Lordoseentwicklung
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Die mehrfache Krümmung der Wirbelsäule ist nicht angeboren sondern entwickelt sich mit dem Laufenlernen der Kleinkinder. Menschliche Embryos und Neugeborene haben eine einfache bogenförmige Krümmung der Wirbelsäule über ihre gesamte Länge hinweg.

Mit der Aufrichtung der Kinder wirkt sich die Gravitationskraft auf die Form der Wirbelsäule aus. Bei aufrechter Körperhaltung, die ab dem Kleinkindalter zunehmend eingenommen wird, staucht die Gravitation die Wirbelsäule. Dadurch kommt es zu Biegungen in der Wirbelsäule. Ihr Ausmaß hängt von der Länge der Wirbelsäule und ihrer Elastizität ab.

Dies ist für einen einfachen Stab, als der die Wirbelsäule hier betrachtet werden soll, zuerst von Leonhard Euler, dem berühmten Schweizer Mathematiker, beschrieben worden. Er unter scheidet vier verschiedene Fälle der Biegung eines Stabes unter Längseinwirkung einer Kraft. Für die menschliche Wirbelsäule gilt der zweite Euler’sche Fall bei dem sowohl an der Basis als auch an der Spitze des Stabes eine seitliche Auslenkung möglich ist.

Die kritische Euler‘sche Knickkraft, Fk, ist die Kraft, unter der ein bestimmter Stab plötzlich einknickt, nachdem er sich zuvor gebogen hat.

Der Betrag des Elastizitätsmoduls E ist um so größer, je mehr Widerstand ein Material seiner Verformung entgegensetzt. Ein Bauteil aus einem Material mit hohem Elastizitätsmodul (z. B. Stahl) ist also steif, ein Bauteil aus einem Material mit niedrigem Elastizitätsmodul (z. B. Gummi) ist nachgiebig.

Im Falle der menschlichen Wirbelsäule ist die Knickkraft die Gravitationskraft. Ihre Wirkung auf die Durchbiegung der Wirbelsäule hängt damit von der Elastizität E der Wirbelsäule ab, die im Alter abnimmt, vom axialen Flächenträgheitsmoment des Querschnitts, welches im Wesentlichen bei Erwachsenen konstant bleibt, da dieser Parameter von den Seitenverhältnissen der Wirbelkörper abhängt und ganz wesentlich von der Knicklänge, die der Länge der Wirbelsäule entspricht. Das bedeutet, dass die durch Biegung der Wirbelsäule mit zunehmender Körperlänge quadratisch beeinflusst wird. Das Wachstum der Körperlänge wirkt sich im Quadrat auf die Entwicklung der Lordose aus.

Während des Wachstums bis zum Erwachsenenalter kann in grober Näherung von einer nur geringfügig abnehmenden Elastizität der Wirbelsäule ausgegangen werden, das Flächenträgheitsmoment bleibt ebenfalls gleich, wenn das Seitenverhältnis des Wirbelkörperquerschnitts sich nicht verändert, wovon im Normalfall ebenfalls auszugehen ist. Bei linearer Abnahme der Elastizität und quadratischer Auswirkung der zunehmenden Körperlänge kommt es daher bei Jugendlichen im Wachstum zu einer zunehmenden Lordose, insbesondere in der Pubertät, wenn die Jugendlichen schneller wachsen als sonst.

Die lineare Zunahme der Wirbelsäulenlänge führt zu einer quadratischen Abnahme der Biegungskraft. Da die Biegungskraft, hier die Gravitationskraft, jedoch konstant bleibt nimmt die Auslenkung der Biegung, das heißt das Ausmaß der Lordose im Quadrat der Wirbelsäulenlänge zu.

 

Das bedeutet, dass größere Menschen ein höheres Risiko für die Entwicklung einer Lordose haben. Das Ausmaß der Lordose nimmt im Vergleich zu einem anderen Menschen mit gleicher Elastizität der Wirbelsäule nicht nur linearer zur Wirbelsäulenlänge sondern im Quadrat dazu zu, wenn die Größen im Zähler des Bruches konstant bleiben.

Auf die Elastizität wirken sich genetische Bindegewebserkrankungen besonders stark aus, die daher ebenfalls zu einer stärkeren Lordose und oft auch Skoliose führen.

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