Was knackt da eigentlich, wenn wir mit den Fingern knacken?

Das Knacken

Zieht man an einem Finger und biegt ihn nach hinten, gibt das Gelenk mit einem scharfen Knacken nach. Zwischen einem Viertel und fast der Hälfte aller Menschen tun das absichtlich, und seit den 1940er-Jahren streiten Wissenschaftler darüber, woher das Geräusch kommt. 2015 schob ein Team in Kanada den Finger eines Mannes in einen MRT-Scanner, zog mit einem Seil daran und filmte das Innere des Gelenks genau in dem Moment, als es knackte. Was sie sahen, widersprach der Erklärung in den meisten Lehrbüchern, und drei Jahre später hielt ein Satz Gleichungen dagegen.

Und die Warnung, die Sie als Kind wahrscheinlich gehört haben, dass man davon Arthritis bekommt, hat ein Arzt getestet, der fünfzig Jahre lang nur an einer Hand mit den Fingern knackte.

Im Inneren eines Fingergelenks

Die Gelenke, die die meisten knacken lassen, sind die Fingergrundgelenke, wo die Finger auf die Hand treffen. In jedem davon liegt das abgerundete Ende eines Mittelhandknochens an einer flachen Pfanne am Ansatz des Fingers. Beide Flächen sind mit glattem Knorpel überzogen, und das ganze Gelenk ist in einer Kapsel eingeschlossen. In dieser Kapsel befindet sich eine dünne Schicht Gelenkflüssigkeit, eine gleitfähige Flüssigkeit, die das Gelenk beweglich hält.

Diese Flüssigkeit enthält auch gelöstes Gas, ähnlich wie eine verschlossene Limodose Kohlendioxid enthält. Zieht man die beiden Knochen auseinander, muss der Raum in der Kapsel größer werden. Die Flüssigkeit kann sich nicht dehnen, um ihn zu füllen, also sinkt ihr Druck. Sinkt der Druck weit genug, tritt Gas aus der Flüssigkeit aus, wie die Bläschen, die beim Öffnen der Dose erscheinen.

In diesem Punkt sind sich fast alle Forscher einig: Im Gelenk bildet sich ein Gashohlraum. Gestritten wird darüber, welcher Moment das Geräusch macht.

Die Antwort des Röntgenbilds

Der erste sorgfältige Versuch, das zu beantworten, kam 1947. Zwei Forscher, Roston und Wheeler Haines, zogen an Fingern und machten eine Reihe von Röntgenaufnahmen, während das Gelenk nachgab. Sie beschrieben jedes Mal denselben Ablauf bis zum Knacken. Zuerst bleiben die Gelenkflächen aneinandergepresst, und ein leichter Zug bewegt sie kaum.

Wird der Zug stärker, halten die Flächen dagegen, und halten dagegen, bis sie plötzlich auseinanderspringen. Bei diesem Sprung hört man das Knacken. Danach zeigten die Röntgenbilder einen hellen Raum im Gelenk, den sie für einen Gashohlraum hielten. Dann kam, was jeder, der mit den Fingern knackt, schon kennt: Dasselbe Gelenk knackt nicht sofort wieder.

Die Wartezeit lag bei etwa zwanzig Minuten. Roston und Wheeler Haines schlossen daraus, dass das Geräusch in dem Moment entsteht, in dem sich der Gashohlraum bildet. Diese Erklärung hielt sich vierundzwanzig Jahre.

Eine Blase, die platzt

1971 wiederholten Unsworth, Dowson und Wright das Röntgenexperiment. Sie sahen denselben Ablauf, kamen aber zu einem anderen Schluss. Das Geräusch, so argumentierten sie, entsteht nicht, wenn sich die Blase bildet, sondern wenn sie in sich zusammenfällt. Hinter dieser Idee steckte viel Physik.

Lord Rayleigh hatte 1917 beschrieben, wie eine Blase, die in einer Flüssigkeit zusammenfällt, schlagartig Energie freisetzt. Ende der 1960er-Jahre stellten Ingenieure fest, dass solche Implosionen das Metall von Schiffsschrauben zerfressen können. Ingenieure nennen das Kavitation: Blasen, die sich in einer Flüssigkeit bilden und wieder zusammenfallen. Ein Fingerknacken als winzige Version desselben Vorgangs schien plausibel.

Das Team von 1971 fand außerdem heraus, dass das Gas im Gelenk zu etwa achtzig Prozent aus Kohlendioxid bestand. Und ihre Idee erklärte die zwanzig Minuten Wartezeit: Das Gas braucht Zeit, um sich wieder in der Flüssigkeit zu lösen. Über vierzig Jahre lang war das Zusammenfallen der Blase die Lehrbuchantwort. Aber niemand hatte je direkt gesehen, wie eine Blase in einem knackenden Gelenk zusammenfällt.

Röntgenbilder waren zu langsam und zu unscharf, um zu zeigen, was die Blase im Augenblick des Geräuschs tat.

Im Gelenk gefilmt

2015 versuchte es Greg Kawchuk von der University of Alberta mit einer anderen Kamera. Sein Mitautor, ein Chiropraktiker namens Jerome Fryer, konnte seine Fingergelenke auf Kommando knacken lassen. Fryer lag in einem MRT-Scanner, einen Finger in einer Röhre, die an einem Seil befestigt war. Auf der anderen Seite des Magneten zog jemand langsam am Seil, bis das Gelenk knackte.

Der Scanner machte etwa drei Bilder pro Sekunde, genug für einen groben Film vom Inneren des Gelenks. Das machten sie an zehn verschiedenen Fingergelenken. Und das sahen sie: Zuerst bleiben die beiden Knochenenden beieinander, während das Seil zieht. Dann springen sie innerhalb einer Drittelsekunde auseinander, und zwischen ihnen erscheint ein dunkler Raum.

Dieser dunkle Raum ist das Gas. Und jetzt kommt das Entscheidende: Nach dem Knacken verschwand der dunkle Raum nicht. Solange am Finger gezogen wurde, blieb der Hohlraum bestehen. Er verschwand erst aus dem Bild, als sie losließen und die Knochen wieder zusammenkamen.

Für das Team sprach ein Hohlraum, der nach dem Geräusch noch da war, gegen die Idee vom Zusammenfallen der Blase. Also argumentierte Kawchuks Team, das Knacken entstehe bei der Bildung des Hohlraums, genau wie Roston und Wheeler Haines 1947 gesagt hatten. Zwei nasse Flächen haften aneinander und trennen sich dann so plötzlich, dass die Flüssigkeit dazwischen zu einem Hohlraum aufreißt. Schlagzeilen verkündeten, das Rätsel sei gelöst.

Die Gleichungen widersprechen

Ganz so war es nicht. Dass sich einfach ein Hohlraum öffnet, erklärte nicht, wie laut das Knacken ist. 2018 versuchten zwei Ingenieure, Chandran Suja in Stanford und Barakat an einem Forschungslabor bei Paris, das Geräusch aus der Physik zu berechnen. Sie stellten Gleichungen für ein Fingergelenk auf, das auseinandergezogen wird, und für eine Blase in der Flüssigkeit darin.

Außerdem nahmen sie echtes Knacken von drei Freiwilligen auf, mit einem Mikrofon weniger als einen Zentimeter vom Gelenk entfernt. In ihrem Modell spielt sich fast die gesamte Druckänderung innerhalb einer Hundertstelsekunde ab. Ihre Gleichungen setzen kurz nach dem Druckabfall ein, wenn sich bereits eine Blase gebildet hat. Dann beginnt der Druck wieder zu steigen, drückt die Blase zusammen, und die Blase beginnt zu kollabieren.

Dieser Kollaps erzeugte in einem Zentimeter Abstand ein Geräusch von etwa 83 Dezibel, mit einer Haupttonhöhe um 130 Hertz. Das lag nahe an früheren Messungen, und der Hauptimpuls ähnelte ihren eigenen Aufnahmen. Aber im Modell fiel die Blase nie ganz zusammen. Sie schrumpfte nur teilweise, und eine kleinere Blase blieb zurück.

Diese übrig gebliebene Blase könnte der dunkle Raum sein, den das MRT nach dem Knacken immer wieder zeigte. Die Arbeit von 2018 vertritt also die These, dass ein teilweises Zusammenfallen die Quelle des Geräuschs sein könnte. Das MRT machte etwa drei Bilder pro Sekunde, viel zu langsam, um diese schnellen Veränderungen der Blase zu sehen. Laut der Arbeit bräuchte man mindestens 1.200 Bilder pro Sekunde, hunderte Male schneller als dieses MRT.

Direkt nach dem Knacken

Was nach dem Knacken passiert, lässt sich leichter überprüfen. 2017 untersuchte ein Team um Robert Boutin 400 Fingergelenke von 40 Erwachsenen mit Ultraschall, und 30 dieser Erwachsenen ließen jeden Tag ihre Finger knacken. Wenn ein Gelenk knackte, erschien auf dem Bildschirm plötzlich ein heller Fleck im Gelenk. Wenn ein Untersucher diese Gelenke direkt nach dem Knacken bewegte, war ihr gesamter Bewegungsumfang um etwa acht Grad größer.

Keines der Gelenke schwoll an, weder vorher noch nachher. Die Gelenke ließen sich direkt nach dem Knacken also weiter bewegen, doch das allein sagt nichts über langfristige Schäden.

Die Warnung

Damit sind wir bei der Warnung. Donald Unger, ein Arzt in Kalifornien, hörte sie als Kind von seiner Mutter, mehreren Tanten und später von seiner Schwiegermutter. Also machte er ein Experiment an sich selbst. Fünfzig Jahre lang ließ er die Finger seiner linken Hand mindestens zweimal am Tag knacken, während die Finger seiner rechten Hand nur selten knackten, als Kontrolle.

Nach seiner Rechnung knackte die eine Hand also mindestens 36.500-mal. 1998 berichtete er das Ergebnis in einem Leserbrief an die Fachzeitschrift Arthritis & Rheumatism. Keine der beiden Hände hatte Arthritis, und er konnte keinen Unterschied zwischen ihnen feststellen. 2009 brachte ihm dieser Brief den Ig-Nobelpreis für Medizin ein, einen Preis für Forschung, die erst zum Lachen und dann zum Nachdenken bringt.

Natürlich ist ein Mann mit zwei Händen kein Beweis. Aber größere Studien kommen meist zum selben Ergebnis. Eine Umfrage von 1975 unter älteren Patienten fand keinen Zusammenhang zwischen Fingerknacken und Verschleiß in diesen Gelenken. 2011 verglich eine Studie mit 215 Menschen zwischen 50 und 89 Jahren ihre Handröntgenbilder mit ihren Knackgewohnheiten.

Arthritis zeigte sich bei etwa 18 Prozent derer, die mit den Fingern knackten, und bei 22 Prozent der anderen, ein Unterschied, der statistisch zu klein ist, um etwas zu bedeuten. Selbst wer jahrzehntelang oft geknackt hatte, zeigte kein höheres Risiko. Eine Studie weckte allerdings Bedenken. 1990 fand eine Umfrage unter 300 Patienten ab 45 Jahren keine zusätzliche Arthritis, aber wer mit den Fingern knackte, hatte häufiger geschwollene Hände und eine schwächere Griffkraft.

Spätere Studien fanden diese Probleme mit Schwellung oder Griffkraft nicht. Die Ultraschallstudie von 2017 fand keinen Unterschied in der Griffkraft zwischen Knackern und Nicht-Knackern und überhaupt keine Schwellung. Eine weitere Studie von 2017 verglich 35 gewohnheitsmäßige Knacker mit 35 Menschen, die nicht knackten, und fand eine ähnliche Griffkraft, aber dickeren Knorpel in den Fingergelenken der Knacker. Was dieser dickere Knorpel bedeutet, falls überhaupt etwas, ist noch unbekannt.

Es gibt außerdem einen Bericht von 1999 über zwei Verletzungen im Zusammenhang mit Fingerknacken.

Was ist also das Geräusch?

Was ist also dieses Geräusch? Wir wissen, dass sich in der Gelenkflüssigkeit ein Gashohlraum bildet, wenn die beiden Flächen auseinandergehen. Ob das Knacken vom Öffnen des Hohlraums kommt oder davon, dass er sich teilweise wieder schließt, ist noch umstritten. Und was Arthritis angeht, haben die bisherigen Studien keinen Zusammenhang mit Fingerknacken gefunden.

Falls Sie beim Zuschauen mit einem Finger geknackt haben, müssen Sie wahrscheinlich etwa zwanzig Minuten warten, bis dasselbe Gelenk wieder knackt.