Das Rückenmark: Anatomie, Funktion und klinische Bedeutung

Das Rückenmark (Medulla spinalis) ist ein lebenswichtiger Teil des zentralen Nervensystems (ZNS), der eine entscheidende Rolle bei der Verbindung des Gehirns mit dem peripheren Nervensystem spielt. Es ist eine lange, zylindrische Struktur, die sich im Wirbelkanal der Wirbelsäule befindet und Informationen zwischen dem Gehirn und dem Rest des Körpers überträgt. Dieser Artikel bietet einen umfassenden Überblick über die Anatomie, Funktion und klinische Bedeutung des Rückenmarks.

Einführung in das Rückenmark

Das Rückenmark ist ein Teil des zentralen Nervensystems und der Hauptleitungsweg, der das Gehirn mit dem Körper verbindet. Es erstreckt sich vom Foramen magnum im Os occipitale bis zur Höhe des 1. oder 2. Lendenwirbels. Am unteren Ende verjüngt sich das Rückenmark zum Conus medullaris und endet als dünner Strang (Filum terminale). Es ist von drei schützenden Membranen, den Hirnhäuten (Meningen), umgeben: der Dura mater (Pachymeninx, harte Hirnhaut) und der Leptomeninx (weiche Hirnhaut).

Anatomie des Rückenmarks

Äußere Struktur

Das Rückenmark ist etwa 45 cm lang und 1 bis 1,5 cm dick. Es ist in verschiedene Regionen unterteilt: Zervikal (Hals), Thorakal (Brust), Lumbal (Lende) und Sakral (Kreuzbein). Diese Regionen stimmen jedoch nicht exakt mit den entsprechenden Wirbelniveaus der Wirbelsäule überein.

Innere Struktur

Im Querschnitt ist das Rückenmark in einen H-förmigen Bereich mit grauer Substanz und einen umgebenden Bereich mit weißer Substanz unterteilt.

• Graue Substanz: Die graue Substanz enthält Nervenzellkörper (Neuronen) und ist in Vorderhorn, Hinterhorn und Seitenhorn unterteilt.
  • Vorderhorn: Enthält motorische Neuronen, die für die Steuerung der Skelettmuskulatur verantwortlich sind. Die mediale Kerngruppe innerviert die Rumpfmuskulatur, während die laterale Kerngruppe die Extremitäten versorgt. Im Zervikalmark befinden sich spezielle Kerne wie der Ncl. phrenicus (Zwerchfell) und Ncl. accessorius (M. trapezius, M. sternocleidomastoideus).
  • Hinterhorn: Empfängt sensorische Informationen aus der Peripherie. Hier befinden sich Neurone, die Schmerz, Temperatur, Berührung und Druck verarbeiten.
  • Seitenhorn: Enthält Nervenzellen des autonomen Nervensystems (vegetative Nervenzellen) und ist nur im thorakalen und oberen lumbalen Bereich vorhanden.
• Weiße Substanz: Die weiße Substanz besteht hauptsächlich aus myelinisierten Nervenfasern (Axonen), die auf- und absteigende Bahnen bilden. Diese Bahnen verbinden das Gehirn mit dem Rückenmark und ermöglichen die Kommunikation zwischen verschiedenen Körperregionen.

Spinalnerven

Beim Menschen zählt man in der Regel 31 Spinalnervenpaare, die jeweils seitlich aus dem Wirbelsäulenkanal austreten. Jeder Spinalnerv enthält sowohl aufsteigende (afferente) als auch absteigende (efferente) Fasern. Kurz vor Eintritt ins/Austritt aus dem Rückenmark erfolgt die Aufteilung in die Fasern der auf- und absteigenden Bahnen. Die Spinalnerven sind nach den Wirbeln benannt, unter denen sie austreten (z. B. C1-C8, T1-T12, L1-L5, S1-S5).

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Funktion des Rückenmarks

Das Rückenmark erfüllt mehrere wichtige Funktionen:

Informationsübertragung

Das Rückenmark dient als Hauptleitungsweg für die Übertragung von Informationen zwischen Gehirn und Körper. Aufsteigende Bahnen leiten sensorische Informationen (z. B. Schmerz, Temperatur, Berührung) zum Gehirn, während absteigende Bahnen motorische Befehle vom Gehirn zu den Muskeln übertragen.

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. Diesen Weg der Erregungsübertragung nennt man Reflexbogen, und eine so ausgelöste Muskelreaktion nennt man Reflex. Reflexe werden bei jeder körperlichen Untersuchung geprüft.

• Eigenreflexe: 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.
• Fremdreflexe: 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.

Motorische Kontrolle

Das Rückenmark spielt eine entscheidende Rolle bei der Steuerung von Bewegungen. Die Pyramidenbahn, die größte vom Gehirn durch das Rückenmark absteigende Bahn, ist für die Willkürmotorik verantwortlich. Schädigungen dieser Bahn können zu Lähmungen führen.

Autonome Funktionen

Das Seitenhorn des Rückenmarks enthält Nervenzellen des autonomen Nervensystems, das unwillkürliche Körperfunktionen wie Herzfrequenz, Blutdruck, Atmung und Verdauung steuert.

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Wichtige Nervenbahnen im Rückenmark

Aufsteigende Bahnen (sensorisch)

• Hinterstrangbahnen (Fasciculus gracilis und cuneatus): Übertragen feine Mechanosensorik und Propriozeption (epiktitische Sensibilität). Der Fasciculus gracilis (Goll) leitet Informationen von den unteren Extremitäten und dem unteren Rumpf, während der Fasciculus cuneatus (Burdach) Informationen von den oberen Extremitäten und dem oberen Rumpf überträgt.
• Tractus spinothalamicus anterior: Überträgt protopathische Sensibilität (langsame Schmerzempfindungen) und grobe Mechanosensorik.
• Tractus spinothalamicus lateralis: Überträgt Schmerz- und Temperaturempfindungen.
• Tractus spinocerebellaris posterior (Flechsig): Überträgt Propriozeption von Muskeln der unteren Extremitäten und des Rumpfes zum Kleinhirn.
• Tractus cuneocerebellaris: Überträgt Propriozeption von Muskeln der oberen Extremitäten und des Rumpfes zum Kleinhirn.

Absteigende Bahnen (motorisch)

• Tractus corticospinalis lateralis (Pyramidenbahn): Steuert die Willkürmotorik des Körpers.
• Tractus corticospinalis anterior (Pyramidenbahn): Steuert die Willkürmotorik des Körpers (vor allem Rumpfmuskulatur).
• Tractus vestibulospinalis lateralis: Vermittelt Reflexe des Lage- und Gleichgewichtssinns und aktiviert die Extensoren.
• Tractus vestibulospinalis medialis: Hemmt Motoneurone und beeinflusst die Nacken- und obere Rückenmuskulatur.
• Tractus reticulospinalis medialis (Tractus pontoreticularis): Aktiviert die Extensoren und hemmt die Flexoren.
• Tractus rubrospinalis (Monakow): Aktiviert die Flexoren und hemmt die Extensoren, wichtig für die Feinmotorik.

Blutversorgung des Rückenmarks

Das Rückenmark wird von einer vorderen und zwei paarigen, hinteren Spinalarterien versorgt.

• A. spinalis anterior: Entspringt den Aa. vertebrales und verläuft in der Fissura mediana anterior. Sie speist die A. sulcocommissuralis.
• Aa. spinales posteriores: Entspringen den Aa. cerebelli inferiores posteriores (PICA) oder den Aa. vertebrales.
• Segmentarterien: Verstärken die Blutversorgung über die Aa. radiculares anteriores und posteriores. Die wichtigste Segmentarterie ist die A. radicularis magna (Adamkiewicz), die meist zwischen Th9 und L2 entspringt.

Der venöse Abfluss erfolgt über die Vv. spinales anteriores und posteriores, die in die Vv. radiculares münden. Diese verbinden sich mit dem Plexus venosus vertebralis internus und externus. Halsbereich: Drainage in die V. vertebralis; Thorakalbereich: Drainage in die (Hemi-)Azygosvenen → gemeinsame Drainage in die V. cava superior.

Klinische Bedeutung

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

Querschnittssyndrome

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.

Inkomplette Rückenmarkssyndrome umfassen:

Lesen Sie auch: Diagnose und Behandlung

• Zentromedulläres Syndrom: Betrifft die spinothalamischen Bahnen (Sensorik) und die medialen Anteile der Tractus corticospinales (Motorik).
• Vorderes Quadrantensyndrom: Verlust der motorischen und sensorischen Funktion unterhalb des Verletzungsniveaus, aber Schonung der dorsalen Anteile.
• Hinteres Quadrantensyndrom: Betrifft die dorsalen Säulen, die Tractus corticospinales und die absteigenden autonomen Bahnen zur Blase.
• Brown-Séquard-Syndrom: Halbseitige Rückenmarkschädigung, die zu ipsilateraler Lähmung und Verlust der epikritischen Sensibilität sowie kontralateralem Verlust der Schmerz- und Temperaturempfindung führt.

Erkrankungen des Rückenmarks

• Amyotrophe Lateralsklerose (ALS): Neurodegenerative Erkrankung der oberen und unteren Motoneurone, die zu Muskelschwäche und Lähmungen führt.
• Multiple Sklerose: Chronisch-entzündliche Autoimmunerkrankung, die zur Demyelinisierung des zentralen Nervensystems führt und neurologische Symptome wie Sehstörungen, motorische Defizite, Sensibilitätsstörungen und autonome Funktionsstörungen verursacht.
• Bandscheibenvorfall (Prolapsus nuclei pulposi): Kann auf das Rückenmark drücken und neurologische Ausfallerscheinungen verursachen.
• Myelitis: Entzündung des Rückenmarks, die durch Infektionen, Autoimmunerkrankungen oder andere Ursachen verursacht werden kann.
• Neuralrohrdefekte: Angeborene Fehlbildungen, die durch den fehlerhaften Verschluss des Neuralrohrs während der Embryonalentwicklung entstehen können.
• Tumore: Können im Rückenmark oder in der Umgebung entstehen und Druck auf das Rückenmark ausüben, was zu neurologischen Ausfällen führt.

Diagnostische Verfahren

• Klinische Untersuchung: Umfasst die Beurteilung von Reflexen, Muskelkraft, Sensibilität und Koordination.
• Bildgebung: Magnetresonanztomographie (MRT) ist das wichtigste bildgebende Verfahren zur Beurteilung des Rückenmarks.
• Lumbalpunktion: Entnahme von Liquor aus der lumbalen Zisterne zur Untersuchung auf Entzündungen, Infektionen oder andere Erkrankungen des ZNS.
• Elektrophysiologische Untersuchungen: Messung der Nervenleitgeschwindigkeit und der Muskelaktivität zur Beurteilung der Funktion von Nerven und Muskeln.

Therapie

Die Behandlung von Rückenmarkserkrankungen hängt von der Ursache und dem Schweregrad der Erkrankung ab. Zu den möglichen Therapieansätzen gehören:

• Medikamentöse Therapie: Entzündungshemmende Medikamente, Immunsuppressiva, Schmerzmittel, Muskelrelaxantien.
• Physiotherapie: Kräftigung der Muskulatur, Verbesserung der Beweglichkeit und Koordination.
• Chirurgische Eingriffe: Entlastung des Rückenmarks bei Kompression, Entfernung von Tumoren, Stabilisierung der Wirbelsäule.
• Rehabilitation: Wiederherstellung von Funktionen und Anpassung an die Einschränkungen.

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