Abgehende Nerven Anatomie: Ein umfassender Überblick

Das Nervensystem ist ein komplexes Netzwerk, das den Körper steuert und koordiniert. Ein wichtiger Bestandteil dieses Systems ist das Rückenmark, das als zentrale Datenleitung fungiert und das Gehirn mit dem peripheren Nervensystem verbindet. Von hier aus zweigen Nerven ab, die Informationen zu und von verschiedenen Körperteilen transportieren. Dieser Artikel beleuchtet die Anatomie der abgehenden Nerven, insbesondere im Zusammenhang mit dem Kleinhirn und der Wirbelsäule, und bietet einen umfassenden Überblick über ihre Struktur, Funktion und klinische Bedeutung.

Das Kleinhirn und seine Verbindungen

Das Kleinhirn spielt eine entscheidende Rolle bei der Koordination von Bewegungen und der Aufrechterhaltung des Gleichgewichts. Es ist über drei dicke Faserbündel, die Kleinhirnstiele (Pedunculi cerebellares), mit dem Rest des Zentralnervensystems verbunden. Diese Stiele sind direkte Ausläufer der weißen Marksubstanz des Kleinhirns und transportieren Informationen aus allen Teilen des Körpers heran und tragen ausgehende Signale zu anderen Gehirnregionen hinaus.

Die Kleinhirnstiele im Detail

• Oberer Kleinhirnstiel (Pedunculus cerebellaris superior): Verbindet das Kleinhirn mit dem Mittelhirn und führt den Großteil aller abführenden Bahnen. Diese Bahnen ziehen zur Formatio reticularis, zum Nucleus ruber oder über den Thalamus zur Großhirnrinde. Er grenzt an das Velum medullare superius, eine Marklamelle zwischen Kleinhirn und Vierhügelplatte und gleichzeitig Dach des vierten Ventrikels.
• Mittlerer Kleinhirnstiel (Pedunculus cerebellaris medius): Ist der kräftigste der drei Faserbündel und enthält im Gegensatz zu den beiden anderen Stielen nur zuführende Fasern. Er vermittelt Signale aus der Großhirnrinde über den Pons zum Kleinhirn und ist evolutionär später entstanden.
• Unterer Kleinhirnstiel (Pedunculus cerebellaris inferior): Verbindet das Kleinhirn mit dem verlängerten Rückenmark (Medulla oblongata) und transportiert die meisten Informationen aus dem Rest des Körpers. Er führt Fasern aus den Vestibulariskernen, der Formatio reticularis des Hirnstamms, dem Rückenmark und der Olive. Ein Teil der Informationen aus dem Zahnkern (Nucleus dentatus) verlässt das Kleinhirn über den unteren Stiel und endet in der Olive.

Die Kleinhirnstiele sind also wie mächtige Kabel, die das ansonsten isoliert liegende Kleinhirn mit dem Rest des Gehirns verbinden. Dabei gibt es deutlich mehr Fasern, die Informationen heranführen, als solche, die Signale aus dem Kleinhirn hinausleiten: Auf 40 zuführende Fasern kommt eine hinausführende. Das Kleinhirn soll schließlich immer im Blick haben, was gerade im Körper passiert. Es benötigt dazu sehr viel Input, etwa aus dem Gleichgewichtsorgan, von Rezeptoren der Tiefenwahrnehmung, aus dem Rückenmark und dem motorischen Cortex, sprich: sowohl über gerade stattfindende Bewegungen als auch über solche, die in der Großhirnrinde erst geplant werden.

Das Rückenmark und seine abgehenden Nerven

Das Rückenmark ist der Teil des zentralen Nervensystems, der innerhalb des Wirbelkanals verläuft und wie das Gehirn von meningealen Hüllen umgeben wird. Es ist die zentrale Datenleitung unseres Körpers und stellt den Kontakt des Gehirns mit dem peripheren Nervensystem und somit unseren Organen her.

Spinalnerven

Vom Rückenmark gehen segmental Spinalnerven (Rückenmarksnerven, Nervi spinales) ab, die mit ihm jeweils über eine Vorderhornwurzel und eine Hinterhornwurzel in Verbindung stehen. Vom Vorderhorn des Rückenmarks ziehen über die Vorderhornwurzeln motorische (efferente) und vegetative Fasern zu den Spinalnerven, vom Hinterhorn über die Hinterhornwurzeln sensible (afferente) und auch vegetative Fasern. Die vegetativen Fasern ziehen im Ramus communicans albus zum Grenzstrang; einige kehren über den Ramus communicans griseus zum Spinalnerven zurück.

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Die Spinalnerven verzweigen sich schließlich in einen vorderen Ast (Ramus ventralis), der die vordere Rumpfmuskulatur und die Extremitäten versorgt, und in den Ramus dorsalis, der zur tieferen Rückenmuskulatur zieht.

Beim Menschen zählt man in der Regel 31 Spinalnervenpaare, die jeweils seitlich aus dem Wirbelsäulenkanal austreten. Diese sind nach den Wirbelabschnitten benannt, aus denen sie austreten:

• 8 Halsnerven (Nervi cervicales)
• 12 Brustnerven (Nervi thoracici)
• 5 Lendennerven (Nervi lumbales)
• 5 Kreuznerven (Nervi sacrales)
• 1 Steißnerv (Nervus coccygeus)

Funktion der Spinalnerven

Die Spinalnerven übertragen sensorische Informationen vom Körper zum Gehirn und motorische Befehle vom Gehirn zu den Muskeln. Sie sind auch an der Steuerung von Reflexen beteiligt. Manche Erregungen (Reize) werden von den aufsteigenden Bahnen im Rückenmark gar nicht erst zum Gehirn weitergeleitet, sondern unmittelbar auf derselben oder einer höher gelegenen Rückenmarksebene umgeschaltet. Die aufsteigenden Fasern verlaufen in diesem Fall statt zum Gehirn direkt zu Zellen des Vorderhorns und übertragen dort die Erregung. Diesen Weg der Erregungsübertragung nennt man Reflexbogen, und eine so ausgelöste Muskelreaktion nennt man Reflex. Reflexe werden bei jeder körperlichen Untersuchung geprüft.

Klinische Bedeutung

Schädigungen der abgehenden Nerven können zu einer Vielzahl von neurologischen Problemen führen, abhängig von der Lokalisation und dem Ausmaß der Schädigung.

Instabilität der Wirbelsäule

Im Laufe des Alterungsprozesses kann es zu Verschleißerscheinungen an der Wirbelsäule kommen, die zu einer Instabilität führen. Definition„Instabilität“ bedeutet, dass die Wirbelsäule unter alltäglicher Belastung ihre ursprüngliche Beweglichkeit nicht aufrechterhalten kann, ohne dass es zu Nervenausfällen oder zu einer größeren Verformung oder zu starken Schmerzen kommt.

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Diese Verschleißkaskade läuft immer nach einem bestimmten Schema ab: Zunächst verlieren die Bandscheiben allmählich ihre Fähigkeit Wasser zu binden. Dadurch können sie nicht mehr ausreichend die Belastungen der Wirbelsäule abfedern und verlieren an Höhe. Außerdem wölben sie sich nach hinten in den Wirbelkanal vor. Der Höhenverlust der Bandscheiben führt auch dazu, dass die paarig angelegten kleinen Wirbelgelenke ineinander gleiten wie ein Teleskop. Dadurch wird die Belastung der Wirbelgelenke erhöht und die Gelenkkapseln verlieren ihre Spannung. Außerdem nimmt die Querschnittsfläche der Nervenaustrittslöcher ab, so dass der abgehende Nerv eingeengt wird. Schreitet der Höhenverlust der Bandscheibe weiter fort, so erschlaffen auch die stabilisierenden Bänder der Wirbelsäule. Hier ist vor allem das gelbe Band zu nennen, welches sich zwischen den einzelnen Wirbelbögen aufspannt. Die Kombination dieser Veränderungen führt im Bewegungssegment aus zwei Wirbeln und der dazwischen liegenden Bandscheibe letztendlich zu einer Instabilität. Diese Instabilität verursacht Rückenschmerzen.

Der Körper versucht dann, das instabil gewordene Bewegungssegment wieder zu stabilisieren, indem er Knochen anbaut. So werden knöcherne Spangen zwischen den benachbarten Wirbeln ausgebildet, welche schließlich dazu führen, dass das Segment versteift - der Instabilitätsschmerz lässt nach. Man spricht auch von der „segensreichen Versteifung des Alters“.

Diagnose und Behandlung

Typisch ist die Schilderung der Betroffenen, sie hätten das Gefühl, im Kreuz „durchzubrechen“. Bei einer sorgfältigen körperlichen Untersuchung erhält der Wirbelsäulenspezialist schon viele Hinweise auf das Vorliegen einer Instabilität. Die Bestätigung seiner Verdachtsdiagnose erhält er durch ein Röntgenbild der Lendenwirbelsäule von vorne und von der Seite. Hier kann er die Form der Wirbelsäule beurteilen, ein Versatz oder einer Verdrehung zweier Wirbelkörper zueinander sind leicht zu erkennen. Funktionsaufnahmen, das heißt eine seitliche Röntgenaufnahme in Vor- und Rückneige des Rumpfes, zeigen dann deutlicher die Instabilität. Die Kernspintomographie rundet die Bildgebung ab. Mit ihr kann der Arzt die Weite des Wirbelkanals, die Beschaffenheit der Bandscheiben und der kleinen Wirbelgelenke und nicht zuletzt den Zustand der Rückenmuskulatur beurteilen.

Zunächst ist eine konservative Therapie das Mittel der Wahl. Es kommt vor allem Physiotherapie zum Einsatz, um die Rückenmuskulatur zu kräftigen. Physikalische Maßnahmen führen zur Entspannung der schmerzenden Rückenmuskulatur. Schmerz- und entzündungshemmende Medikamente werden verabreicht. Injektionen an die kleinen Wirbelgelenke lindern den Rückenschmerz, Injektionen in den Wirbelkanal (SSPDAs) beruhigen gereizte Nervenwurzeln. Im Verlauf sollten Röntgenkontrollen der Lendenwirbelsäule durchgeführt werden, um eine Zunahme der Instabilität frühzeitig zu entdecken.

Eine operative Stabilisierung ist indiziert, wenn:

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• durch einen Nervenschaden Lähmungen in den Beinen auftreten.
• die konservative Therapie über 6-8 Wochen keinen durchschlagenden Erfolg zeigt und immer noch Rückenschmerzen vorliegen.
• die Instabilität in den Röntgen-Verlaufskontrollen zunimmt und gleichzeitig Schmerzen beklagt werden.
• die Instabilität von vornherein so ausgeprägt ist (z.B. ein sehr ausgeprägtes Wirbelgleiten), dass der Wirbelsäulenspezialist einer konservativen Behandlung keine wirkliche Aussicht auf Erfolg einräumt.

Operationsmethoden

Es gibt verschiedene Operationsmethoden zur Stabilisierung der Wirbelsäule:

• Posteriore Lumbale Interkorporelle Fusion (PLIF): Der Operationszugang erfolgt vom Rücken her. In den Wirbel oberhalb und unterhalb der betroffenen Bandscheibe werden jeweils zwei Schrauben eingesetzt. Die Schrauben werden nun auf jeder Seite durch einen Stab miteinander verbunden. Der Wirbelkanal wird nun von hinten durch das Abtragen der Wirbelbögen erweitert, um Engstellen zu beseitigen. Dann wird die Bandscheibe von beiden Seiten entfernt. Statt der Bandscheibe werden nun zwei Platzhalter aus Kunststoff (sogenannte „Cages“) zwischen den Wirbeln platziert, welche die ursprüngliche Höhe und Neigung der Bandscheibe wiederherstellen.
• Transforaminale Lumbale Interkorporelle Fusion (TLIF): Ist eine Alternative zur PLIF und wird ebenfalls vom Rücken her operiert. Der große Vorteil liegt darin, dass diese Operation auch minimal-invasiv über mehrere kleine Inzisionen durchgeführt werden kann. Dies schont die darüber liegende Rückenmuskulatur, welche nicht vom Wirbelbogen abpräpariert werden muss. Der Platzhalter aus Kunststoff wird nur von einer Seite zwischen den Wirbeln platziert. Nun wird ein Stab auf beiden Seiten an den Schraubenköpfen befestigt.
• Anteriore Lumbale Interkorporelle Fusion (ALIF): Wird von vorne durchgeführt und ist die Methode der Wahl wenn eine Operation von hinten (dorsal) nicht durchgeführt werden kann. Bei der ALIF wird ein schonender Zugang durch die Bauchwandmuskulatur gewählt, bei dem kein Muskel durchtrennt werden muss. Nun kann bequem eine Bandscheibe entfernt werden und ein Platzhalter aus Kunststoff (= „Cage“) eingesetzt werden.

Bandscheibenvorfall in der Halswirbelsäule

Ein Bandscheibenvorfall in der Halswirbelsäule kann ebenfalls zu einer Kompression der abgehenden Nerven führen. Am häufigsten tritt ein Bandscheibenvorfall an der Halswirbelsäule zwischen den Halswirbelkörpern (HWK) C6 und C7 oder zwischen C5 und C6 auf.

Wenn es zu einem Bandscheibenvorfall kommt, drückt Gewebe aus der Bandscheibe auf die in der Höhe der erkrankten Bandscheibe abgehende Nervenwurzel möglicherweise auch auf das Rückenmark. Bei einem Bandscheibenvorfall in der Höhe C6/C7 kommt es zu einem Druck auf die Nervenwurzel C 7, da diese zwischen dem Wirbelkörper C6 und dem Wirbelkörper C 7 aus dem „Nervenloch“ (Neuroforamen) austritt.

Symptome

Bei einem Bandscheibenvorfall in der Höhe C6/C7 kommt es zu Nackenschmerzen und zu Schmerzen (Brachialgie von brachius=Arm und algie=Schmerz) in den linken oder rechten Arm ausstrahlend (je nach Lage des Bandscheibenvorfalls). Die Schmerzausstrahlung folgt meist dem Hautabschnitt (Dermatom), welches von der Nervenwurzel C7 versorgt wird. Häufig geben die Patienten mit einem Bandscheibenvorfall in der Höhe C6/C7, und dies ist nur typisch für einen Bandscheibenvorfall in dieser Höhe, einen stechenden bohrenden Schmerz unter dem Schulterblatt an, so als wenn „mir jemand ein Messer hinten rein drückt“. Kribbeln und Ameisenlaufen, oder ein Taubheitsgefühl nimmt der Patient meist in den Fingern 2 bis 4 (also Zeigefinger bis Ringfinger) wahr. Der Kennmuskel, also der Muskel der einer bestimmten Nervenwurzel zuzuordnen ist, ist bei der Nervenwurzel C7 der Musculus triceps brachii, der Triceps. Bei Druck auf die Nervenwurzel C7 kann es zu einer Lähmung, d.h. einen Kraftverlust des Triceps kommen.

Behandlung

Die Behandlung bei einem Bandscheibenvorfall in der Höhe C6/C7 ist häufig über eine konservative Therapie möglich mit Physiotherapie, Wärmebehandlung und niedrig dosierten „eher“ schwachen Schmerzmedikamenten der Stufe WHO I. Dies sind die nichtsteroidalen Antiphlogistika wie z.B. Ibuprofen oder Diclofenac. Auch die kurzfristige Gabe von Cortison auch als Infusion (dies gilt nicht als Dauerlösung !!!) führt zu einer Schmerzlinderung.

Eine Operation wird erforderlich, wenn neurologische Ausfälle (z.B. Schwäche im Triceps) auftreten oder bei starken Beschwerden, die eben nicht konservativ beherrschbar sind.

Operationsmethoden

Einen Bandscheibenvorfall in der Höhe C6/C7 wird entweder von vorne (von „ventral“; meistens der Fall) oder von hinten (von „dorsal“) operiert und somit entfernt. Daher gibt es zwei Verfahren, um den Bandscheibenvorfall zu entfernen:

• ventrale Fusion: Stabilisierung der Höhe C6/C7 mit einem Implantat anstelle der Bandscheibe, keine Schrauben, keine Platten
• dorsale Foraminotomie nach Frykholm: Diese Operationstechnik wurde fast komplett verdrängt von der oben beschriebenen ventralen Fusion, wird aber weiterhin angeboten und durchgeführt, da sie sehr große Vorteile bieten kann gegenüber der ventralen Fusion bei richtiger Indikationsstellung.

Schlaganfall und Stammzellnische

Wissenschaftler*innen der Universität Freiburg haben untersucht, was unmittelbar nach einem Schlaganfall in der Stammzellnische, der sogenannten subventrikulären Zone, von Mäusen passiert. Dabei fanden sie einen Mechanismus, der dazu führt, dass nach Schlaganfällen nur wenige neue Nervenzellen aus der Stammzellnische überleben. Dadurch ist die neurogene Reaktion der subventrikulären Zone zur Reparatur des Gehirns sehr begrenzt.

Die Vaskulatur, also das System der Blutgefäße der SVZ, wird bei einem Schlaganfall durchlässiger. So gelangt unter anderem das Protein Fibrinogen in die Stammzellnische, das wiederum die lokalen Mikrogliazellen beeinflusst. Diese Immunzellen des Zentralen Nervensystems werden durch die Veränderungen in der Stammzellnische sofort aktiviert, woraufhin der Zellzyklus der neuralen Stammzellen zum Erliegen kommt und neugeborene Neurone absterben.

Forschungsperspektiven

Die Wissenschaftler*innen halten es für möglich, dass die Zellproduktion in der SVZ einmal durch medizinische Eingriffe wieder in Gang gesetzt werden könnte. „Wenn wir die Mechanismen verstehen, wie die neuralen Stammzellen differenzieren und wie extrazelluläre Faktoren die Entwicklung neuer Nervenzellen beeinflussen, kommen wir dem Ziel näher, die körpereigene Reparatur des Gehirns bei Krankheiten des Zentralen Nervensystems zu fördern“, sagt Schachtrup.

Entwicklung der Wirbelsäule und ihre Bedeutung

Die Entwicklung der Wirbelsäule ist ein komplexer Prozess, der bereits in der Embryonalzeit beginnt. Seit der schon klassisch zu nennenden Arbeit von Herbert Junghanns mit dem Titel „Offene Fragen aus dem Gebiet der Wirbelsäulenentwicklung und der Wirbelsäulenfehlbildungen“ (Junghanns 1936) ist unsere Kenntnis erheblich fortgeschritten, wobei sich auch ganz neue Arbeitsfelder ergeben haben. Trotzdem sind auch nach vielen innovativen Arbeiten (z. B. Töndury 1958; Theiler 1988; Christ 1990; Verbout 1976, 1981, 1985, um nur einige zu nennen), immer noch nicht alle Probleme gelöst, und es bietet sich ein immer noch lohnendes Forschungsfeld.

Embryonale Entwicklung

In der embryonalen Frühentwicklung ist die Rumpfanlage in kraniokaudaler Richtung segmental gegliedert, wobei die einzelnen Segmente als Somiten bezeichnet werden. Im weiteren Gang der Entwicklung differenzieren sich diese Somiten in Dermatome, Myotome und Sklerotome. Die Sklerotome bestehen aus Mesenchymzellen und bilden die Grundlage für die Skelettentwicklung. Diese Mesenchymzellen wandern schließlich aus, umschließen die axialen Strukturen (Neuralrohr, Chorda), und bilden das paraxiale Mesenchym. Entscheidend ist jetzt, dass sich laterale und mediale Partie (Perichordalröhre) des paraxialen Mesenchyms unterschiedlich weiterentwickeln. Die lateralen Partien zeigen bald eine Differenzierung in einen kranialen und einen kaudalen Abschnitt. Der kraniale Teil ist locker gebaut, wohingegen der kaudale deutlich kompakter erscheint. Der kaudale, verdichtete Bereich hingegen bildet die Wirbelbögen und die Rippen. Im Bereich der Perichordalröhre werden Gewebeverdichtungen sichtbar, die als Bandscheibenanlagen anzusehen sind und eine Segmentierung erzeugen. Die zwischen den Bandscheibenanlagen liegenden Abschnitte der Perichordalröhre bilden die Wirbelkörper, mit deren definitiver Abgrenzung die endgültige Gliederung der Wirbelsäulenanlage abgeschlossen ist. Schließlich vereinigt sich noch die kaudal gelegene Wirbelbogenanlage mit der kranial davon positionierten Wirbelkörperanlage.

Knorpelbildung und Ossifikation

In der weiteren Entwicklung (bei ca. 12 mm Scheitel-Steiß-Länge) beginnt die Knorpelbildung in der mesenchymalen Wirbelsäulenanlage. Dabei bilden sich ein die Chorda dorsalis umfassender Knorpelkern und ein bilateral angelegter, dorsolateral der Rückenmarksanlage positionierter Bogenkern. Im nächsten Schritt verwachsen diese 3 Knorpelzentren zu einer einheitlichen knorpeligen Wirbelsäulenanlage, wobei der Bogenschluss in der Mediansagittalen erst noch längere Zeit unvollständig bleibt. In dieser Lücke befindet sich eine bindegewebige Membran, die als Membrana reuniens dorsalis bezeichnet wird. Der Verschluss der dorsalen Bogenspalten beginnt dann im dritten Embryonalmonat im Bereich der thorakalen Wirbelsäule und schreitet nach kranial und kaudal fort.

In der knorpeligen Wirbelkörperanlage entsteht ein enchondraler Knochenkern, dessen Bildung zuerst dorsal der Chorda beginnt. In den medialen Abschnitten der Wirbelbögen setzt eine perichondrale Ossifikation ein, sodass die gesamte Knochenbildung insgesamt von 3 Zentren ausgeht.

Entwicklung der kraniozervikalen Übergangsregion

Eine Besonderheit der Entwicklung muss im Bereich der kraniozervikalen Übergangsregion festgestellt werden. Der erste und der zweite Halswirbel sind zu Drehwirbeln umgestaltet worden, wobei der Atlas nur noch eine knöcherne Ringstruktur darstellt und der Axis (Epistropheus) einen kräftigen, nach kranial gerichteten, zahnförmigen Fortsatz, den Dens axis (s. Processus odontoideus s. Dens epistrophei) aufweist.

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