gelenk: kniegelenk

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Kniegelenk

Das Dreh-Scharnier-Gelenk, in dem der Unterschenkel (genauer die Tibia) relativ zum Oberschenkel (genauer: dem Femur) bewegt. Hauptbewegung ist – wie beim EllbogengelenkBeugen/Strecken, zusätzlich kann bei gebeugtem Knie der Unterschenkel ein wenig gegenüber dem Oberschenkel drehen, die Bewegung ist aber eine andere als beim Unterarm, da hier kein Überkreuzen (Pronation) stattfindet und der Bewegungsspielraum deutlich geringer ist. Grundsätzlich sind zwischen den beiden Knochen Tibia und Femur auch Translationsbewegungen in sagittaler un transversaler Richtung möglich sowie die Kompressions-/Distraktionsbewegung, die alle durch die ligamentäre Struktur des Kniegelenks begrenzt werden. Der physiologische Bewegungsspielraum des Kniegelenks in Richtung Flexion/Extension wird als 5-0-150 angegeben, in Richtung Rotation mit 10° Endorotation und 25° Exorotation. Zur Stabilisierung des Kniegelenk in Bewegung und Haltung ist das Kniegelenk propriozeptiv gut ausgestattet mit vielen Sensoren im Gelenkkapsel-Bandapparat.

Der Außenwinkel der beiden Schäfte der Knochen Femur und Tibia in der Frontalebene beträgt physiologischerweise 174° (und nicht 180°, wegen des CCD-Winkels im Femur)- Bei Unterschreiten von 171° spricht man von einem X-Bein (Genu valgum), bei Überschreiten von 180° von einem O-Bein (Genu varum), beide sind pathologisch und Ursache für Schäden am Bewegungsapparat, vor allem der unteren Extremität.

Patella

Nicht direkt dem Kniegelenk als Art. femorotibialis zugehörig, aber für die Kraftübertragung des Quadrizeps wichtig ist die Patella, die dem Femur flexibel aufgelagert ist (Femoropatellares Gleitlager). Die Kraftleitung über die Patella vergrößert den Hebelarm und damit das mögliche Drehmoment im Kniegelenk zur Streckung.

Ligamentum patellae

das starke Band, das die Kontraktionskraft des Quadrizeps vom Unterrand der Patella (kaudaler Patellapol) auf die Tibia überträgt, es inseriert dort an der Tuberositas tibiae. Bei nicht unter Spannung stehendem Quadrizeps ist das Ligamentum patellae schlaff und könnte sich bei weitgehend gestrecktem Kniegelenk im Gelenkspalt einklemmen. Deswegen liegt hinter (dorsal) dem Ligamentum patellae der Hoffa’sche Fettkörper, der dies durch sein Volumen verhindert. Eine Veränderung des Hoffa’schen Fettkörpers kann zum Hoffa-Syndrom führen.

Femoropatellares Gleitlager

Das femoropatellare Gleitlager ist das Gelenk, in dem die Patella flexibel dem Femur aufliegt, welche die Kontraktionskraft des Quadrizeps überträgt. Dabei findet beim Strecken und Beugen des Kniegelenks eine Bewegung der Patella auf dem Femur statt, da das Lig. patellae als nicht elastisches Band im gespannten Zustand den unteren Patellapol in etwa konstantem Abstand zur Tuberositas tibiae hält, wohingegen der Quadrizeps als kontraktiler Muskel seine Länge über einen großen Bereich ändert.

Bei gebeugtem Kniegelenk entsteht damit ein teilweise beachtlicher Anpressdruck der Patella gegen den Femur. Der durch Overuse oder ungleichen Lauf der Patella, etwa bei Rotation des Unterschenkels während der Streckung oder Beugung auftretende Verschleiß kann zur Schädigung des retropatellaren Knorpels führen (PFPS).

Dieses Gelenk ist nicht selten von retropatellaren Knorpelleiden betroffen, etwa in Form der Chondropathia patellae (PFPS) oder der Retropatellararthrose. Begünstigt werden beide Phänomene durch:

  1. Inkongruenz der Gelenkflächen
  2. Anomalien wie mangelnde Höhe des Grats (Sulcus intercondylaris) zwischen den Gelenkflächen mit den Femurcondylen
  3. relativer Hypertonus des Vastus lateralis oder des Rectus femoris
  4. Overuse

Bei genauer Betrachtung zeigen sich im femoropatellaren Gleitlager 3 rotatorische und 3 translatorische Bewegungsdimensionen:

  1. 1. Translation superior-inferior, die wichtigste physiologische Bewegungsdimension
  2. 2. Rotation um die transversale medio-laterale Achse Querachse der Patella wegen der nicht konstanten Radien der Femurcondylen, diese Bewegung wird als Flexion bezeichnet
  3. 3. medio-laterale Translation durch die variable, toleranzbehaftete Führung der Finne der Patella in der Trochlea (Sulcus intercondylaris), „ML Shift“
  4. 4. Rotation um die senkrecht auf der Patella stehende anterior-posteriore Transversale
  5. 5. Rotation um die superior-inferiore Achse (Tilt)
  6. 6. anterior-posterior Translation

Kollateralband

die longitudinal auf der medialen bzw. lateralen Seite des Kniegelenks verlaufenden Innen- und Außenbänder, die sich bei Streckung des Kniegelenks spannen und damit die Endo– und Exorotation des Unterschenkels im Kniegelenk unterbinden. Eine weitere Aufgabe der Kollateralbänder ist, varus– und valgusartige Bewegungen bzw. entsprechende Kräfte abzufangen.

Kreuzband

die beiden im Kniegelenk extraartikulär verlaufenden Bänder, die eine Verschiebung der Tibia gegenüber dem Femur nach ventral bzw. dorsal verhindern: vorderes Kreuzband und hinteres Kreuzband. Im Falle von deren Schädigung entstehen unphysiologische Verschieblichkeiten mit Folge von Instabilität bei Bewegung und erhöhtem Verschleiß des Kniegelenks. Erkennbar sind Schädigung wie Überdehnung und Riss am vorderen bzw. hinteren Schubladeneffekt. In der englischen Literatur wird das vordere Kreuzband als ACL (anterior cruciate ligament) und das hintere als PCL (posterior cruciate ligament) bezeichnet.

Hoffa’scher Fettkörper / Corpus adiposum infrapatellare

der hinter (dorsal) dem Ligamentum patellae liegende Fettkörper, der verhindert, dass sich bei gestrecktem Kniegelenk das Ligamentum patellae im Gelenkspalt einklemmt. Ein veränderter Fettkörper kann selbst eingeklemmt werden, also ein Impingement verursachen, was als Hoffa-(Kastert-)Syndrom bekannt ist.

Schleimbeutel

Auch die Schleimbeutel des Knies können durch häufigeres, längeres Knien oder Tätigkeiten auf den Knien oder in hockender Stellung in Mitleidenschaft gezogen werden, dann entstehen Bursitiden (Bursa subcutanea praepatellaris „housemaid’s knee“, Bursa subcutanea infrapatellaris durch häufigeres oder längeres Knien „clergyman knee“, „Priester-Knie“ und Bursa subcutanea tuberositatis tibiae). Diese Bursitiden entstehen häufig bei Handwerkern, Monteuren und Reinigungskräften mit knienden Tätigkeiten..


Bewegung:
Extension (Streckung)  M. quadriceps femoris (fast ausschließlich) dabei M. rectus femoris bei gestrecktem Hüftgelenk kraftvoller, M. tensor fasciae latae (unwesentlich)
Flexion (Beugung)  M. semimembranosus, M. semitendinosus, M. biceps femoris, M. gracilis, M. sartorius, M. poplieteus, M. gastrocnemius, M. plantaris. Der Tensor fasciae latae hat über den Tractus iliotibialis ebenfalls bei einer Beugung von mindestens 30° im Kniegelenk beugende Wirkung.
Endorotation des Unterschenkels  M. semimembranosus, M. semitendinosus, M. gracilis, M. sartorius, M. poplieteus
Exorotation des Unterschenkels  M. biceps femoris

Pathologie
Das Knie ist eine Region mit sehr hoher Entitätendichte. Hier einige Erkrankungen des Gelenks:

Wichtige Fehlstellungen des Knie sind:

  1. genu vargum (O-Bein), auch einseitig
  2. genu valgum (X-Bein), auch einseitig
  3. genu flexum (nicht streckbares Knie)
  4. genu recurvatum (über 5° überstreckbares Knie)

Bei Verletzungen des Knies ist es hilfreich, Richtung, Dauer und Stärke der einwirkenden Gewalt sowie die Position des Knies dabei zu kennen. Bei Erkrankungen sind eine sorgfältige Anamnese und entsprechende Funktionstest wichtig.

  1. Morbus Osgood-Schlatter ist eine typische Erkrankung des Knies Jugendlicher mit Schmerzen im Bereich der Tuberositas tibiae insbes. während Sprungsportarten
  2. Patellaspitzensyndrom (Jumper’s knee) ist eine typische Erkrankung eher ältere Jugendliche/junger Erwachsener
  3. Degenerative Meniskopathien/Schäden der Menisken treten ab dem jungem Erwachsenenalter auf, ggf. mit Einklemmungen
  4. Gonarthrose, also Arthrose des Kniegelenks. Siehe dazu auch den Artikel über Knorpelschäden im Kniegelenk
  5. Chondropathia patellae
  6. Retropatellararthrosen evtl. mit Instabilitätsgefühl zeigen sich schmerzhaft v.a. beim Treppensteigen oder Bergabgehen und machen sich durch Reiben bemerkbar, dabei kann das Knie geschwollen sein
  7. Diffuser Knieschmerz ohne verursachendes Trauma ist oft Folge von Meniskusdegeneration oder Arthrose, oft mit Entzündungszeichen Schwellung, Überwärmung
  8. Baker-Zysten machen sich durch Schmerzen oder popliteales Fremdkörpergefühl bemerkbar, die Nachbargelenke Hüftgelenk, ISG, Sprunggelenk/Fuß können mit beteiligt oder verursachend sein, anatomische und funktionale Beinlängendifferenzen können ursächlich sein
  9. Kniegelenkschwellungen können synovial sein (mehr als die physiologischen 2 ml, meist nach Überbelastung, nur leichte Überwärmung, binnen Tagen selbstrückbildend) oder blutig (Hämarthros, i.d.R. traumatisch, pralle, schmerzhafte Schwellung, Überwärmung).
  10. Infektionen im Gelenk zeigen deutliche Überwärmung und Rötung, praller, deutlich schmerzhafter Erguss, schmerzhaft eingeschränkte Bewegung.
  11. Abriss, Anriß oder Überdehnung eines oder mehrer Bänder: Außenband, Innenband, vorderes oder hinteres Kreuzband
  12. Psoriasis Arthritis
  13. Morbus Perthes bzw. und dessen Folgeschäden im Knie
  14. Gicht
  15. Bakerzyste
  16. Rheumatoide Arthritis (RA)/ Chronische Polyarthritis (CP) (auch: echtes „Rheuma“)
  17. seltener: Impingement
  18. Mobrus Bechterew
  19. sekundäre Leiden bei Pathologie des Fußes
  20. Plica-Syndrom
  21. Runner’s knee/ITBS (Iliotibial Band Syndrome)
  22. Hoffa-Syndrom

Beachte den übrigen Gesundheitszustand mit Blick auf sekundäre Genupathien, etwa durch Borreliose

  1. Patellofemorale Knieschmerzen nehmen meist bei Belastung zu, insbesondere beim Treppenabstieg und langem Sitzen. Verschlechtern sich die Schmerzen unter Belastung ständig weiter, spricht dies für einen Knorpelschaden; sich erst verbessernde und später verschlechternde Beschwerden sprechen eher für ein Muskel/Sehne-Problem (Quadrizepssehne, lig. patellae).
  2. Patellaluxation können Gelenksergüsse zeigen, teilweise reißt das mediale Retinaculum
  3. Patellasubluxation
  4. Patella baja (Tiefstand), ggf. Folge von Patellafrakturen oder Quadrizepssehnenruptur
  5. Patella alta (Hochstand), meist traumatisch mit Ruptur
  6. Patellarlateralisation
  7. Übermäßige Pronation rotiert die Tibia nach innen und stresst die peripatellären Weichteilstrukturen, verursacht ventralen Knieschmerz

Bei nicht angespanntem Quadrizeps ist die Patella leicht lateralisiert. Bei Anspannung und weiterer Beugung medialisiert sie und tritt in das trochleare Gleitlager. Instabile Kniescheiben und patellae altae treten erst bei weiterer Beugunng in das Gleitlager. Alle Patella-Fehlstellungen führen zu einem ventralen peripatellären Schmerz mit Tendopathie und retropatellären Knorpelveränderungen, auch eine veränderte Beinachse

Kniegelenk, Ansichten (Bild verlinkt zu acht Linkmaps)

Knie dorsal, Bänder dorsal dorsal, Kapsel ventral ventrolateral lateral transversal sagittal

Sagittalschnitt

ventrale Ansicht in 90° Flexion

laterale Ansicht in 45° Flexion mit expandierten Bursae

Menisken auf Tibia von kranial

Menisken bei belasteter Rotation