Anatomie, Aufbau und Funktion des Rückenmarks: Ein umfassender Überblick

Das Rückenmark ist ein wesentlicher Bestandteil des zentralen Nervensystems (ZNS) und spielt eine entscheidende Rolle bei der Verbindung von Gehirn und Körper. Es ermöglicht die Übertragung von Nervensignalen, die für Bewegung, Empfindung und Reflexe unerlässlich sind. Dieser Artikel bietet einen detaillierten Einblick in die Anatomie, den Aufbau und die Funktionen des Rückenmarks, um ein umfassendes Verständnis dieser komplexen Struktur zu ermöglichen.

Einführung in das Rückenmark

Das Rückenmark, auch bekannt als Myelon oder Medulla spinalis, ist ein langer, zylindrischer Strang aus Nervengewebe, der sich vom Gehirn bis zum unteren Rücken erstreckt. Es verläuft geschützt innerhalb des Wirbelkanals der Wirbelsäule. PD Dr. med. betont die Bedeutung des Rückenmarks als Bindeglied zwischen Gehirn und peripherem Nervensystem.

Anatomischer Aufbau des Rückenmarks

Lage und Ausdehnung

Das Rückenmark beginnt am Foramen magnum im Os occipitale und erstreckt sich bis zur Höhe des ersten oder zweiten Lendenwirbels. Am unteren Ende verjüngt es sich zum Conus medullaris und endet als dünner Strang, dem Filum terminale. Bei Kindern liegt das Ende des Rückenmarks etwa in Höhe des vierten Lendenwirbels.

Segmentale Gliederung

Das Rückenmark ist in verschiedene Segmente unterteilt, aus denen jeweils ein Spinalnervenpaar entspringt. Es gibt 31 Spinalnervenpaare, die seitlich aus dem Wirbelsäulenkanal austreten. Diese Spinalnerven sind für die Versorgung verschiedener Körperregionen zuständig. Die Einteilung des Rückenmarks erfolgt in:

• 8 Zervikalsegmente (Halsmark)
• 12 Thorakalsegmente (Brustmark)
• 5 Lumbalsegmente (Lendenmark)
• 5 Sakralsegmente (Kreuzmark)
• 1 Kokzygealsegment (Steißmark)

Graue und weiße Substanz

Im Querschnitt zeigt das Rückenmark eine charakteristische Struktur mit grauer und weißer Substanz. Die graue Substanz, die schmetterlingsförmig in der Mitte liegt, besteht hauptsächlich aus Nervenzellkörpern (Neuronen). Die weiße Substanz, die die graue Substanz umgibt, enthält Nervenfaserbahnen (Axone), die von einer Myelinscheide umgeben sind, was ihr die weiße Farbe verleiht.

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Hörner der grauen Substanz

Die graue Substanz ist in Vorder-, Hinter- und Seitenhörner unterteilt.

• Vorderhorn: Enthält motorische Nervenzellen (Motoneurone), die für die Steuerung der Muskeln verantwortlich sind.
  • Mediale Kerngruppen: Nucleus dorsomedialis und Nucleus ventromedialis (innervieren die autochthone Rückenmuskulatur).
  • Laterale Kerngruppen: Nucleus dorsolateralis, Nucleus ventrolateralis und Nucleus retrodorsolateralis (innervieren die Extremitätenmuskulatur).
  • Zentrale Kerngruppen (im Zervikalmark): Nucleus phrenicus (innerviert das Zwerchfell) und Nucleus spinalis nervi accessorii (innerviert den Musculus trapezius und Musculus sternocleidomastoideus).
• Hinterhorn: Empfängt sensorische Informationen aus dem Körper.
• Seitenhorn: Nur in den Thorakal- und Lumbalsegmenten vorhanden; enthält Nervenzellen des autonomen Nervensystems (vegetative Nervenzellen).

Spinalnerven und Nervenwurzeln

Aus dem Vorderhorn entspringen die motorischen Vorderwurzeln, während die sensiblen Hinterwurzeln zum Hinterhorn des Rückenmarks laufen. Die beiden Spinalnervenwurzeln vereinen sich dann zum Spinalnerv, der in viele Nerven des peripheren Nervensystems übergeht. Im Spinalnerv, kurz vor Eintritt ins/Austritt aus dem Rückenmark, erfolgt die Aufteilung in die Fasern der auf- und absteigenden (afferenten und efferenten) Bahnen.

Rückenmarkshäute (Meningen)

Das Rückenmark ist von drei schützenden Membranen, den Meningen, umhüllt:

• Dura mater: Äußere, harte Membran
• Arachnoidea mater: Mittlere, spinnwebartige Membran
• Pia mater: Innere, zarte Membran, die direkt dem Rückenmark aufliegt

Der Raum zwischen Arachnoidea und Pia mater, der Subarachnoidalraum, ist mit Liquor cerebrospinalis gefüllt, der das Rückenmark zusätzlich schützt und als Puffer dient.

Blutversorgung des Rückenmarks

Das Rückenmark wird von zwei Hauptquellen mit Blut versorgt: den Wirbelarterien und den Segmentarterien.

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• Wirbelarterien: Geben die vordere Spinalarterie (A. spinalis anterior) und die hinteren Spinalarterien (Aa. spinales posteriores) ab.
  • Die A. spinalis anterior speist die A. sulcocommissuralis, welche die vorderen zwei Drittel des Rückenmarks versorgt.
• Segmentarterien: Verstärken die Blutversorgung über die Radikulärarterien (Rr. Radiculares).

Das venöse Blut wird über die vorderen und hinteren Spinalvenen abgeleitet.

• V. spinalis anterior: Drainage in die Vv. basivertebrales und Vv. intervertebrales
• V. spinalis posterior: Verbindung mit Vv. intervertebrales; Halsbereich: Drainage in die V. vertebralis; Thorakalbereich: Drainage in die (Hemi-)Azygosvenen → gemeinsame Drainage in die V. cava superior

Funktion des Rückenmarks

Das Rückenmark hat zwei Hauptfunktionen:

1. Übertragung von Nervensignalen: Das Rückenmark leitet sensorische Informationen vom Körper zum Gehirn und motorische Befehle vom Gehirn zu den Muskeln.
2. Reflexzentrum: Das Rückenmark ist für die Auslösung von Reflexen verantwortlich, die schnelle, unwillkürliche Reaktionen auf bestimmte Reize ermöglichen.

Aufsteigende (afferente) Bahnen

Die aufsteigenden Bahnen leiten sensorische Informationen vom Körper zum Gehirn. Zu den wichtigsten aufsteigenden Bahnen gehören:

• Hinterstrangbahnen (Fasciculus gracilis und Fasciculus cuneatus): Vermitteln Berührungsempfinden, Vibrationsempfinden undPropriozeption (Lagesinn).
• Spinothalamische Bahnen (Tractus spinothalamicus anterior und lateralis): Vermitteln Schmerz, Temperatur und grobe Berührung.
• Spinozerebelläre Bahnen (Tractus spinocerebellaris anterior und posterior): Vermitteln Informationen über die Muskelspannung und Körperhaltung zum Kleinhirn.

Absteigende (efferente) Bahnen

Die absteigenden Bahnen leiten motorische Befehle vom Gehirn zu den Muskeln. Die wichtigste absteigende Bahn ist die Pyramidenbahn (Tractus corticospinalis), die für die willkürliche Steuerung der Muskeln verantwortlich ist. Weitere absteigende Bahnen sind:

• Tractus reticulospinalis: Beeinflusst die Muskelspannung und Reflexe.
• Tractus vestibulospinalis: Spielt eine Rolle bei der Aufrechterhaltung des Gleichgewichts.
• Tractus rubrospinalis: Beeinflusst die Muskelaktivität, insbesondere der Extremitäten.

Reflexe

Reflexe sind schnelle, unwillkürliche Reaktionen auf bestimmte Reize. Sie werden vom Rückenmark vermittelt, ohne dass das Gehirn direkt beteiligt ist. Es gibt zwei Arten von Reflexen:

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• Eigenreflexe: Rezeptor und Effektor liegen im gleichen Organ (z. B. Kniesehnenreflex).
• Fremdreflexe: Rezeptor und Effektor liegen in verschiedenen Organen (z. B. Babinski-Reflex).

Der Reflexbogen besteht aus fünf Komponenten:

1. Rezeptor: Nimmt den Reiz auf.
2. Afferente Nervenfaser: Leitet den Reiz zum Rückenmark.
3. Schaltneuron (Interneuron): Verarbeitet den Reiz im Rückenmark.
4. Efferente Nervenfaser: Leitet den Befehl zum Effektor.
5. Effektor: Führt die Reaktion aus (z. B. Muskelkontraktion).

Klinische Bedeutung

Schädigungen des Rückenmarks können zu einer Vielzahl von neurologischen Ausfällen führen, abhängig von der Lokalisation und dem Ausmaß der Schädigung.

Ursachen von Rückenmarksschädigungen

• Trauma: Verletzungen der Wirbelsäule, z. B. durch Unfälle, können zu Querschnittslähmungen führen.
• Tumoren: Tumoren im Rückenmark oder in der Umgebung können Druck auf das Rückenmark ausüben und neurologische Ausfälle verursachen.
• Entzündungen: Entzündungen des Rückenmarks (Myelitis) können durch Infektionen oder Autoimmunerkrankungen verursacht werden.
• Gefäßerkrankungen: Durchblutungsstörungen des Rückenmarks können zu einem Schlaganfall des Rückenmarks führen.
• Degenerative Erkrankungen: Erkrankungen wie Multiple Sklerose oder Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) können das Rückenmark schädigen.
• Bandscheibenvorfälle: Ein Bandscheibenvorfall kann auf das Rückenmark drücken und neurologische Ausfallerscheinungen verursachen.
• Neuralrohrdefekte: Fehlerhafter Verschluss des Neuralrohrs während der Embryonalentwicklung.

Syndrome bei Rückenmarksschädigungen

• Komplette Querschnittslähmung: Alle auf- und absteigenden Bahnen sind unterbrochen, was zu Lähmungen und Gefühlausfällen unterhalb der Schädigung führt.
• Inkomplette Querschnittslähmung: Einige Bahnen sind erhalten, was zu unterschiedlichen Ausfällen führt.
  • Zentromedulläres Syndrom: Schädigung im Zentrum des Rückenmarks, betrifft spinothalamische Bahnen und Tractus corticospinales.
  • Vorderes Quadrantensyndrom: Schädigung des ventralen Rückenmarks, Verlust der motorischen und sensorischen Funktion unterhalb des Verletzungsniveaus bei Schonung der dorsalen Anteile.
  • Hinteres Quadrantensyndrom: Schädigung der dorsalen Säulen, der Tractus corticospinales und der absteigenden autonomen Bahnen.
  • Brown-Séquard-Syndrom: Halbseitige Rückenmarkschädigung, verursacht ipsilateralen Verlust der motorischen Funktion und des Tastsinns sowie kontralateralen Verlust der Schmerz- und Temperaturempfindung.

Diagnose von Rückenmarkserkrankungen

• Neurologische Untersuchung: Beurteilung der motorischen Funktion, Sensibilität und Reflexe.
• Bildgebung: Magnetresonanztomographie (MRT) zur Darstellung des Rückenmarks und der umliegenden Strukturen.
• Liquoruntersuchung: Entnahme von Liquor cerebrospinalis zur Analyse von Entzündungszeichen oder anderen Auffälligkeiten.
• Elektrophysiologische Untersuchungen: Messung der Nervenleitgeschwindigkeit (NLG) und der evozierten Potentiale (VEP, SEP, MEP) zur Beurteilung der Funktion der Nervenbahnen.

Therapie von Rückenmarkserkrankungen

Die Therapie von Rückenmarkserkrankungen richtet sich nach der Ursache und dem Ausmaß der Schädigung.

• Konservative Therapie: Physiotherapie, Ergotherapie, Schmerztherapie.
• Medikamentöse Therapie: Entzündungshemmende Medikamente, Immunsuppressiva, Muskelrelaxantien.
• Chirurgische Therapie: Entfernung von Tumoren, Dekompression des Rückenmarks bei Bandscheibenvorfällen oder Spinalkanalstenose, Stabilisierung der Wirbelsäule bei Frakturen.
• Rehabilitation: Wiederherstellung der motorischen Funktion, Sensibilität und Selbstständigkeit.

Die Wirbelsäule: Schutz und Stütze des Rückenmarks

Die Wirbelsäule ist die zentrale Achse des Körpers und besteht aus 24 beweglichen Wirbeln, die in verschiedene Regionen eingeteilt sind:

• 7 Halswirbel
• 12 Brustwirbel
• 5 Lendenwirbel

Am Übergang zum Becken liegen Kreuz- und Steißbein. Die Wirbel bestehen aus dem Wirbelkörper und den Wirbelbögen und dienen als knöcherner Schutz für das Rückenmark. Zwischen den Wirbeln liegen die Bandscheiben, die als Stoßdämpfer fungieren und Belastungen der Wirbelsäule auffangen.

Bedeutung der Rückenmuskulatur

Die Rumpfmuskulatur hat die Aufgabe, den Oberkörper zu stützen. Die Rückenmuskulatur trägt den Großteil des Gewichts, der ansonsten ungefedert auf der Wirbelsäule lasten würde. Starke Verspannungen der Rückenmuskulatur können zu Rückenschmerzen führen.

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