf und einen Schienbeinkamm, der sich gut vorn am Schienbein ertasten lässt.
Im oberen Bereich befindet sich die Schienbeinbeule (Tuberositas tibiae), die den Ansatz des Kniescheiben-Bandes darstellt.
Die Kniescheibe oder Patella ist in die untere Quadrizepssehne des Oberschenkels eingebettet. Diese Sehne wird in einen oberen und einen unteren Bereich unterteilt; letzterer wird als Kniescheibenband bezeichnet und setzt an der Schienbeinbeule an.
Die Patella hat die Form einer Kastanie, der Außenbereich ist rau, mit senkrecht verlaufenden Furchen; die Innenfläche dagegen ist glatt und mit Gelenkknorpel überzogen.
Die Kniescheibe ist in der Gelenkkapsel enthalten.
Oberschenkelknochen und Schienbein bilden ein Scharniergelenk, das heißt die einzig möglichen Bewegungen sind das Beugen und das Strecken auf Sagittalebene; bei gebeugten Knie ist auch eine Drehbewegung möglich, da die Gelenkfläche des Schienbeins nicht genau auf die des Oberschenkelknochens passt und keine ausgeprägte Aushöhlung aufweist, die bestimmte Bewegungen einschränken würde.
Die Gelenkflächen des Oberschenkelknochens werden durch die konvex geformten Femurkondylen gebildet.
Das Schienbein artikuliert ebenfalls in Form von zwei Kondylen, die Innenkondyle ist konkav (hohl), die Außenkondyle konvex (gewölbt).

Weitere Artikel: Knorpelschaden am Knie.

 

Die Menisken

Anatomie des Kniegelenks
Anatomie des Kniegelenks

Die sichelförmigen Menisken liegen wie zwei Faserknorpelkissen zwischen zwei Knochen.
Die Dicke dieser beiden Strukturen ist im Außenbereich größer als im Innenbereich.
Der außen liegende Meniskus (Meniscus lateralis)  ist kreisförmig, beinahe geschlossen und liegt fast über die gesamte Länge fest an der Gelenkkapsel an, ausgenommen eine kleine Stelle, wo der Kniekehlenmuskel (Musculus popliteus) verläuft; die Hörner haben in etwa dasselbe Volumen.
Der Innenmeniskus (Meniscus medialis) liegt über die gesamte Länge fest an der Gelenkkapsel und hat unterschiedlich geformte Hörner, das Vorderhorn ist schmaler und niedriger als das hintere.
Die Menisken haben folgende Funktionen:

  • Abfangen der Stöße.
  • Verteilung des Körpergewichts auf die gesamte Fläche des Scheinbeinplateus; ohne Menisken wäre das Gewicht auf eine kleinere Fläche konzentriert, was einen schnelleren Knieverschleiß zur Folge hätte.
  • Verteilung der Gelenkflüssigkeit, um die Bewegung geschmeidig zu halten und die Reibung zu vermindern.
  • Ausgleichen der Gelenkflächeninkongruenz von Schienbein und Oberschenkelknochen.
  • Einschränkung der Rotation.

Der Außenmeniskus macht das Knie beweglicher, der Innenmeniskus erhöht die Stabilität des Kniegelenks.
Bei der Beugung wird der Außenmeniskus vom Kniekehlenmuskel nach hinten gezogen, der Innenmeniskus bewegt sich durch die Arbeit des semimembranösen Muskels wesentlich weniger.

Beim Strecken werden sie von den Bändern, die die Menisken mit der Kniescheibe verbinden, wieder in ihren anatomischen Sitz geschoben.
Die Kniescheibe ist ein Sesambein (d.h. ein in eine Sehne eingebetteter Knochen) und ist in der Quadrizepssehne  und im Kniescheibenband eingelagert; ihre Aufgabe liegt darin, die auf das Gelenk ausgeübten Kräfte zu zentralisieren, das Knie zu schützen und das Strecken des Unterschenkels zu erleichtern.
Alle Gelenkflächen dieser Knochen sind von einem glatten Knorpelgewebe umgeben, das die bei der Bewegung entstehende Reibung reduziert und dafür sorgt, dass das Gleiten der Knochen schmerzfrei und gleichmäßig erfolgt.
Bei der Bewegung wird ein Teil des Knorpels zusammengedrückt und die ihn umgebende Synovialflüssigkeit zur Kapsel gedrückt; steht das Kniegelenk nicht länger unter Belastung, nimmt das Knorpelgewebe die Synovialflüssigkeit wie ein Schwamm wieder auf.

Weitere Artikel: Meniskusriss im Knie

 

Die Bänder

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Knie von vorn mit transparentem Kniescheibenband.
© axel kock – Fotolia.com

Das Knie hat starke Bänder, die für die Biomechanik und Motorik unerlässlich sind.
Die Kreuzbänder bilden den zentralen Drehzapfen, über den die Kniebewegung erfolgt.
Das vordere Kreuzband (VKB) ist vorn am Knochenfirst des Schienbeins fixiert und setzt an der zur Mitte zeigenden Fläche des äußeren femuralen Gelenkknorrens (Condylus lateralis femoris) an; es ist nicht besonders gut durchblutet und wird als fragil bezeichnet, weil es verletzungsanfälliger ist als das hintere Kreuzband.
Es steuert den mit Abstand größten Anteil zur Festigkeit und Stabilität des Gelenks bei, schränkt die Innenrotation und Überstreckung des Knies ein und verhindert beim Beugen, dass sich das Schienbein gegenüber den Oberschenkelknorren zu weit nach vorne verschiebt.
Das hintere Kreuzband (HKB) hat seinen Ursprung in der Einmuldung des Schienbeinplateaus (Area intercondylaris) und setzt an der Innenseite des inneren Oberschenkelknorrens an; es wird gut durchblutet und ist sehr viel widerstandsfähiger als das VKB.
Das HKB spielt eine wichtige Rolle bei der Kontrolle der Rotation und beim Strecken verhindert es das Weggleiten des Schienbeins gegenüber der Femurkondylen nach hinten.

Die Kreuzbänder haben in allen drei Raumdimensionen eine x-Form.
An den Knieaußenseiten liegen die beiden Seitenbänder: Außenband oder laterales Kollateralband (LKB) und Innenband oder mediales Kollateralband (MKB).
Das Außenband hat seinen Ursprung am Aufsatz des äußeren Oberschenkelknorrens (Epicondylus lateralis femoris) und ist am Gelenkkopf des Wadenbeins (Caput fibulae) befestigt.
Das LKB ist in eine tiefe und eine oberflächliche Schicht unterteilt und ist weder mit der Gelenkkapsel noch mit dem Meniskus verbunden.
Das Innenband hat seinen Ursprung an der Außenseite des inneren Oberschenkelknorrens und setzt an der Innenseite des Schienbeines an.
Das Innenband ist dünner als das Außenband, hat eine dreieckige Form, ist in die Gelenkkapsel eingebaut, mit dem Innenmeniskus verwachsen und länger als das Außenband.

Die Seitenbänder sind wichtig, weil sie die Seitwärtsneigung des Schienbeins zum Knie blockieren; die Band-Enden sind bei gestrecktem Knie maximal gespannt und lockern sich bei Beugung des Knies.
Im vorderen Kniebereich verbindet ein schräges Halteband (Ligamentum transversum genus) die Menisken miteinander und den Innenmeniskus mit der Einmuldung des Schienbeinplateaus (Area intercondylaris).

Seitlich an der Patella befinden sich die Flügelbänder, das äußere und innere Flügelband; sie verhindern eine übermäßige Verschiebung der Kniescheibe zur Seite.
Im hinteren Kniebereich liegt das hintere Meniskus-Oberschenkelknochen-Band (Ligamentum meniscofemorale posterius); diese Bandstruktur hat einen schrägen Verlauf und bildet eine Verbindung zwischen Meniskus und Oberschenkelknochen.
Auf Höhe der Kniescheibe finden sich faserige Erweiterungen, die dem zur Mitte gerichteten breiten Oberschenkelmuskel (Musculus vastus medialis) und dem seitlichen breiten Oberschenkelmuskel (Musculus vastus lateralis) entspringen und am Rand der Kniescheibe ansetzen. Dieses Gewebe verläuft weiter bis zum Außenband und zum Schienbeinknorren auf derselben Knieseite.

Weitere Artikel:
Vorderer Kreuzbandriss
Innenbandriss des Kniegelenks

 

Gelenkkapsel und Synovialis

Die faserige Gelenkkapsel ist ein hufeisenförmiger Behälter, der die Knochenstrukturen des Knies miteinander verbindet; sie hat ihren Ursprung hinten am Oberschenkelknochen oberhalb des Gelenkknorpels, vorn schließt sie an den Rändern der Kniescheibe an und unten ist sie an der Gelenkfläche des Schienbeins befestigt.
Die Kapsel ist dort, wo sie mit den Kniebändern verbunden ist, dicker; vorn am Knie nimmt sie an Stärke zu und bildet das Kniescheibenband, das die Kniescheibe mit dem Schienbein verbindet.

Die Gelenkinnenhaut, die Membrana synovialis, kurz Synovialis genannt,  bildet die Innenschicht der Gelenkkapsel und besteht aus faserigem Bindegewebe; sie bildet die für die Ernährung des Knorpels wichtige Gelenkflüssigkeit (Synovia), die als Gelenkschmiere die bei der Bewegung entstehende Reibung mindert.
Im Kniegelenk befinden sich zahlreiche Schleimbeutel, also mit Synovialflüssigkeit gefüllte Säckchen, die zwischen Knochen und Haut oder zwischen Bändern und Muskeln liegen.

Der größte Schleimbeutel, die Bursa praepatellaris, liegt an der Vorderseite des Knies, zwischen Haut und Knieschiebe; zwischen Quadrizepssehne und Oberschenkelknochen befindet sich die Bursa suprapatellaris und zwischen Kniescheibenband und Schienbein die Bursa infrapatellaris.
Auf diese Weise wird die Gleitbewegung von Muskeln und Sehen geschmeidig gehalten, weil der Bewegungsmechanismus “geschmiert” und die Reibung somit reduziert wird.

Weitere Artikel: Synovitis

 

PAPI und PAPE

Die inneren hinteren Eckpunkte (PAPE) und externe (PAPI) sind Strukturen, die durch Bänder, Sehnen und Gelenkkapsel gebildet und haben eine gemeinsame Aktion mit der Kreuzbänder, das Knie in der ap-Richtung während der Drehung zu stabilisieren, auch verhindern Subluxation der Tibia während Beugung oder Streckung.
Die PAPE liegt hinter dem seitlichen Sicherheiten.

Die posteroanterioren externen Eckpunkt wird dynamisch durch die Kniekehle Muskeln welche eine Sehne, die in 3 Bündel aufgeteilt, die erste Epicondylus lateralis des Oberschenkelknochens passt, das zweite Ende an der Fibulaköpfchen (bogenförmige Lig. Kniekehle) und der dritte ist mit dem externen Meniskus verbunden, diese Eigenschaft auch die Sehne des Bizeps femoris.
Diese dreifache Einführen der Sehne kann eine Kraft auf den Meniskus während der Flexion und Innenrotations auch als Stabilisator wirkt. zwischen Oberschenkel und Schienbein.
Im Falle einer Verletzung des hinteren Kreuzbandes, in den meisten Fällen sogar die PAPE wirkt.
Das PAPI auf der medialen Seite des Kniegelenks befindet, innerhalb des medialen Seitenbandes, wird durch die posteromedial Aspekt der Kapsel, die Sehne des M. semimembranosus, die hintere schräge Band gebildet und schließt auch den medialen Meniskus.
Der Spitzenwinkel Posteroanteriorer Inner dient dazu, den medialen Teil des Gelenks und wirkt in Verbindung mit dem ACL stabilisieren.

 

Der Gänsefuß

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Diese große Sehnenstruktur arbeitet bei der Stabilisierung des Knies synergetisch mit dem Innenband zusammen und verhindert eine übermäßige Außenrotation.

 

Der Hoffa-Fettkörper

Der Corpus adiposum infrapatellare (auch Hoff´sches Fettpolster) ist ein Fettkörper, der unter dem Kniescheibenband liegt und sowohl Stöße abdämpft als auch die Gleitbewegung begünstigt, indem er die Reibung vermindert.

Quadriceps, Sehne, Femur, Kniescheibe

 

Die Muskeln des Kniegelenks

 Schenkelbindenspanner

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Untere Extremität, Seitenansicht.
© Andreas Meyer – Fotolia.com

Der Schenkelbindenspanner (Musculus tensor fasciae latae) ist ein langer, schmaler Muskel im Außenbereich des Oberschenkels.
Er hat seinen Ursprung am vorderen oberen Darmbeinstachel (Spina iliaca anterior superior) und setzt an der äußeren Schienbeinkondyle (Condylus lateralis tibiae) an; er versorgt und kontrolliert zwei Gelenke: das Hüft- und das Kniegelenk.
Die am Schienbein ansetzende Sehne ist sehr lang und beginnt unmittelbar unterhalb der Linea pectinea und der Tuberositas glutea; sie vereint sich mit der Muskelbinde des Oberschenkels (Fascia lata) und bildet das Iliotibialband (Tractus iliotibialis).
Die Funktion des Schenkelbindenspanners ist das Abspreizen (Abduktion) des Oberschenkels; er wirkt außerdem bei der Streckung des Kniegelenks mit.

 

Schneidermuskel

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Untere Extremität, Medialansicht.
steve estvanik – Fotolia.com

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Vierköpfiger Oberschenkelmuskel (Quadrizeps)

Der Quadrizeps (Musculus quadriceps femoris) ist der wichtigste Strecker des Kniegelenks und grundlegend für die Gehbewegung.
Er liegt in der vorderen Oberschenkelloge und besitzt vier Muskelköpfe:

  • Musculus vastus lateralis
  • Musculus vastus intermedius
  • Musculus vastus medialis
  • Musculus rectus femoris.

Knie-Quadrizeps, Bänder, Meniskus


Der Rectus femoris oder gerade Muskel des Oberschenkels ist an zwei Gelenken beteiligt und hat seinen Ursprung am vorderen oberen Darmbeinstachel (Spina iliaca anterior superior) und am oberen Rand der Hüftgelenkpfanne (Acetabulum); der Vastus lateralis oder äußere breite Muskel hat seinen Ursprung an der Seite des großen Rollhügels (Trochanter major) und an der Linea aspera; der Vastus intermedius oder mittlere breite Muskel entspringt an der seitlichen Vorderfläche des Oberschenkelknochens und der Vastus medialis oder zur Mitte gelegene breite Muskel hat seinen Ursprung an der Innenfläche des Oberschenkelknochens im medialen Bereich der Linea aspera.


Diese vier Muskeln verlaufen in Richtung Kniescheibe und bilden eine gemeinsame Sehne, die Quadrizepssehne, die an der Kniescheibe ansetzt; einige Bündel laufen im vorderen Bereich weiter und enden an der Schienbeinbeule.
Der Quadrizeps bedeckt die gesamte Vorderfläche des Oberschenkelknochens, sorgt für das Strecken des Kniegelenks und, zusammen mit dem Rectus femoralis, für die Beugung des Hüftgelenks.
An den Seiten der Kniescheibe wird die Quadrizepssehne durch zwei Haltebänder (Retinacula patellae) aus faserigem Bindegewebe verstärkt, die die Kniescheibe mit den Schienbeinkondylen verbinden.
Der rechte und linke Quadrizeps müssten in etwa dieselbe Größe aufweisen, bei den Armen ist der Seitenunterschied deutlicher.

Weitere Artikel:
Riss des Kniescheibenbandes
Entzündung der Patellasehne
Entzündung der Quadrizepssehne

 

Die ischiocrurale Muskulatur

Untere Extremität, Ansicht von vorn.
Untere Extremität, Ansicht von vorn.
© Andreas Meyer – Fotolia.com

Die ischiocrurale oder rückseitige Oberschenkelmuskulatur besteht aus drei Muskeln: zweiköpfiger Oberschenkelmuskel oder Oberschenkelbizeps (Musculus biceps femoris), halbmembranöser Muskel (Semimembranosus) und Halbsehnenmuskel (Semitendinosus); sie alle bewegen zwei Gelenke, haben einen gemeinsamen Ursprung, Beugen das Kniegelenk und Strecken das Hüftgelenk.
Sie spielen eine grundlegende Rolle bei der Kinematik des Knies, weil sie durch ihre Aktivität das vordere Kreuzband vor Verletzungen schützen.

 

 

 

Der Oberschenkelbizeps

Wie der Name bereits sagt, hat dieser Muskel zwei Muskelköpfe; der lange Kopf entspringt zusammen mit dem halbmembranösen Muskel am Sitzbeinhöcker (Tuber ischiadicum), der kurze Kopf an der körpermittefernen Hälfte der Linea Aspera und am lateralen intermuskulären Septum.
Er verläuft hinten und seitlich am Oberschenkel, bis er am Kopf des Wadenbeins (Caput fibulae) und an der äußeren Schienbeinkondyle ansetzt.
Der Oberschenkelbizeps beugt des Kniegelenk und dreht den Unterschenkel nach außen; er ist der einzige Auswärtsdreher des Kniegelenks und streckt außerdem das Hüftgelenk.

 

Der Halbsehnenmuskel

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Der Halbsehnenmuskel
© Patrick Hermans – Fotolia.com

Der Semitendinosus entspringt am Sitzbeinhöcker (Tuber ischiadicum) des Hüftbeins, liegt aber hinsichtlich der anderen ischiocruralen Muskeln weiter oben und außen.
Er ist Teil der hinteren und zur Mitte liegenden Oberschenkelmuskulatur und hat seinen Ansatz an der medialen Seite der inneren Schienbeinkondyle.
Der Halbsehnenmuskel beugt das Kniegelenk und dreht den Unterschenkel nach innen, außerdem streckt er das Hüftgelenk.

 

Der halbmembranöse Muskel

Der Semimembranosus entspringt zusammen mit dem Oberschenkelbizeps am Sitzbeinhöcker (Tuber ischiadicum) und befindet sich im hinteren Innenbereich des Oberschenkels; die distale Sehne ist dreigeteilt: der erste Ast endet an der Rückseite der inneren Schienbeinkondyle, der zweite Ast zieht sich bis zur äußeren Femurkondyle und bildet das schräge Kniekehlenband (Ligamentum popliteum obliquum) und der dritte Ast setzt an der Vorderfläche der inneren Schienbeinkondyle an.

Der halbmembranöse Muskel beugt das Kniegelenk und dreht den Unterschenkel nach innen, außerdem streckt er das Hüftgelenk.

 

Der schlanke Muskel

gracilis
gracilis

Wie der Name bereits verrät, ist der Gracilis klein und bandförmig; er verläuft an der Innenseite des Oberschenkels.
Er entspringt im vorderen Bereich des Schambeins (Ramus inferior ossis pubis) und setzt zusammen mit dem Schneider- und Halbsehnenmuskel an der inneren Vorderfläche der Schienbeinkondyle an, wodurch der Gänsefuß (Pes anserinus) gebildet wird.
Der schlanke Muskel führt den Oberschenkel zur Körpermitte (Adduktion), beugt das Kniegelenk und dreht den Unterschenkel nach innen.

 

Kniekehlenmuskel

Der Musculus popliteus ist ein breiter und dünner Muskel, der in der tiefen rückseitigen Beugerloge des Unterschenkels liegt.
Er entspringt außen an der lateralen Femurkondyle und hat seinen Ansatz an der oberen Seite der schrägen Linie (Linea obliqua) und an der hinteren Fläche des Schienbeins.
Der Kniekehlenmuskel beugt das Kniegelenk und dreht den Unterschenkel nach innen.

Der zweiköpfige Wadenmuskel

Der Gastrocnemius hat zwei symmetrische Muskelköpfe: einen inneren Kopf (Caput mediale), der am inneren Oberschenkelknorren und am inneren Teil der Kapsel entspringt  und einen äußeren Kopf (Caput laterale) mit Ursprung am äußeren Oberschenkelknorren und am äußeren Teil der Kapsel; der Muskel bewegt zwei Gelenke.

Er hat seinen Ansatz zusammen mit der starken Achillessehne im oberen hinteren Bereich des Fersenbeins (Calcaneus).
Seine Funktion ist die Plantarflexion und Einwärtsdrehung des Fußes, sowie das Beugen des Kniegelenks.

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