Das Rückenmark ist ein wichtiger Teil des Zentralnervensystems (ZNS) und dient als Hauptleitungsweg, der das Gehirn mit dem Rest des Körpers verbindet. Es ist von entscheidender Bedeutung für die Übertragung von Informationen und die Koordination von Reflexen. Dieser Artikel bietet einen umfassenden Überblick über die Anatomie und Funktion des Rückenmarks und seine Zusammenarbeit mit anderen Teilen des Nervensystems.
Überblick über das Rückenmark
Das Rückenmark (Medulla spinalis) ist ein Strang aus Nervenzellen und ihren langen Fortsätzen, der sich im Wirbelkanal innerhalb der Wirbelsäule befindet. Es erstreckt sich vom Hirnstamm bis zu den unteren Lendenwirbeln. Am unteren Ende verjüngt sich das Rückenmark zum Conus medullaris und endet als dünner Strang, dem Filum terminale. Bei Kindern endet das Rückenmark etwa in Höhe des vierten Lendenwirbels.
Blutversorgung des Rückenmarks
Das Rückenmark wird von zwei Hauptquellen mit Blut versorgt: den Wirbelarterien und den Segmentarterien.
Aufbau des Rückenmarks
Das Rückenmark ist in verschiedene Segmente unterteilt: Zervikal-, Thorakal-, Lumbal- und Sakralregion. Diese Regionen stimmen nicht vollständig mit den entsprechenden Wirbelniveaus überein, da das Rückenmark kürzer als die Wirbelsäule ist.
Rückenmarkshäute (Meningen)
Das Rückenmark ist von drei schützenden Membranen umhüllt, den Meningen:
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- Dura mater spinalis: Die harte äußere Hülle.
- Arachnoidea spinalis: Die weichere Zwischenhaut.
- Pia mater spinalis: Die zarte Innenhaut, die direkt am Rückenmark anliegt.
Zwischen der Arachnoidea und der Pia mater befindet sich der Subarachnoidalraum, der mit Liquor cerebrospinalis gefüllt ist.
Graue und weiße Substanz
Im Querschnitt ist das Rückenmark in einen H-förmigen Bereich grauer Substanz und einen umgebenden Bereich weißer Substanz unterteilt.
- Graue Substanz: Besteht hauptsächlich aus Nervenzellkörpern und ist für die Verarbeitung von Reizen verantwortlich. Sie ist in Vorderhorn, Hinterhorn und Seitenhorn unterteilt.
- Vorderhorn: Enthält motorische Nervenzellen, deren Fasern als Vorderwurzeln aus dem Rückenmark austreten.
- Hinterhorn: Enthält sensible Nervenzellen, zu denen die sensiblen Hinterwurzeln des Rückenmarks laufen.
- Seitenhorn: Enthält Nervenzellen des autonomen Nervensystems (vegetative Nervenzellen).
- Weiße Substanz: Besteht hauptsächlich aus myelinisierten Nervenfasern, die auf- und absteigende Nervenbahnen bilden. Sie ist in Vorderstränge, Seitenstränge und Hinterstränge gegliedert.
- Aufsteigende (afferente) Bahnen: Leiten Signale von der Körperperipherie zum Gehirn.
- Absteigende (efferente) Bahnen: Leiten Signale vom Gehirn zu den Muskeln und Drüsen. Die wichtigste absteigende Bahn ist die Pyramidenbahn.
Spinalnerven
Aus jedem Segment des Rückenmarks entspringt ein spinales Nervenpaar. Die Vorder- und Hinterwurzeln vereinen sich zum Spinalnerv, der in Nerven des peripheren Nervensystems übergeht. Die Spinalnerven sind für die Übertragung von Informationen zwischen dem Rückenmark und dem Körper verantwortlich. Es gibt in der Regel 31 Spinalnervenpaare:
- 8 Halssegmente
- 12 Brustsegmente
- 5 Lendensegmente
- 5 Kreuzbeinsegmente
- 1 bis 3 Steißbeinsegmente
Funktion des Rückenmarks
Das Rückenmark hat mehrere wichtige Funktionen:
Signalübertragung
Das Rückenmark leitet Signale zwischen dem Gehirn und der Peripherie des Körpers weiter. Sensible Bahnen leiten Signale aus der Körperperipherie zum Gehirn, während motorische Bahnen Signale vom Gehirn zur Muskulatur leiten.
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Reflexe
Das Rückenmark ist auch für die Auslösung von Reflexen verantwortlich. Reflexe sind unwillkürliche Reaktionen auf einen bestimmten Reiz, die ohne Beteiligung des Gehirns ablaufen. Ein Beispiel ist der Rückziehreflex, bei dem die Hand reflexartig von einer heißen Oberfläche weggezogen wird.
Es gibt zwei Arten von Reflexen:
- Eigenreflexe: Rezeptor und Effektor liegen im gleichen Organ (z.B. Kniesehnenreflex).
- Fremdreflexe: Rezeptor und Effektor liegen in verschiedenen Organen (z.B. Babinski-Reflex).
Auf- und absteigende Bahnen
Die weiße Substanz des Rückenmarks enthält auf- und absteigende Nervenbahnen, die spezifische Informationen transportieren.
Aufsteigende Bahnen (sensorisch)
- Hinterstrangbahnen (Fasciculus gracilis und Fasciculus cuneatus): Übertragen feine Mechanosensorik und Propriozeption (Lageempfindung).
- Tractus spinothalamicus anterior: Überträgt protopathische Sensibilität (langsame Schmerzempfindungen) und grobe Mechanosensorik.
- Tractus spinothalamicus lateralis: Überträgt Schmerz- und Temperaturempfindungen.
- Tractus spinocerebellaris posterior und anterior: Übertragen Propriozeption zum Kleinhirn.
- Tractus cuneocerebellaris: Überträgt Informationen von den oberen Extremitäten zum Kleinhirn.
Absteigende Bahnen (motorisch)
- Tractus corticospinalis lateralis (Pyramidenbahn): Steuert Willkürmotorik für den Körper.
- Tractus corticospinalis anterior (Pyramidenbahn): Steuert Willkürmotorik für den Körper (weniger bedeutend als der laterale Tractus).
- Tractus rubrospinalis: Aktiviert Flexoren und hemmt Extensoren, wichtig für Feinmotorik.
- Tractus vestibulospinalis lateralis: Vermittelt Reflexe des Lage- und Gleichgewichtssinns, aktiviert Extensoren und hemmt Flexoren.
- Tractus vestibulospinalis medialis: Hemmt Motoneurone, beeinflusst die Muskulatur des Nackens und des oberen Rückens.
- Tractus reticulospinalis medialis: Aktiviert Extensoren und hemmt Flexoren.
Projektionsorte der sensorischen Bahnen
Die aufsteigenden Bahnen projizieren zu verschiedenen Hirnstrukturen, darunter:
- Thalamus: Wichtige Schaltstelle für sensorische Informationen.
- Somatosensorischer Kortex: Verarbeitung von sensorischen Informationen.
- Kleinhirn: Koordination von Bewegungen und Gleichgewicht.
- Formatio reticularis: Beteiligt an der Regulation von Aufmerksamkeit und Wachheit.
- Substantia grisea centralis: Schmerzmodulation.
Motorische Bahnen und ihre Funktionen
Die absteigenden Bahnen beeinflussen die Aktivität der Motoneurone im Vorderhorn des Rückenmarks.
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- Pyramidenbahn (Tractus corticospinalis): Steuert die Willkürmotorik.
- Extrapyramidales System: Beeinflusst die Motorik indirekt über verschiedene Kerngebiete im Hirnstamm.
Mögliche Erkrankungen des Rückenmarks
Das Rückenmark kann durch verschiedene Erkrankungen und Verletzungen geschädigt werden, was zu neurologischen Ausfällen führen kann. Dazu gehören:
- Myelopathie: Sammelbegriff für Rückenmarkschädigungen unterschiedlicher Ursache.
- Entzündliche Myelopathie (Myelitis): Entzündung des Rückenmarks, z.B. durch Viren oder Bakterien.
- Vaskuläre Myelopathie: Durchblutungsstörungen des Rückenmarks, z.B. Rückenmarksinfarkt.
- Kompressionsmyelopathie: Quetschung des Rückenmarks, z.B. durch Bandscheibenvorfall oder Tumor.
- Traumatische Myelopathie: Verletzung des Rückenmarks, z.B. durch Wirbelsäulenbruch.
- Stoffwechselbedingte Myelopathie: Schädigung des Rückenmarks durch Stoffwechselstörungen.
- Toxische Myelopathie: Schädigung des Rückenmarks durch Gifte.
- Querschnittslähmung: Komplette oder inkomplette Unterbrechung der Nervenbahnen im Rückenmark, z.B. durch Trauma oder Tumor.
- Amyotrophe Lateralsklerose (ALS): Neurodegenerative Erkrankung, die sowohl obere als auch untere Motoneurone betrifft.
- Multiple Sklerose (MS): Chronisch-entzündliche Autoimmunerkrankung, die zur Demyelinisierung des ZNS führt.
- Bandscheibenvorfall: Vorfall des Nucleus pulposus, der auf das Rückenmark oder die Spinalnerven drückt.
- Neuralrohrdefekte: Fehlerhafter Verschluss des Neuralrohrs während der Embryonalentwicklung.
- Tumoren: Tumoren im Rückenmark oder in der Umgebung können zu Kompression und Schädigung des Rückenmarks führen.
Syndrome des Rückenmarks
- Zentromedulläres Syndrom: Schädigung des Zentrums des Rückenmarks, betrifft spinothalamische Bahnen und Tractus corticospinales.
- Vorderes Quadrantensyndrom: Schädigung des ventralen Rückenmarks, betrifft motorische und sensorische Funktion.
- Hinteres Quadrantensyndrom: Schädigung der dorsalen Säulen, Tractus corticospinales und absteigenden autonomen Bahnen.
- Brown-Séquard-Syndrom: Halbseitige Rückenmarkschädigung, führt zu ipsilateraler Lähmung und Verlust der Propriozeption sowie kontralateralem Verlust der Schmerz- und Temperaturempfindung.
Diagnostische Verfahren
- Neurologische Untersuchung: Beurteilung von Reflexen, Muskelkraft, Sensibilität und Koordination.
- Bildgebung: Magnetresonanztomographie (MRT) zur Darstellung des Rückenmarks und der umgebenden Strukturen.
- Lumbalpunktion: Entnahme von Liquor zur Untersuchung bei Verdacht auf Entzündungen oder andere Erkrankungen des ZNS.
- Elektrophysiologische Untersuchungen: Messung der Nervenleitgeschwindigkeit und der Muskelaktivität.
Therapie
Die Therapie von Rückenmarkserkrankungen richtet sich nach der Ursache der Schädigung. Mögliche Behandlungen sind:
- Medikamentöse Therapie: Z.B. entzündungshemmende Medikamente bei Myelitis oder Immunsuppressiva bei Multipler Sklerose.
- Chirurgische Therapie: Z.B. Entfernung von Tumoren oder Dekompression des Rückenmarks bei Bandscheibenvorfall.
- Physiotherapie: Verbesserung der Muskelkraft, Koordination und Beweglichkeit.
- Ergotherapie: Anpassung des Alltags an die Einschränkungen durch die Erkrankung.
- Schmerztherapie: Behandlung von chronischen Schmerzen.
Anästhesiologische Aspekte
Die Kenntnis der Anatomie des Rückenmarks ist auch für die Anästhesie von Bedeutung.
- Epiduralanästhesie: Injektion von Medikamenten in den Epiduralraum zur Schmerzlinderung bei Geburten und Operationen.
- Spinalanästhesie: Injektion von Medikamenten in den Subarachnoidalraum zur Schmerzlinderung bei Operationen.
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