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Sehnen

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Die Verformung, die beim Aufbringen und Entfernen von Kraft auftritt, wird als „elastische“ Verformung bezeichnet. Die Verformung, die nach Krafteinwirkung oder -entnahme auftritt, wird als „viskose“ Verformung bezeichnet. Da Gewebe des Körpers sowohl elastische als auch viskose Eigenschaften aufweisen, werden sie als „viskoelastisch“ bezeichnet. Wenn die Erholungszeit zwischen aufeinanderfolgenden Belastungen für eine gegebene Kraft und Dauer nicht lang genug ist, wird die Erholung nicht vollständig sein und die Sehne wird mit jeder weiteren Belastung weiter gedehnt. Goldsteinet al. (1987) fanden heraus, dass, wenn Fingerbeugesehnen 8 Sekunden (s) physiologischer Belastung und 2 s Ruhe ausgesetzt wurden, die akkumulierte viskose Belastung nach 500 Zyklen gleich der elastischen Belastung war. Wenn die Sehnen 2 s Belastung und 8 s Ruhe ausgesetzt wurden, war die kumulierte viskose Dehnung nach 500 Zyklen vernachlässigbar. Kritische Erholungszeiten für bestimmte Arbeits-Ruhe-Profile wurden noch nicht bestimmt.

Sehnen können als zusammengesetzte Strukturen mit parallelen Bündeln von Kollagenfasern charakterisiert werden, die in einer gelatinösen Matrix aus Mucopolysaccharid angeordnet sind. Zugkräfte an den Sehnenenden bewirken eine Entfaltung der Wellen und eine Begradigung der Kollagenstränge. Zusätzliche Belastungen verursachen eine Dehnung der gerichteten Litzen. Folglich wird die Sehne mit zunehmender Länge steifer. Druckkräfte senkrecht zur Längsachse der Sehne führen dazu, dass die Kollagenstränge enger zusammengedrückt werden und zu einer Abflachung der Sehne führen. Scherkräfte auf der Seite der Sehne verursachen eine Verschiebung der Kollagenstränge, die der Oberfläche am nächsten sind, in Bezug auf die am weitesten entfernten, und verleihen der Seitenansicht der Sehne ein schiefes Aussehen.

Sehnen als Strukturen

Kräfte werden durch Sehnen übertragen, um das statische und dynamische Gleichgewicht für bestimmte Arbeitsanforderungen aufrechtzuerhalten. Kontrahierende Muskeln neigen dazu, die Gelenke in eine Richtung zu drehen, während das Gewicht des Körpers und der Arbeitsgegenstände dazu neigt, sie in die andere Richtung zu drehen. Eine genaue Bestimmung dieser Sehnenkräfte ist nicht möglich, da mehrere Muskeln und Sehnen um jede Gelenkstruktur wirken; es kann jedoch gezeigt werden, dass die auf die Sehnen wirkenden Muskelkräfte viel größer sind als die Gewichts- oder Reaktionskräfte von Arbeitsgegenständen.

Die Kräfte, die durch kontrahierende Muskeln ausgeübt werden, werden Zugkräfte genannt, weil sie die Sehne dehnen. Zugkräfte können durch Ziehen an den Enden eines Gummibandes nachgewiesen werden. Sehnen sind auch Druck- und Scherkräften sowie Flüssigkeitsdrücken ausgesetzt, die in Abbildung 4 für die Fingerbeugersehnen im Handgelenk dargestellt sind.

Abbildung 1. Schematische Darstellung einer Sehne, die um eine anatomische Oberfläche oder Riemenscheibe gespannt ist, und die entsprechenden Zugkräfte (Ft), Druckkräfte (Fc), Reibungskräfte (Ff) und hydrostatischen oder Flüssigkeitsdruck (Pf).

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Die Anstrengung der Finger zum Greifen oder Handhaben von Arbeitsgegenständen erfordert die Kontraktion der Muskeln im Unterarm und in der Hand. Wenn sich die Muskeln zusammenziehen, ziehen sie an den Enden ihrer jeweiligen Sehnen, die durch die Mitte und den Umfang des Handgelenks verlaufen. Wenn das Handgelenk nicht in einer Position gehalten wird, in der die Sehnen perfekt gerade sind, drücken sie gegen benachbarte Strukturen. Die Fingerbeugesehnen drücken im Karpaltunnel gegen die Knochen und Bänder. Diese Sehnen ragen beim kräftigen Kneifen mit einem gebeugten Handgelenk unter der Haut in Richtung der Handfläche hervor. In ähnlicher Weise können die Streck- und Abduktorsehnen auf der Rückseite und Seite des Handgelenks hervorstehen, wenn es mit ausgestreckten Fingern gestreckt wird.

Reibungs- oder Scherkräfte entstehen durch dynamische Belastungen, bei denen die Sehnen an benachbarten anatomischen Oberflächen reiben. Diese Kräfte wirken auf und parallel zu der Oberfläche der Sehne. Reibungskräfte können durch gleichzeitiges Drücken und Gleiten der Hand auf einer flachen Oberfläche gefühlt werden. Das Gleiten von Sehnen über eine benachbarte anatomische Oberfläche ist analog zu einem Riemen, der um eine Riemenscheibe gleitet.

Flüssigkeitsdruck entsteht durch Belastungen oder Körperhaltungen, die Flüssigkeit aus den Räumen um die Sehnen verdrängen. Studien zum Karpalkanaldruck zeigen, dass der Kontakt des Handgelenks mit äußeren Oberflächen und bestimmte Körperhaltungen Druck erzeugen, der hoch genug ist, um die Durchblutung zu beeinträchtigen und die Lebensfähigkeit des Gewebes zu gefährden (Lundborg 1988).

Die Kontraktion eines Muskels führt zu einer sofortigen Dehnung seiner Sehne. Sehnen verbinden Muskeln miteinander. Bei anhaltender Belastung dehnt sich die Sehne weiter aus. Die Entspannung des Muskels führt zu einer schnellen Erholung der Sehne, gefolgt von einer verlangsamten Erholung. Wenn die anfängliche Dehnung innerhalb bestimmter Grenzen lag, erholt sich die Sehne auf ihre anfängliche unbelastete Länge (Fung 1972).

Sehnen als lebendes Gewebe

Die Stärke der Sehnen täuscht über die Zartheit der zugrunde liegenden physiologischen Mechanismen hinweg, durch die sie genährt und geheilt werden. In die Sehnenmatrix eingestreut sind lebende Zellen, Nervenenden und Blutgefäße. Nervenenden liefern dem Zentralnervensystem Informationen zur Motorsteuerung und warnen vor akuter Überlastung. Blutgefäße spielen eine wichtige Rolle bei der Ernährung einiger Bereiche der Sehne. Einige Bereiche der Sehnen sind avaskulär und beruhen auf der Diffusion von Flüssigkeit, die von Synovialauskleidungen der äußeren Sehnenscheiden abgesondert wird (Gelberman et al. 1987). Synovialflüssigkeit schmiert auch die Bewegungen der Sehnen. Synovialhüllen werden an Stellen gefunden, an denen Sehnen mit angrenzenden anatomischen Oberflächen in Kontakt kommen.

Eine zu starke elastische oder viskose Verformung der Sehne kann diese Gewebe schädigen und ihre Heilungsfähigkeit beeinträchtigen. Es wird die Hypothese aufgestellt, dass Verformungen die Zirkulation und Ernährung der Sehnen behindern oder stoppen können (Hagberg 1982; Viikari-Juntura 1984; Armstrong et al. 1993). Ohne ausreichende Durchblutung wird die Lebensfähigkeit der Zellen beeinträchtigt und die Heilungsfähigkeit der Sehne verringert. Eine Sehnenverformung kann zu kleinen Rissen führen, die weiter zu Zellschäden und Entzündungen beitragen. Wenn die Durchblutung wiederhergestellt ist und der Sehne ausreichend Erholungszeit gegeben wird, heilt das geschädigte Gewebe (Gelberman et al. 1987; Daniel und Breidenbach 1982; Leadbetter 1989).

Sehnenerkrankungen

Es wurde gezeigt, dass Sehnenerkrankungen in vorhersagbaren Mustern auftreten (Armstrong et al. 1993). Ihre Lokalisation findet sich in den Körperteilen, die mit hohen Belastungskonzentrationen verbunden sind (z. B. in den Sehnen des Supraspinatus, dem Bizeps, den extrinsischen Fingerbeuger- und Streckmuskeln). Außerdem besteht ein Zusammenhang zwischen der Arbeitsintensität und der Prävalenz von Sehnenerkrankungen. Dieses Muster wurde auch für Amateur- und Profisportler gezeigt (Leadbetter 1989). Die gemeinsamen Faktoren bei Arbeitern und Sportlern sind repetitive Belastungen und Überlastungen der Muskel-Sehnen-Einheiten.

In gewissen Grenzen heilen die durch mechanische Belastung entstandenen Verletzungen. Der Heilungsprozess wird in drei Stadien eingeteilt: entzündlich, proliferativ und umgestaltend (Gelberman et al. 1987; Daniel und Breidenbach 1982). Das entzündliche Stadium ist durch das Vorliegen einer polymorphonukleären Zellinfiltration, Kapillarsprossung und Exsudation gekennzeichnet und dauert mehrere Tage. Das Proliferationsstadium ist durch die Proliferation von Fibroblasten und zufällig orientierten Kollagenfasern zwischen Wundbereichen und angrenzendem Gewebe gekennzeichnet und dauert mehrere Wochen. Die Umbauphase ist durch die Ausrichtung der Kollagenfasern entlang der Belastungsrichtung gekennzeichnet und dauert mehrere Monate. Wenn das Gewebe erneut verletzt wird, bevor die Heilung abgeschlossen ist, kann sich die Genesung verzögern und der Zustand kann sich verschlechtern (Leadbetter 1989). Normalerweise führt die Heilung zu einer Stärkung oder Anpassung des Gewebes an mechanische Belastungen.

Die Auswirkungen der wiederholten Belastung zeigen sich an den Beugesehnen der Unterarmfinger, wo sie die Innenwände des Karpaltunnels berühren (Louis 1992; Armstrong et al. 1984). Es hat sich gezeigt, dass es zwischen den Rändern des Karpaltunnels und der Mitte, wo die Kontaktspannungen auf die Sehnen am größten sind, zu einer fortschreitenden Verdickung des Synovialgewebes kommt. Die Verdickung der Sehnen wird von Synovialhyperplasie und Bindegewebswucherung begleitet. Die Verdickung der Sehnenscheiden ist ein viel zitierter Faktor bei der Kompression des Nervus medianus im Karpaltunnel. Es kann argumentiert werden, dass die Verdickung des Synovialgewebes eine Anpassung der Sehnen an ein mechanisches Trauma ist. Gäbe es nicht die sekundäre Wirkung auf die Medianuskompression, die zum Karpaltunnelsyndrom führt, könnte dies als wünschenswertes Ergebnis angesehen werden.

Bis optimale Sehnenbelastungsregime festgelegt sind, sollten Arbeitgeber Arbeitnehmer auf Anzeichen oder Symptome von Sehnenerkrankungen überwachen, damit sie mit Arbeitsänderungen eingreifen können, um weitere Verletzungen zu verhindern. Jobs sollten immer dann auf auffällige Risikofaktoren untersucht werden, wenn ein Problem mit den oberen Gliedmaßen festgestellt oder vermutet wird. Jobs sollten auch jedes Mal überprüft werden, wenn sich der Arbeitsstandard, das Verfahren oder die Werkzeuge ändern, um sicherzustellen, dass Risikofaktoren minimiert werden.

 

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