Wie funktioniert das Knie?

Das Kniegelenk verbindet Ober- und Unterschenkel miteinander. Es wird für so ziemlich jede Art der Fortbewegung benötigt – ob Laufen, Fahrradfahren oder Schwimmen. Es ist das größte Gelenk im Körper und recht kompliziert aufgebaut. Seine Konstruktion erlaubt es, das Knie zu beugen, zu strecken und etwas nach innen oder außen zu drehen. Man spricht beim Kniegelenk daher auch von einem Dreh-Scharniergelenk.

Der Bewegungsumfang eines gesunden Knies reicht von 0 Grad (komplett durchgestreckt) bis etwa 150 Grad (Ober- und Unterschenkel berühren sich). Einwärts (zum anderen Bein hin) lässt sich das gebeugte Knie etwa um 10 Grad, auswärts etwa um 30 Grad drehen. Am Knie treffen etliche Knochen, Muskeln und Bänder aufeinander.

 

Grafik: Knochen, Knorpel und Bänder im rechten Kniegelenk: links Ansicht von vorn, rechts von der Seite - wie im Text beschriebenKnochen, Knorpel und Bänder im rechten Kniegelenk: links Ansicht von vorn, rechts von der Seite

 

Die Knochen des Kniegelenks

Zum Kniegelenk gehören drei Knochen:

  • der Oberschenkelknochen (Femur)
  • der Unterschenkelknochen (Tibia)
  • die Kniescheibe (Patella)

Am unteren Ende des Oberschenkelknochens befinden sich zwei walzenförmige Gelenkflächen. In der Lücke zwischen diesen Gelenkwalzen (Kondylen) verlaufen die Kreuzbänder.

Den Gelenkwalzen des Oberschenkels liegen zwei relativ flache, leicht pfannenförmige Gelenkflächen am Unterschenkel gegenüber. Zwischen ihnen befinden sich zwei kleine Höcker, an denen die Kreuzbänder befestigt sind.

Die Kniescheibe liegt oberhalb der Gelenkwalzen auf dem Oberschenkelknochen auf. Sie ist in die Sehne (Patellasehne) des großen Oberschenkelmuskels eingelagert. Beim Beugen und Strecken des Knies gleitet die leicht keilförmige, mit Gelenkknorpel überzogene Innenseite der Kniescheibe durch eine Führungsrinne am Oberschenkelknochen. Die Kniescheibe verringert die Reibung zwischen der Sehne des Oberschenkelmuskels und dem Knochen, außerdem verhindert sie ein seitliches Wegrutschen der Sehne. Sie verlängert auch den Hebel des Oberschenkelmuskels und verbessert dadurch die Kraftübertragung.

Die drei Teilgelenke des Knies

Die Gelenkflächen der Ober- und Unterschenkelknochen sowie die Rückseite der Kniescheibe bilden zusammen die drei Teilgelenke (Kompartimente) des Knies:

  • das Gelenk zwischen dem Ober- und Unterschenkelknochen auf der Innenseite des Knies (mediales Femorotibialgelenk)
  • das Gelenk zwischen dem Ober- und Unterschenkelknochen auf der Außenseite des Knies (laterales Femorotibialgelenk)
  • das Gelenk zwischen der Kniescheibe und ihrer Führungsrinne am Oberschenkelknochen (Femoropatellargelenk)

Alle Gelenkflächen sind mit widerstandsfähigem Gelenkknorpel überzogen. Ein gesunder Knorpel sorgt für eine geschmeidige Gleitfläche, die es den Knochen ermöglicht, reibungsarm aufeinander zu gleiten.

Der Gelenkknorpel ist zwischen 1 und 6 Millimeter dick. Er wird nicht durchblutet, sondern durch die Gelenkflüssigkeit in der Gelenkkapsel ernährt. Damit Nährstoffe aus der Gelenkflüssigkeit in den Knorpel gelangen und Abfallstoffe heraustransportiert werden können, muss das Knie bewegt und belastet werden. Unter Belastung werden Abfallprodukte aus dem Knorpelgewebe geschwemmt, bei Entlastung Nährstoffe aus der Gelenkflüssigkeit aufgenommen – ähnlich wie bei einem Schwamm. Zu wenig Bewegung behindert den Stoffwechsel im Kniegelenk daher.

Die Menisken

Auf der Gelenkfläche des Unterschenkelknochens befinden sich die Menisken des Knies: ein Innen- und ein Außenmeniskus. Diese halben Ringe aus faserigem Knorpel sind in der Mitte des Knies mit Bändern verankert. Die äußeren Seiten der Menisken sind mit der Gelenkkapsel verwachsen, der Innenmeniskus außerdem mit dem Innenband.

Die Gelenkwalzen des Oberschenkelknochens ruhen in der Mitte der Gelenkflächen direkt auf dem Unterschenkelknochen. Dazwischen befinden sich im äußeren Bereich die beweglichen Menisken. Sie ermöglichen es dem Knie, um einige Grad nach innen und außen zu drehen.

Wenn das Knie zum Beispiel durch einen Sturz sehr schnell gebeugt oder verdreht wird, können die Menisken zwischen den Gelenkwalzen eingeklemmt werden und reißen.

 

Grafik: Querschnitt des Kniegelenks, Ansicht von oben - wie im Text beschriebenQuerschnitt des Kniegelenks, Ansicht von oben

 

Vier Bänder sorgen für Stabilität

Zwei Seiten- und zwei Kreuzbänder geben dem Kniegelenk Halt und schützen es vor Verrenkungen:

  • Das Innenband verbindet die Innenseiten der Ober- und Unterschenkelknochen und ist zudem mit der Gelenkkapsel verbunden.
  • Das Außenband verbindet die Außenseiten der Ober- und Unterschenkelknochen. Es ist nicht mit der Gelenkkapsel verbunden.
  • Das vordere Kreuzband zieht sich von der Rückseite der äußeren Gelenkwalze zur Vorderseite des Unterschenkelknochens.
  • Das hintere Kreuzband zieht sich von der Vorderseite der inneren Gelenkwalze zur Rückseite des Unterschenkelknochens.

Das Innen- und das Außenband stabilisieren das Knie im gestreckten Zustand. Wenn das Knie durchgestreckt ist, lässt es sich kaum drehen oder damit kreisen.

Beim Beugen des Knies erschlaffen Innen- und Außenband, dann geben die Kreuzbänder Halt. Wenn man das Knie nach innen dreht, wickeln sich die Kreuzbänder umeinander und stabilisieren es dadurch in Drehrichtung.

Durch Unfälle, zum Beispiel beim Skifahren oder Fußballspielen, können die Bänder reißen. Dies kann zu teils heftigen Schmerzen und starken Schwellungen führen, außerdem zu einer unnatürlichen Beweglichkeit in bestimmte Richtungen – je nachdem, welche Bänder betroffen sind.

Die Muskeln und Sehnen ermöglichen es, das Knie zu bewegen

Mithilfe etlicher Muskeln und Sehnen, die sie mit dem Knochen verbinden, kann das Knie gebeugt, gestreckt und gedreht werden. Die beiden größten Muskelgruppen sind:

  • der vierköpfige Oberschenkelmuskel auf der vorderen Seite des Oberschenkels: Er wird auch als Kniestrecker bezeichnet, weil mit seiner Hilfe das Knie gestreckt werden kann.
  • der zweiköpfige Oberschenkelmuskel auf der Rückseite des Oberschenkels: Zusammen mit anderen Muskeln erlaubt er es, das Knie zu beugen.

Etliche kleinere Muskeln sorgen für die Drehfähigkeit des Knies – zum Beispiel der Schneidermuskel und der Kniekehlenmuskel.