Anatomie der Wirbelsäule und des Rückenmarks

Die Wirbelsäule ist ein komplexes und faszinierendes System, das eine zentrale Rolle für die Stabilität, Beweglichkeit und den Schutz des menschlichen Körpers spielt. Sie ermöglicht den aufrechten Gang, schützt das Rückenmark und trägt zur Federung von Stößen bei.

Mechanische Anforderungen an die Wirbelsäule

Die Wirbelsäule muss verschiedene mechanische Funktionen erfüllen, um eine aufrechte Körperhaltung zu gewährleisten und gleichzeitig ausreichend Flexibilität für Bewegungen wie Bücken und Drehen zu ermöglichen. Als dritte Anforderung muss die Wirbelsäule noch das Rückenmark als „Hauptdatenkabel“ mechanisch schützen, trotzdem aber noch eine Verschieblichkeit des Rückenmarks bis zu 10cm (beim tiefen Vorbeugen) sowie den störungsfreien Austritt von abgehenden segmentalen Spinalnerven, die z.B. in Arme und Beine führen, gewährleisten. Diese mechanisch anspruchsvollen Voraussetzungen erhöhen die Verletzungsanfälligkeit der Wirbelsäule.

Aufbau der Wirbelsäule

Die Wirbelsäule besteht von der Hals- bis zur Lendenwirbelsäule aus 24 Wirbelkörpern, welche durch Gelenke, Bänder, Muskeln und Faszien zusammengehalten werden. Dabei entfallen auf die Halswirbelsäule (HWS) 7 Wirbelkörper, auf die Brustwirbelsäule (BWS) 12 Wirbelkörper und die Lendenwirbelsäule (LWS) 5 Wirbelkörper.

Das ursprünglich aus 5 Wirbelkörpern zu einem Knochen zusammengewachsene Kreuzbein bildet (fast) den Abschluss nach unten und den Übergang zum Becken. Den letzten Abschluss bildet dann letztendlich das Steißbein, welches als Anschlussstruktur für den Beckenboden sehr wichtig ist. Ursprünglich bestand das Steißbein auch aus 4 einzelnen Wirbelkörpern (variierend zwischen 2 und 8!), die meist ebenfalls zu einem Knochen zusammengewachsen sind.

Bandscheiben

Zwischen den einzelnen Wirbelkörpern der HWS, BWS und LWS befindet sich jeweils eine Bandscheibe, welche wie ein Puffer fungiert und mechanischen Druck entlang der Wirbelsäule absorbiert. Die Bandscheibe selbst besteht aus einem gallertartigen Kern, dem sogenannten Nukleus, der von mehreren Lagen eines faserigen Bindegewebes, dem sogenannten Anulus, umgeben ist.

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Die Bandscheibe besitzt keine eigene Blutversorgung. Die Zufuhr von Flüssigkeit, Nährstoffen und Sauerstoff basiert daher auf dem Prozess der Diffusion aus den angrenzenden Wirbelkörpern. Dieser Vorgang hängt größtenteils vom Druckunterschied zwischen dem Bandscheibeninneren und dem angrenzenden Wirbelkörper bzw. dessen versorgenden Blutgefäßen ab. Herrscht z.B. Dies ist auch der Grund, warum die Bandscheibenregeneration (wie Versorgung und Ernährung) hauptsächlich in liegender und ruhender Körperhaltung, also wenn der Bandscheibendruck (intradiskale Druck) gering ist, stattfindet.

Die Bandscheiben sind erforderlich, um das menschliche Rückgrat vor Erkrankungen der Wirbelsäule zu schützen. Sie federn Stöße ab. Gäbe es diese Puffer nicht, würde sich jede Erschütterung beim Laufen und Springen direkt auf die Knochensubstanz der Wirbel übertragen. Eine vorzeitige Zerstörung (insbesondere der Lendenwirbel) wäre vorprogrammiert.

Durch die Bandscheiben werden insbesondere hohe Belastungen an den Kanten der knöchernen Wirbelkörper vermieden, die beispielsweise beim Heben von Lasten in gebeugter Haltung entstehen. Beim Aufrichten erfolgt innerhalb der Hülle ein Ausgleich durch eine Umverteilung des gelartigen Inhalts.

Obere Halswirbelsäule

Eine Besonderheit stellt die obere Halswirbelsäule dar. Schon von der ersten Ansicht her zeigt sich eine andere Anatomie als unterhalb des zweiten Halswirbels. Die obere Halswirbelsäule besteht aus zwei eigenen Gelenken:

• Das obere Kopfgelenk (Articulatio atlantooccipitalis) ist das Gelenk zwischen dem Hinterhauptknochen (Os occipitale) und dem ersten Halswirbel (Atlaswirbel). In diesem Gelenk werden vor allem Kopf-Nickbewegungen (Extension und Flexion) realisiert (und damit gemessen, s.u.).
• Im Gegensatz dazu ist das untere Kopfgelenk (Articulatio atlantoaxialis) das Gelenk zwischen dem ersten und zweiten Halswirbel (Atlas und Axis) und ermöglicht vor allem Rotationsbewegungen.

Diese merkwürdige Anatomie erklärt sich erst, wenn man sich die weitere Anatomie der tiefen Nackenmuskulatur (suboccipitale Muskulatur) betrachtet, einem Wunderwerk aus vier paarigen Muskeln (Musculus rectus capitis posterior major links und rechts, Musculus rectus capitis posterior minor links und rechts, Musculus obliquus capitis superior links und rechts und Musculus obliquus capitis inferior links und rechts). Diese Muskulatur bewegt sich nicht aktiv sondern wird bei Kopfbewegungen bewegt.

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Durch die im Vergleich zu zum Beispiel Beckenmuskulatur ungefähr 10fache Bestückung mit Muskelspindeln ist damit die obere Halswirbelsäule im Verbund mit der suboccipitalen Muskulatur ein (weitgehend unbekanntes) Sinnesorgan, welches die Stellung vom Kopf im Raum und vor allem die Stellung von Kopf zum Rumpf misst. In der neurologischen Verschaltungen gibt es daher intensive Verschaltungen zwischen diesem Sinnesorgan, den Augen, dem Kiefergelenk und den Zähnen sowie mit dem Gleichgewichtsorgan. Dies bedeutet aber auch, dass funktionelle Störungen (z.B.

Kreuzbein-Darmbein-Gelenk (ISG)

Die Verbindung zwischen dem Steißbein und dem zum Becken gehörenden Darmbein bildet das Kreuzbein-Darmbein-Gelenk (Articulatio sacroiliaca, Iliosakralgelenk oder kurz ISG) genannt. Durch die je nach Belastung form- und/oder kraftschlüssigen Einbindung des Kreuzbeins als unterem Teil der Wirbelsäule in beide Darmbeine, welche wiederum untereinander über die Schambeinfuge (Symphyse) funktionell verbunden sind, wird das Gewicht des Oberkörpers dynamisch auf den Beckenring übertragen. Vom Becken wiederum erfolgt der Gewichtsübergang über die Hüftgelenke auf die unteren Extremitäten. Starke Beckenmuskulatur sichert dabei die dynamische Funktionalität.

Ursprünglich hatte das ISG-Gelenk bei vierfüßiger Fortbewegung v.a. die Aufgabe für den schnellen Vortrieb ohne große Gewichtsbelastung zu sorgen (siehe hierzu als Studienobjekte den Lauf von Löwen oder Hunden). Mit der Aufrichtung des Menschen hat sich die Biomechanik wesentlich verändert. Plötzlich musste neben dem Gehen / Laufen auch das Gleichgewicht des aufrecht gehenden Menschen gesichert werden. Durch diese quasi „falsche Benutzung“ waren aber damit Tür und Tor für Funktionsstörungen (somatische Dysfunktionen, „Blockierungen„) mit damit verbundenen Rückenschmerzen geöffnet. Diese können bei dynamischer Tätigkeit des Menschen durch Muskelaktivität gut verhindert werden.

Das Rückenmark

Das Rückenmark ist Teil des ZNS und der Hauptleitungsweg, der das Gehirn mit dem Körper verbindet. Es ist in Zervikal-, Thorakal-, Lumbal- und Sakralregion unterteilt. Wirbelsäule ist, stimmen diese Regionen nicht ganz mit ihren entsprechenden Wirbelniveaus überein. Im Querschnitt ist das Rückenmark in einen H-förmigen Bereich mit grauer Substanz (bestehend aus verknüpften neuronalen Zellkörpern) und einen umgebenden Bereich mit weißer Substanz (bestehend aus auf- und absteigenden Bahnen myelinisierter Axone) unterteilt. Das Rückenmark wird von einer vorderen und zwei paarigen, hinteren Spinalarterien versorgt.

Am unteren Ende verjüngt sich das Rückenmark zum Conus medullaris und endet als dünner Strang (Filum terminale). Bei Kindern liegt das Ende des Rückenmarks ungefähr in Höhe des vierten Lendenwirbels.

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Aufbau des Rückenmarks

Das Rückenmark‎ besteht aus:

• der grauen Substanz: Sie enthält Nervenzellen, und zwar
  • das Vorderhorn: Es enthält Nervenzellen, die für die Muskelbewegung zuständig sind (motorische Nervenzellen).
  • das Hinterhorn: Es enthält Nervenzellen, die Informationen von der Körperoberfläche und aus dem Körperinneren empfangen (sensible Nervenzellen).
  • das Seitenhorn: Es enthält Nervenzellen des autonomen Nervensystems (vegetative Nervenzellen). Die weiße Substanz enthält die entsprechend zugehörigen Nervenfaserbahnen. Die größte vom Gehirn durch das Rückenmark absteigende Bahn ist die Pyramidenbahn (siehe auch Kapitel "Funktionelle Systeme").

Spinalnerven

Der Spinalnerv enthält alle Fasern, aufsteigende (afferente) wie absteigende (efferente), und geht in Nerven des peripheren Nervensystems über [peripheres Nervensystem‎]. Im Spinalnerv, also kurz vor Eintritt ins / Austritt aus dem Rückenmark, erfolgt die Aufteilung in die Fasern der auf- und absteigenden (afferenten und efferenten) Bahnen. Beim Menschen zählt man in der Regel 31 Spinalnervenpaare, die jeweils seitlich aus dem Wirbelsäulenkanal austreten.

Reflexe

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.

• Bei einem Eigenreflex wird ein Muskel durch einen sachten Schlag auf eine Sehne kurz gedehnt. Durch diese Reizung wird der oben beschriebene Reflexbogen ausgelöst, der die betroffene Rückenmarksebene nicht verlässt. Bei der Prüfung der Eigenreflexe wird unter anderem die Stärke dieser Muskelanspannung bewertet.
• Bei einem Fremdreflex gehören Reizempfänger und Reizbeantworter verschiedenen Organsystemen an. Es werden Sinneszellen in der Haut gereizt und dadurch ein Reflexbogen ausgelöst, der sich über verschiedene Höhen des Rückenmarks (des Hirnstamms) ausbreitet. Beispielsweise kommt es beim Babinski-Reflex durch Bestreichen des Fußsohlenrandes zu einer Streckung von Fuß und Großzehe sowie Spreizung der übrigen Zehen im Sinne einer Fluchtreaktion, die den schädigenden Reiz entfernen soll. Dieses Babinski-Phänomen ist normal für Neugeborene und Kinder im ersten Lebensjahr.

Im Allgemeinen deuten abgeschwächte Reflexe auf eine Schädigung im Bereich des peripheren Nervensystems hin [siehe peripheres Nervensystem‎], gesteigerte Reflexe auf Störungen des Zentralnervensystem‎s.

Blutversorgung des Rückenmarks

Das Rückenmark wird von zwei Quellen aus mit Blut versorgt: von den Wirbelarterien und von den Segmentarterien [siehe Arterie‎]. Die Spinalarterien entspringen aus den Aa. A. A. sulcocommissuralis zweigt von der A. Aa. A. Speist die A.

Venöser Abfluss des Rückenmarks

V. V. spinalis posterior: Verbindung mit Vv. Halsbereich: Drainage in die V. vertebralis; Thorakalbereich: Drainage in die (Hemi-)Azygosvenen→ gemeinsame Drainage in die V.

Erkrankungen und Syndrome des Rückenmarks

Das Rückenmark‎ beziehungsweise die auf- und absteigenden Bahnen im Rückenmark können zum Beispiel durch einen Tumor geschädigt werden, der auf bestimmte Regionen im äußeren (peripheren) Bereich des Rückenmarks drückt oder der sich sogar im Mark, also innerhalb (zentral) dieser Bahnen befindet. Lähmungen von Muskeln. Dieses Phänomen wird unter anderem für die Entstehung einer spastischen Lähmung verantwortlich gemacht. Wenn, umgekehrt, in den auf- oder absteigenden Bahnen zu viel gehemmt wird, erhalten die Muskelzellen zu wenige erregende Impulse und es entsteht eine schlaffe Lähmung.

Eine komplette spinale Querschnittslähmung kann zum Beispiel durch einen Tumor im Rückenmark ausgelöst werden, der durch sein Ausmaß den Querschnitt eines gesamten Rückenmarksabschnittes schädigt, so dass alle auf- und absteigenden Bahnen unterbrochen werden. Entsprechend kann eine Schädigung im hohen Halsmark, das heißt in Höhe des ersten bis vierten Halswirbelkörpers, die Erregungsleitung von und zu allen darunter liegenden Körpersegmenten wie Zwerchfell, Armen, Beinen, Blase und Mastdarm unterbrechen. Dies führt zu Atemlähmung, Lähmungen und Gefühlsausfällen aller vier Gliedmaßen und der Blasen- und Mastdarmfunktion führt.

• Zentromedulläres Syndrom: neurologisches Syndrom, das durch eine Verletzung des Zentrums des Rückenmarks verursacht wird und die spinothalamischen Bahnen (Sensorik) und den medialen Anteilen der Tractus corticospinales (Motorik) betrifft.
• Vorderes Quadrantensyndrom: inkomplettes Rückenmarkssyndrom infolge einer Verletzung des ventralen Rückenmarks unter der Schonung der dorsalen Anteile. Klinische Manifestationen sind der Verlust der motorischen und sensorischen Funktion unterhalb des Verletzungsniveaus.
• Hinteres Quadrantensyndrom: inkomplettes Rückenmarkssyndrom, das die dorsalen Säulen, die Tractus corticospinales und die absteigenden autonomen Bahnen zur Blase betrifft.
• Brown-Séquard-Syndrom: seltenes neurologisches Syndrom, das durch eine halbseitige Rückenmarkschädigung verursacht wird.
• Amyotrophe Lateralsklerose (ALS): Auch bekannt als Lou-Gehrig-Syndrom, ist eine sporadisch auftretende oder vererbte neurodegenerative Erkrankung sowohl der oberen als auch der unteren Motoneurone. ALS ist die häufigste progressive Motoneuronerkrankung in Deutschland. Die Diagnose wird klinisch gestellt und die Therapie ist symptomatisch, bis hin zur palliativen Versorgung am Lebensende.
• Multiple Sklerose: chronisch-entzündliche Autoimmunerkrankung, die zur Demyelinisierung des zentralen Nervensystems (ZNS) führt. Multiple Sklerose ist die häufigste demyelinisierende Erkrankung, wobei vor allem junge Frauen* betroffen sind. Das klinische Erscheinungsbild variiert stark je nach Lokalisation der Läsionen, beinhaltet jedoch typischerweise neurologische Symptome, die das Sehvermögen, die motorischen Funktionen, die Sensorik und die autonome Funktion beeinträchtigen. Wirbelsäule) sowie Liquoruntersuchung.
• Bandscheibenvorfall (Prolapsus nuclei pulposi): meist degenerativ oder manchmal auch traumatisch bedingt. Bandscheibenvorfall) drückt auf das Rückenmark und führt so zu neurologischen Ausfallerscheinungen. Bandscheibenvorfall) von einer Bandscheibenprotrusion.
• Myelitis: seltene Erkrankung mit meist immunologischen oder allergischen Ursachen. Entzündung kann diffus über das gesamte Rückenmark verteilt sein oder herdartig (= disseminierte Myelitis) in Erscheinung treten.
• Neuralrohrdefekte: verursacht durch den fehlerhaften Verschluss des Neuralrohrs während der Embryonalentwicklung, was möglicherweise zu einer Vorwölbung von Neuralgewebe führt. Wirbelsäule) sein. Ultraschall (Sonographie) und mütterlichem α-Fetoprotein-Spiegel ist üblich. Die Behandlung eines offenen Neuralrohrdefektes erfolgt hauptsächlich chirurgisch.

Diagnostische und therapeutische Verfahren

• Lumbale Spinalpunktion: Entnahme von Liquor aus der lumbalen Zisterne unterhalb des Rückenmarks. Wirbelsäule ist ein wichtiges diagnostisches Instrument zur Beurteilung einer Vielzahl von Erkrankungen des zentralen Nervensystems (ZNS). Viele Erkrankungen des ZNS können die Zellen im Liquor verändern oder die Konzentration seiner chemischen Bestandteile verändern, was die Diagnose unterstützt. Bei Kindern führt man eher eine Subokzipitalpunktion durch, da bei ihnen das Rückenmark sehr weit nach kaudal reicht.
• Epidurale und subarachnoidale Injektionen: Die Injektion von Opioid-Medikamenten in den Epidural- oder Subarachnoidalraum kann eine wirksame Anästhesie bei der Geburt und bei chirurgischen Eingriffen am Abdomen und an der unteren Extremität bieten. Anästhesiologie: Geschichte und Grundkonzepte wird ein Katheter in den Epiduralraum gelegt, um eine kontinuierliche Infusion von Medikamenten zu ermöglichen. Anästhesiologie: Geschichte und Grundkonzepte umfasst die einmalige Injektion eines Opioids in den Subarachnoidalraum.

Die Wirbelsäule im Alltag

Wie unerlässlich die „Hauptstütze“ im täglichen Leben ist, ist uns oft gar nicht bewusst. Häufig schenken wir diesem höchst komplexen Gebilde erst dann Aufmerksamkeit, wenn Rückenschmerzen auftreten oder es zu krankhaften und schmerzhaften Veränderungen kommt.

Die Wirbelsäule ist die zentrale Achse unseres Körpers. Die Wirbelsäule besteht aus 24 beweglichen Bausteinen, den Wirbeln. Diese werden in verschiedene Regionen eingeteilt.Die sieben Halswirbel,Die zwölf Brustwirbel undDie fünf LendenwirbelAm Übergang zum Becken liegen Kreuz- und Steißbein. Das Kreuzbein besteht aus den fünf miteinander verwachsenen Wirbeln. Weitere vier oder fünf Wirbel, ebenfalls miteinander verwachsen, bilden das Steißbein. Das Becken dient dann als Verbindung der Wirbelsäule zu den Beinen.

Durch unterschiedliche Stellungen der Wirbelgelenke in den einzelnen Abschnitten erhält die Wirbelsäule in der seitlichen Ansicht die Form eines Doppel-S. Erst durch diese Krümmung der Wirbelsäule ist diese in der Lage, Belastungen abzufedern und auszugleichen.

Bedeutung der Rückenmuskulatur

Besondere Bedeutung kommt der Rumpfmuskulatur zu. Denn sie hat die Aufgabe, unseren gesamten Oberkörper zu stützen. Dazu ist sie auf mannigfaltige Art mit den anderen inneren und äußeren Muskeln des Oberkörpers verbunden. Die Rückenmuskulatur trägt darüber hinaus den Großteil des Gewichts, der ansonsten ungefedert auf der Wirbelsäule lasten würde.

Die Wirbel sind durch verschiedene Bänder miteinander verbunden, die eine wichtige Stützfunktion der Wirbelsäule haben. Nach außen hin ist die Wirbelsäule von Muskulatur umgeben.

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