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Warum Biegebelastungen auch im Menschen wirksam werden und zu welchen Anpassungen sie führen

Im letzten Modul konnten wir die Aussage hören, dass es im Knochen keine Biegespannung gäbe. Leider ist dem nicht so. Warum dem so ist,  werde ich in diesem Beitrag erklären. Dieses Wissen gehört meiner Meinung nach zum absoluten Grundwissen, da sich auf diese Weise die funktionelle Anatomie und Histologie verstehen lässt. Es ist eigentlich eine Erklärung für das Prinzip “ Form follows Function „.

Alle meine Aussagen beziehen sich auf die Arbeiten von Friedrich Pauwels, dem grossen Pionier der Biomechanik und die seines Schülers Benno Kummer. Die grundlegenden Arbeiten dazu wurden bereits 1965 in einem Sammelband mit dem Titel „Gesammelte Abhandlungen zur funktionellen Anatomie des Bewegungsappartes“ von F. Pauwels veröffentlicht.

 Pauwels Buch

Wir werden sehen, dass Biegespannungen auch im Menschen wirksam werden und dass diese die Architektur aber auch die Funktion der Muskulatur wesentlich bestimmen. Die meisten Abbildungen stammen aus den Arbeiten der beiden Autoren. Der Beitrag ist reich illustriert, damit klare Vorstellungen entstehen können.

Unterschied zwischen Belastung und Beanspruchung

Wie Pauwels in seinem Atlas schreibt, ist es wichtig die Begriffe Belastung und Beanspruchung streng zu trennen.

Pauwels

“Zunächst kann nicht eindringlich genug darauf hingewiesen werden, dass zwischen den Begriffen Belastung und Beanspruchung ein fundamentaler Unterschied besteht., weil deren synonymer Verwendung in der einschlägigen medizinschen Literatur so oft zu Missverständnissen und Fehlschlüssen geführt hat.

Belastung ist gleichbedeutend mit den auf einen Körper wirkenden äusseren Kräften. Beanspruchung muss dagegen als Sammelbebriff für die Auswirkung der äusseren Kräfte im Material reserviert bleiben, d.h. für die Verformungen und Spannungen, die durch die Belastung im Material hervorgerufen werden und ie alleine für die Folgen der Belastung massgebend sind.”

Arten von Belastungen

Das Wort Be-lastung beinhaltet das Wort Last, womit gesagt wird, dass vorallem Lasten oder Gewichte belastend wirken können. Aber auch anderer Kräfte wie Trägheitskräfte, Zentrifugalkräfte, Windkräfte etc. können belastend auf Körper einwirken.  In der Statik und Dynamik unterscheidet man 5 unterschiedliche Belastungsformen.

Belastungen

  1. Druckbelastung
  2. Zugbelastung
  3. Scher- oder Schubbelastung
  4. Biegebelastung
  5. Torsionsbelastung

Die im Körper entstehenden Beanspruchungen werden analog bezeichnet.

Biegebelastung – Biegebeanspruchung

Die Biegebelastung kennt man im Alltag vorallem aus dem Vorgang des „Brechens eines Gegenstandes„, z.B. eines Stückes Holz. Wie man schon sehr früh im Leben lernt,  kann man Holz besser zerkleinern, wenn man es durch Biegung bricht, als wenn man es durch Stauchung oder Zug trennen möchte. Der Grund dafür ist ein rein physikalischer.

  Holz und Karate

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Ein indisches Gleichnis ….

Folgende Geschichte wird erzählt:

„Ein alter weiser Hindi erzählte eine Geschichte von sechs blinden Männern, die einem Elephanten  begegneten. Jeder dieser blinden Männer konnte nur einen Teil des Tieres fühlen.

Einer der Männer fühlte einen Stosszahn und sagte, dass der Elephant wie eine Speer wäre. Ein anderer berührte ein Bein und sagte, dass der Elephant ein grosser Baum wäre. Den Rüssel tastend, meinte einer der blinden Männer, dass der Elephant eine grosse Schlange sei. 

Durch jeden dieser Männer wurde die wirkliche Natur des ganzen Elephanten verkannt, da jeder nur einen Teil des Ganzen fühlen konnte. Der alte weise Hindi sagte uns, dass die Wahrheit nur gefunden werden kann, wenn verschiedene Ansichten berücksichtigt werden.

Ein indisches Gleichnis

Warum ist dieses Gleichnis wichtig?

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Strömungen von Fluida

Dieser Film aus dem Institut für den wissenschatlichen Film zeigt Versuche, die das Strömungsverhalten einer Flüssigkeit an unterschiedlichen Gegenständen zeigt.

Man kann auf eindrückliche Weise sehen, wie sich aus einer laminaren Strömung Turbulenzen entwickeln. Im Atemmodul wurden solche Phänomene angesprochen. Durch diese Bilder erhält man konkrete Vorstellungen davon.