Was ist die Kniescheibe? Funktionen und Erkrankungen der Kniescheibe

Die Kniescheibe oder medizinisch Patella genannt ist der größte Sesambeinknochen unseres Körpers. Sie befindet sich innerhalb der Sehne, die die Oberschenkelmuskulatur mit dem Schienbein verbindet, und bedeckt die Vorderseite des Kniegelenks. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, als mechanischer Hebelpunkt die Kraft der Oberschenkelmuskulatur bei der Streckbewegung des Beins zu verstärken. Gleichzeitig erfüllt sie die lebenswichtige Funktion, die Strukturen innerhalb des Gelenks vor äußeren Einwirkungen zu schützen. Das patellofemorale Schmerzsyndrom, die Chondromalazie der Patella, wiederkehrende Luxationen sowie verschiedene Frakturen gehören zu den häufigsten Erkrankungen dieser wichtigen Region. Mit einer korrekten Diagnose und individuell angepassten Behandlungskonzepten kann diese Struktur über viele Jahre hinweg eine schmerzfreie und gesunde Beweglichkeit gewährleisten.

Wo befindet sich die Kniescheibe (Patella) in unserem Körper und welche Eigenschaften hat sie?

Die Kniescheibe ist das größte Beispiel der im medizinischen Sprachgebrauch als Sesambeine bezeichneten Knochenstrukturen im menschlichen Körper. Sie liegt vollständig innerhalb der Endsehne des sehr kräftigen Quadrizepsmuskels an der Vorderseite des Oberschenkels. Betrachtet man ihre Rückseite, erkennt man, dass ein großer Teil ihres oberen Abschnitts mit Gelenkknorpel bedeckt ist. Dieser Knorpel zählt hinsichtlich seiner Dicke sogar zu den stärksten Knorpelstrukturen des Körpers.

Diese außergewöhnliche Dicke ist biologisch von großer Bedeutung. Im Alltag muss die Kniescheibe während jeder Bewegung Belastungen standhalten, die das Körpergewicht um ein Vielfaches übersteigen. Die dicke Knorpelschicht auf ihrer Rückseite wirkt beim Kontakt mit der Gleitrinne des Oberschenkelknochens wie ein schützendes Polster. Allerdings passen diese Knorpeloberfläche und die Rinne des Oberschenkelknochens nicht immer vollkommen zueinander. Diese leichte anatomische Abweichung kann dazu führen, dass die Kniescheibe während der Bewegung dazu neigt, aus ihrer Führung herauszugleiten. Deshalb ist sie in hohem Maße auf die Unterstützung der umgebenden Muskeln und Bänder angewiesen.

Welche angeborenen Unterschiede der Kniescheibe (Patella) gibt es?

Die menschliche Anatomie weist von Person zu Person kleinere Unterschiede auf, und dies gilt auch für die Kniescheibe. In manchen Fällen können sich Größe oder Struktur der Kniescheibe während der Entwicklung ungewöhnlich ausbilden. So bleibt die Kniescheibe bei einigen Menschen deutlich kleiner als der Durchschnitt, während sie bei anderen ungewöhnlich groß ist. Selten kommt es auch vor, dass sie sich entwicklungsbedingt überhaupt nicht bildet oder nur unzureichend entwickelt ist.

Zu den angeborenen Varianten gehören:

• Patella parva
• Patella magna
• Patella bipartita
• Patellahypoplasie
• Patellaaplasie

Die in der klinischen Praxis am häufigsten anzutreffende Variante ist die zweigeteilte Kniescheibe (Patella bipartita). Dabei bleiben infolge einer unvollständigen Verschmelzung der Ossifikationszentren während der fetalen Entwicklung im oberen äußeren Bereich der Kniescheibe zwei getrennte Knochenanteile bestehen. Im Alltag verursacht dies meist keinerlei Beschwerden. Nach einem Trauma des Knies kann diese getrennte Struktur jedoch auf Röntgenaufnahmen leicht mit einer Fraktur verwechselt werden. Um unnötige Eingriffe zu vermeiden, ist es wichtig, die glatten Begrenzungen der Knochenanteile sorgfältig zu beurteilen.

Welche Bedeutung hat die Blutversorgung der Kniescheibe (Patella)?

Die Kniescheibe ist nicht lediglich ein passiver Block aus Knochen und Knorpel. Vielmehr handelt es sich um eine lebendige und dynamische Struktur, die kontinuierlich über ein dichtes Gefäßnetz versorgt wird. Verschiedene Arterien im Bereich des Knies bilden ein regelrechtes Gefäßnetz um die Kniescheibe und transportieren Sauerstoff sowie Nährstoffe zum Knochen. Diese Gefäße treten überwiegend an der Vorderseite sowie an den hinteren Anteilen des unteren Pols in den Knochen ein.

Zu den an der Blutversorgung beteiligten Gefäßregionen gehören:

• Obere laterale Arterien
• Obere mediale Arterien
• Untere laterale Arterien
• Untere mediale Arterien

Das Vorhandensein dieses dichten Gefäßnetzes ist bei medizinischen Eingriffen von großer Bedeutung. Bei der Planung chirurgischer Schnitte im Bereich des Knies wird besonders darauf geachtet, die Durchblutung nicht zu beeinträchtigen. Wenn bereits eine Operationsnarbe vorhanden ist, sollte der neue Schnitt möglichst harmonisch mit den äußeren Bereichen der alten Narbe verbunden werden. Unachtsam geplante Schnitte können die Blutversorgung des Knochens beeinträchtigen und dadurch die Gesundheit des Gewebes gefährden. Deshalb wird dieser Prozess mit besonderer Sorgfalt durchgeführt.

Welche biomechanischen Aufgaben hat die Kniescheibe (Patella)?

Der Bewegungsmechanismus des Kniegelenks ist weitaus komplexer als ein einfaches Scharnier, das sich nur öffnet und schließt. Während der Bewegung laufen Gleit- und Rollbewegungen gleichzeitig ab. Die Hauptaufgabe der Kniescheibe in diesem komplexen System besteht darin, die Zugkraft der Oberschenkelmuskulatur vom Drehzentrum des Knies wegzuleiten und dadurch einen mechanischen Vorteil zu schaffen. Man kann sich dies wie eine Umlenkrolle in einem Hebel- oder Kransystem vorstellen.

Durch diesen Hebeleffekt wird beim Strecken des Beines weniger Energie benötigt, und die vom Muskel erzeugte Kraft wird effizienter auf das Bein übertragen. Ist das Knie vollständig gestreckt, befindet sich die Kniescheibe am oberen Ende ihrer Gleitrinne. Mit zunehmender Beugung verändert sich der Hebeleffekt dynamisch. Ab einem bestimmten Beugewinkel arbeitet das System am effizientesten, während dieser Vorteil bei stärkerer Beugung wieder abnimmt. Diese Abstimmung innerhalb des Bewegungsablaufs ist einer der Hauptgründe dafür, dass unsere Knie beim Gehen oder Aufstehen das Körpergewicht tragen können.

Welche Belastungen wirken während der Beugung auf die Kniescheibe (Patella)?

Während der Bewegung können die Reaktionskräfte am Kontaktpunkt zwischen Kniescheibe und Oberschenkelknochen sehr hohe Werte erreichen. Mit zunehmender Kniebeugung steigt die Spannung des Quadrizepsmuskels und der Patellarsehne, wodurch die Kniescheibe kräftig in ihre Gleitrinne gedrückt wird. Um diesen Druck auszugleichen, verfügt der Körper über einen natürlichen Anpassungsmechanismus. Mit zunehmender Beugung vergrößert sich die Kontaktfläche des Knorpels, sodass sich die Belastung auf eine größere Fläche verteilt und der Druck pro Flächeneinheit reduziert wird.

Zu den Aktivitäten, die die Belastung erhöhen können, gehören:

• Hocken
• Treppen hinuntergehen
• Treppen hinaufgehen
• Bergabgehen
• Springen

Insbesondere bei Bewegungen wie tiefem Hocken, bei denen der Fuß fest auf dem Boden steht und das Knie stark gebeugt wird, kann die Belastung des Knorpels ein Vielfaches des Körpergewichts erreichen. Mit zunehmendem Beugewinkel steigt auch der Druck kontinuierlich an. Tätigkeiten, die dauerhaft tiefes Hocken erfordern, können langfristig zur Ermüdung und Abnutzung der Knorpeloberfläche führen.

Welche Erkrankungen der Kniescheibe (Patella) treten häufig auf?

Ein erheblicher Teil der Beschwerden im Bereich des Knies entsteht durch ein Ungleichgewicht zwischen der Kniescheibe und den sie umgebenden Strukturen. Diese Probleme, die die Beweglichkeit im Alltag erschweren, können sowohl bei jungen Sportlern als auch bei älteren Menschen auftreten. Die richtige Ursachenfindung ist entscheidend, um eine gute Lebensqualität wiederzuerlangen. Das Verständnis der Krankheitsursache erfordert häufig eine ausführliche Untersuchung und funktionelle Beurteilung.

Zu den häufigen Problemen in der orthopädischen Praxis gehören:

• Schmerzsyndrome
• Knorpelerweichung
• Gelenkinstabilität
• Plica-Syndrom
• Knochenfrakturen
• Tendinitiden

Dieses breite Spektrum an Erkrankungen zeigt, wie empfindlich das mechanische Gleichgewicht des Knies ist. Häufig liegt die Ursache nicht in einer einzelnen Struktur, sondern in einer Kombination aus Muskelschwäche, Bandlaxität und anatomischen Fehlstellungen.

Wodurch entstehen Schmerzen an der Vorderseite der Kniescheibe (Patella) und welche Symptome treten auf?

Vordere Knieschmerzen äußern sich meist als dumpfer Schmerz an der Vorderseite des Knies, der sich bei bestimmten Aktivitäten verstärkt. Besonders beim Treppensteigen oder nach längerem Sitzen mit gebeugtem Knie nehmen die Beschwerden zu. Interessanterweise zeigen bildgebende Untersuchungen bei diesen Patienten häufig keine ausgeprägten Knorpelschäden oder strukturellen Veränderungen.

Die häufigste Ursache ist eine übermäßige Spannung der Bänder und Weichteile an der Außenseite der Kniescheibe. Diese Spannung kann die Mikrodurchblutung verlangsamen und die Sauerstoffversorgung des Gewebes verringern. Als Reaktion darauf steigt die Empfindlichkeit der schmerzleitenden Nervenendigungen. Obwohl der Knorpel strukturell gesund erscheint, können die Patienten erhebliche Beschwerden im Alltag verspüren.

Zu den häufig genannten Beschwerden gehören:

• Dumpfer Schmerz
• Knirschen
• Einklemmgefühl
• Druckempfindlichkeit
• Brennendes Gefühl

Was ist die Chondromalazie der Patella (Knorpelerweichung der Kniescheibe)?

Der Prozess, bei dem der dicke und glatte Gelenkknorpel auf der Rückseite der Kniescheibe seinen Glanz verliert, weicher wird und ausfranst, wird als Chondromalazie der Patella bezeichnet. Ursache ist meist ein fehlerhaftes Gleiten der Kniescheibe in ihrer Rinne am Oberschenkelknochen oder eine übermäßige wiederholte Reibung. Diese mechanische Fehlbelastung schwächt die Widerstandsfähigkeit der Knorpelzellen.

Dieser Prozess kann mit der Zeit fortschreiten. Anfangs zeigen sich lediglich eine leichte Schwellung und Erweichung der Knorpeloberfläche. Bleibt die Reibung bestehen, entstehen feine Risse im Knorpel. Im weiteren Verlauf kann sich der Knorpel so weit abnutzen, dass der darunterliegende Knochen freiliegt. Dies gilt als Vorstufe einer Gelenkarthrose.

Zu den Faktoren, die das Fortschreiten beschleunigen können, gehören:

• Anatomische Fehlstellungen
• Schwache Oberschenkelmuskulatur
• Zurückliegende Verletzungen
• Ausgeprägte Gewichtszunahme
• Intensive sportliche Belastung

Warum kommt es zu einer Patellaluxation und Patellainstabilität?

Von einer Patellaluxation oder Patellainstabilität spricht man, wenn die Kniescheibe während der Bewegung aus ihrer Gleitrinne am Oberschenkelknochen nach außen gleitet oder teilweise herausspringt und anschließend wieder in ihre normale Position zurückkehrt. Auslöser ist häufig eine plötzliche Drehbewegung oder ein ungünstiger Schlag gegen das Knie. Bei manchen Menschen kann dieses Problem aufgrund anatomischer Besonderheiten jedoch bereits bei alltäglichen Bewegungen wiederholt auftreten.

Das wichtigste Band, das verhindert, dass die Kniescheibe nach außen ausweicht, ist das mediale patellofemorale Band. Beim ersten Luxationsereignis wird dieses Band häufig verletzt oder reißt. Werden die anatomischen Ursachen nicht behoben und heilt dieses Band nicht ausreichend, können die Luxationen chronisch werden und das Sicherheitsgefühl des Patienten bei Bewegungen erheblich beeinträchtigen.

Zu den anatomischen Risikofaktoren gehören:

• Flache Gleitrinne des Oberschenkelknochens
• Hochstand der Kniescheibe
• Fehlstellungen der Beinachse
• Allgemeine Bandlaxität
• Knochenanomalien

Kann das Plica-Syndrom Probleme an der Kniescheibe (Patella) verursachen?

Plicae sind dünne Schleimhautfalten, die als Überreste der Gelenkentwicklung im Mutterleib bestehen bleiben. Bei den meisten Menschen bleiben sie im Knie unauffällig und verursachen keinerlei Beschwerden. Direkte Schläge auf das Knie, wiederholte Mikrotraumata oder entzündliche Prozesse im Gelenk können jedoch ihre Struktur verändern. Mit der Zeit verdicken sich diese Schleimhautfalten, verlieren ihre Elastizität und neigen dazu, sich während der Kniebewegung zwischen den Knochen einzuklemmen.

Insbesondere wenn diese verdickten Falten im engen Raum zwischen Kniescheibe und Oberschenkelknochen eingeklemmt werden, kann bei jedem Schritt Reibung entstehen. Plötzlich einschießende Schmerzen bei bestimmten Beugewinkeln, Klickgeräusche aus dem Inneren des Knies und Druckempfindlichkeit in diesem Bereich gehören zu den typischen Symptomen. Darüber hinaus können sie das freie Gleiten der Kniescheibe behindern und sekundäre Knorpelreibungen verursachen.

Warum entstehen Frakturen der Kniescheibe (Patella)?

Da die Kniescheibe unmittelbar unter der Haut liegt, ist sie besonders anfällig für direkte Gewalteinwirkungen. Ein Sturz direkt auf das Knie oder ein Aufprall des Knies gegen das Armaturenbrett bei Verkehrsunfällen gehören zu den häufigsten Ursachen. Darüber hinaus können Frakturen auch durch eine plötzliche und sehr starke Muskelkontraktion entstehen, bei der der Knochen durch die Zugkräfte überlastet wird.

Kommt es zu einer Fraktur, zieht die Oberschenkelmuskulatur die Bruchfragmente ständig nach oben auseinander. Wenn sich die Fragmente voneinander entfernen, wird die biomechanische Kette, die das Strecken des Beines ermöglicht, unterbrochen, sodass das gestreckte Anheben des Beines erschwert wird.

Die Frakturtypen lassen sich im Allgemeinen wie folgt einteilen:

• Querfrakturen
• Mehrfragmentfrakturen
• Frakturen des unteren Pols
• Frakturen des oberen Pols
• Längsfrakturen

Prof. Dr. Murat Demirel

Prof. Dr. Murat Demirel, 1974 yılında Ankara’da doğmuş, 1998 yılında Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi’nden mezun olmuştur. Aynı yıl Ankara Numune Eğitim ve Araştırma Hastanesi 1. Ortopedi ve Travmatoloji Kliniği’nde uzmanlık eğitimine başlamış ve 2004 yılında Ortopedi ve Travmatoloji Uzmanı unvanını almıştır. Uzmanlık sonrası dönemde kas-iskelet sistemi hastalıklarının cerrahi ve konservatif tedavilerine odaklanmış, yenilikçi ortopedik yaklaşımları klinik pratiğine entegre etmiştir.

Omuz, diz, kalça ve ayak bileği eklemlerine yönelik ileri düzey cerrahi uygulamalarda uzmanlaşan Prof. Dr. Demirel; omuz artroskopisi, diz protezi, robotik cerrahi, kök hücre tedavisi ve PRP uygulamaları konularında deneyim sahibidir. Güncel ortopedi pratiğinde fonksiyonel sonuçları artıran minimal invaziv ve biyolojik tedavi yöntemlerini önceliklendirmektedir.

Halen Ankara’daki özel kliniğinde ortopedi ve travmatoloji alanında hasta kabul eden Prof. Dr. Murat Demirel, ileri görüntüleme teknolojileri ve multidisipliner yaklaşımla kişiye özel tedavi planları oluşturmaktadır. Cerrahi ve rejeneratif ortopediyi birleştiren vizyoner yaklaşımıyla, hareket sistemi hastalıklarının tedavisinde yaşam kalitesini merkeze alan modern çözümler sunmaktadır.