Kaudaler Teil des Rückenmarks: Anatomie, Funktion und klinische Bedeutung

Das Rückenmark (Medulla spinalis) ist ein lebenswichtiger Teil des zentralen Nervensystems (ZNS), der eine entscheidende Rolle bei der Kommunikation zwischen Gehirn und Körper spielt. Es handelt sich um einen Strang aus Nervenzellen und ihren langen Fortsätzen, der im Wirbelkanal innerhalb der knöchernen Wirbelsäule liegt. Dieser Artikel bietet einen umfassenden Überblick über die Anatomie, Funktion und klinische Bedeutung des kaudalen Teils des Rückenmarks.

Einführung in das Rückenmark

Das Rückenmark bildet zusammen mit dem Gehirn das zentrale Nervensystem. Über die komplexen Nervenbahnen des Rückenmarks werden Signale zwischen dem Gehirn und dem restlichen Körper (Peripherie) hin und her geleitet. Es erstreckt sich vom Foramen magnum im Os occipitale bis zur Höhe des 1. oder 2. Lendenwirbels. Das Rückenmark ist rund 45 Zentimeter lang und hat einen Durchmesser von etwa einem Zentimeter.

Anatomie des Rückenmarks

Lage und Aufbau

Das Rückenmark liegt im Wirbelkanal (Spinalkanal), einem knöchernen Kanal innerhalb der Wirbelsäule. Es besteht aus Nerven, genauer gesagt aus Nervenzellkörpern und -fasern. Diese bilden ein komplexes Gebilde aus aufsteigenden sensiblen und absteigenden motorischen Nervenbahnen:

• Sensible Bahnen: Leiten Signale aus der Körperperipherie ans Gehirn weiter, also von unten nach oben (daher aufsteigend genannt).
• Motorische Bahnen: Übermitteln Signale des Gehirns an die Muskulatur, also von oben nach unten (daher absteigend genannt).

Nervenwurzeln und Spinalnerven

Das Rückenmark ist außen mit Nervenwurzeln „gespickt“. Die eingehenden Nerven aus der Körperperipherie gelangen über die sogenannten Vorderwurzeln ins Rückenmark und weiter über die sensiblen Nervenbahnen ins Gehirn. Signale aus dem Gehirn werden durch die motorischen Nervenbahnen über sogenannte Hinterwurzeln aus dem Rückenmark heraus geleitet.

Die Fasernerven aus Vorder- und Hinterwurzeln vereinen sich paarweise und bilden die Spinalnerven. Diese stellen die Verbindung zu den Nerven der Körperperipherie her. Sie markieren den Übergang zwischen zentralem Nervensystem (Gehirn und Rückenmark) und peripherem Nervensystem (alle anderen Nerven im Körper).

Lesen Sie auch: Schlaganfallprävention: Lebensstil und Medikamente

Die Paare aus vorderen und hinteren Nervenwurzelfasern ragen rechts und links zwischen den Wirbeln aus dem Rückenmark heraus. Sie gliedern das Rückenmark in Segmente, die den verschiedenen Körperregionen zugeordnet sind. Insgesamt gibt es 31 bis 33 dieser Segmente:

• acht Halssegmente
• zwölf Brustsegmente
• fünf Lendensegmente
• fünf Kreuzbeinsegmente
• ein bis drei Steißbeinsegmente

Rückenmark im Querschnitt

Der Rückenmark-Aufbau lässt sich im Querschnitt genauer erkennen. Unter dem Mikroskop sieht man die sogenannte graue Substanz sowie die weiße Substanz.

• Graue Substanz: Die graue Substanz liegt schmetterlingsförmig mittig im Rückenmark und wird von der weißen Substanz umhüllt. Sie besteht vor allem aus Nervenzellkörpern. Ihre Aufgabe ist es, Reize aus Hirn und Peripherie aufzunehmen und zu verarbeiten. Die graue Substanz gliedert sich in drei Abschnitte, die jeweils spezifische Aufgaben bei der Reizaufnahme und -verarbeitung haben: Hinterhorn (der hinten gelegene Schmetterlingsflügel), Zwischenhorn und Vorderhorn (der vorn gelegene Flügel).
• Weiße Substanz: Die weiße Substanz im Rückenmark besteht hauptsächlich aus Axonen. Das sind lange Nervenzellfortsätze. Sie leiten die Nervenimpulse aus dem Gehirn oder der Peripherie weiter.

Rückenmarkshäute (Meningen)

Das Rückenmark wird von drei bindegewebigen, dünnen Schichten umhüllt: den Rückenmarkshäuten. Von außen nach innen sind dies:

• die harte Außenhülle namens Dura mater spinalis
• die weichere Zwischenhaut namens Arachnoidea spinalis
• die zarte Innenhaut namens Pia mater spinalis

Zwischen der mittleren und der inneren Rückenmarkshaut liegt ein spaltförmiger Raum, der mit Nervenwasser (Liquor) gefüllt ist. Mediziner nennen ihn Subarachnoidalraum.

Kaudales Ende des Rückenmarks und Cauda Equina

Das Rückenmark ist etwas kürzer als die Wirbelsäule. Deshalb verlaufen die Spinalnerven unterhalb des Rückenmarks als Fasergeflecht durch den Wirbelkanal, ähnlich einem Pferdeschwanz. Diesen untersten Rückenmarksabschnitt nennen Mediziner deshalb auch «Cauda equina» (lateinisch für «Pferdeschwanz»). Die kaudalen Spinalnerven legen eine zunehmende Strecke im Spinalkanal zurück, ehe sie die Foramina intervertebralia erreichen.

Lesen Sie auch: Wo unser Gedächtnis im Gehirn wohnt

Funktion des Rückenmarks

Das Rückenmark hat die Aufgabe, Signale zwischen Gehirn und Körperperipherie weiterzuleiten. Es fungiert somit als Verbindungsapparat zwischen dem Gehirn und der Peripherie des Körpers:

• Weiterleiten von Signalen aus der Peripherie ans Gehirn: Wenn beispielsweise Sensoren in der Haut eine Berührung wahrnehmen, gelangt dieser Reiz über angeschlossene periphere Nerven zu den Spinalnerven und weiter über die Hinterwurzeln ins Rückenmark. Dieses leitet das Signal über sensible Nervenbahnen ins Gehirn.
• Weiterleiten von Signalen vom Gehirn an die Peripherie: Befiehlt das Gehirn zum Beispiel, die Hand auszustrecken, gelangt dieses Signal über absteigende motorische Nervenbahnen im Rückenmark an die Körperperipherie: Die motorischen Nerven treten an der sogenannten Vorderwurzel als motorische Nervenfasern aus dem Rückenmark aus. Sie übermitteln den Befehl über die zugehörigen Spinalnerven an periphere Nerven, die ihrerseits die entsprechende Muskeln «informieren».

Reflexe

Manche Körperreaktionen werden vom Rückenmark selbstständig ausgelöst, ohne Beteiligung des Gehirns. Es handelt sich dabei um Reflexe. Wenn etwa die Hand versehentlich die heiße Herdplatte berührt, zuckt sie reflexartig zurück. Diese schnelle Reaktion ist möglich, weil der Schmerzreiz nicht zuerst an das Gehirn weitergeleitet wird. Anderenfalls wäre die Reaktionszeit zu lang, und die Hand schon verbrannt, bevor der Befehl des Gehirns, die Hand zurückzuziehen, bei den Handnerven ankommt.

Klinische Bedeutung des kaudalen Rückenmarks

Das Rückenmark kann bei verschiedenen Krankheiten und Verletzungen in Mitleidenschaft gezogen werden. Der medizinische Fachbegriff für eine Schädigung des Rückenmarks jeglicher Ursache lautet Myelopathie. Es gibt verschiedene Arten von Myelopathien, darunter:

• Entzündliche Myelopathie: Eine Entzündung des Rückenmarks (Myelitis) kann etwa durch Viren oder Bakterien verursacht werden.
• Vaskuläre Myelopathie: Bedingt durch Erkrankungen oder Verschlüsse der versorgenden Gefäße, z.B. Blutung im Wirbelkanal oder Rückenmarksinfarkt.
• Kompressionsmyelopathie: Quetschung des Rückenmarks, etwa durch einen Bandscheibenvorfall, eine Spinalkanalstenose oder einen Tumor.
• Traumatische Myelopathie: Z.B. bei einem Genickbruch oder einer Rückenmarksprellung (Contusio spinalis).
• Stoffwechselbedingte (metabolische) Myelopathie: Z.B. funikuläre Myelose.
• Toxische Myelopathie: Z.B. bei Lathyrismus (chronische neurologische Erkrankung infolge regelmäßiger Zufuhr bestimmter Hülsenfrüchte mit nervenschädigenden Eiweißbausteinen).

Welche Symptome eine Myelopathie hervorruft, hängt davon ab, in welcher Höhe und in welchem Ausmaß das Rückenmark geschädigt ist. Möglich sind zum Beispiel Missempfindungen wie Kribbelgefühle (etwa in den Händen und Armen), Lähmungen (bis hin zur Querschnittslähmung) sowie Probleme beim Wasserlassen und Stuhlgang.

Spezifische Syndrome des Rückenmarks

Es gibt auch spezifische Syndrome, die mit Schädigungen des Rückenmarks einhergehen, wie z.B.:

Lesen Sie auch: Die Rollen der Hirnbereiche

• 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.

Weitere Erkrankungen mit Beteiligung des Rückenmarks

Weitere Erkrankungen, die das Rückenmark betreffen können, sind:

• 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.
• Multiple Sklerose: Chronisch-entzündliche Autoimmunerkrankung, die zur Demyelinisierung des zentralen Nervensystems (ZNS) führt.
• Bandscheibenvorfall (Prolapsus nuclei pulposi): Meist degenerativ oder manchmal auch traumatisch bedingt. Ein Bandscheibenvorfall kann auf das Rückenmark drücken und so zu neurologischen Ausfallerscheinungen führen.
• Myelitis: Seltene Erkrankung mit meist immunologischen oder allergischen Ursachen.
• Neuralrohrdefekte: Verursacht durch den fehlerhaften Verschluss des Neuralrohrs während der Embryonalentwicklung, was möglicherweise zu einer Vorwölbung von Neuralgewebe führt.

Diagnostische Verfahren

Zur Diagnose von Erkrankungen des Rückenmarks stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung, darunter:

• Bildgebung: Magnetresonanztomographie (MRT) der Wirbelsäule, Computertomographie (CT) der Wirbelsäule.
• Liquoruntersuchung: Lumbale Spinalpunktion zur Entnahme von Liquor aus der lumbalen Zisterne unterhalb des Rückenmarks.

Therapeutische Maßnahmen

Die Behandlung von Erkrankungen des Rückenmarks richtet sich nach der Ursache und dem Ausmaß der Schädigung. Mögliche therapeutische Maßnahmen sind:

• Medikamentöse Therapie: Z.B. Antibiotika bei bakteriellen Infektionen, Immunsuppressiva bei Autoimmunerkrankungen.
• Chirurgische Eingriffe: Z.B. zur Entlastung des Rückenmarks bei Kompression durch einen Bandscheibenvorfall oder Tumor.
• Physiotherapie und Rehabilitation: Zur Verbesserung der motorischen Funktionen und zur Anpassung an die Einschränkungen durch die Erkrankung.

Rückenmarknahe Anästhesie

Die Kenntnis der Anatomie des kaudalen Rückenmarks ist auch für die Durchführung rückenmarknaher Anästhesieverfahren von Bedeutung. Bei der Spinalanästhesie und der Epiduralanästhesie werden Lokalanästhetika in den Subarachnoidalraum bzw. den Epiduralraum injiziert, um eine Schmerzausschaltung in den unteren Körperregionen zu erreichen.

Bei der Durchführung rückenmarknaher Anästhesieverfahren sind verschiedene Faktoren zu berücksichtigen, um Komplikationen zu vermeiden. Dazu gehören die korrekte Lagerung des Patienten, die sorgfältige Desinfektion des Punktionsbereichs und die genaue Kenntnis der Anatomie der Wirbelsäule und des Rückenmarks.

Gerinnungsmanagement bei rückenmarknaher Anästhesie:

Mehr und mehr Patienten nehmen gerinnungsmodulierende Substanzen ein, meistens zur Vermeidung thrombembolischer Komplikationen. Grundsätzlich ist bei der Überlegung, ob und wie eine solche Dauertherapie im perioperativen oder periinterventionellen Umfeld fortgesetzt werden kann bzw. muss, das Risiko einer Thrombembolie gegen das Risiko einer Blutungskomplikation abzuwägen. Auf die Regionalanästhesie bezogen haben rückenmarknahe Punktionen oder tiefe Blockaden als Verfahren mit hohem Blutungsrisiko zu gelten, während oberflächliche Punktionen in gut komprimierbaren Regionen ein niedrigeres Risiko für Blutungskomplikationen aufweisen.

Es gibt Empfehlungen für die einzuhaltenden Zeitintervalle zwischen Antikoagulantiengabe und Durchführung einer rückenmarknahen Punktion bzw. Entfernen des Katheters.

Kontraindikationen für rückenmarknahe Anästhesie:

Eine Infektion im Bereich der Einstichstelle gilt wegen der potenziellen intrathekalen Keimverschleppung als absolute Kontraindikation für ein rückenmarknahes Verfahren. Eine Bakteriämie stellt eine relative Kontraindikation für ein rückenmarknahes Regionalverfahren dar.

Embryonale Entwicklung der Wirbelsäule und des Rückenmarks

Die Entwicklung der Wirbelsäule und des Rückenmarks ist ein komplexer Prozess, der in der frühen Embryonalentwicklung beginnt.

Frühembryonale 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. Von entscheidender Bedeutung ist die Tatsache, dass die Bogenkerne längere Zeit hindurch von dem Körperkern durch eine Knorpelmasse (Zwischenknorpel) getrennt bleiben.

Entwicklung der Chorda dorsalis

Die Ausbildung des zirkumchordalen Knorpelkerns hat Auswirkungen auf die Morphologie der Chorda. Im Bereich des Knorpelkerns wird die Chorda dorsalis massiv zusammengepresst, sodass die Chordazellen als inkompressible Kugeln in den Bereich der späteren Bandscheibe verlagert werden. Im Bereich des zukünftigen Wirbelkörpers bleibt nur die jetzt leere Chordascheide (Chordascheidenstrang) liegen, wohingegen sich die Zellen im Bereich der späteren Bandscheibe sammeln und eine spindelförmige Auftreibung der Chorda, die sogenannte intervertebrale Chordaanschwellung, bilden, die in der Chordahöhle liegt. Der Zellreichtum des Chordasegments ist durch die passive Verlagerung von Zellen aus dem Wirbelkörperbereich durch Druckwirkung zu erklären. Für die Bildung der Chordasegmente ist es wichtig, dass die unelastische Chordascheide im Bereich der zukünftigen Bandscheibe rechtzeitig aufgelöst wird, sodass die aus dem Wirbelkörperbereich herausgepressten Chordazellen auch einen entsprechenden Raum besetzen können. Das Chordasegment wird schließlich durch interzelluläre Einlagerung von Schleimmassen in ein Chordaretikulum aufgelöst, das als Platzhalter für den Nucleus pulposus fungiert.

Besondere 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 aufweist. Der Dens axis ist der ehemalige Atlaskörper, der sich dem zweiten Halswirbel angeschlossen hat.

tags: #kaudaler #teil #ruckenmarks