Das Rückenmark, ein essentieller Bestandteil des zentralen Nervensystems (ZNS), dient als Hauptleitungsweg zwischen Gehirn und Körper. Es ermöglicht die Übertragung von sensorischen Informationen aus der Peripherie zum Gehirn und motorischen Befehlen vom Gehirn zu den Muskeln und Organen. Innerhalb des Rückenmarks spielt der Nucleus anterolateralis eine wichtige Rolle bei der Verarbeitung und Weiterleitung von Schmerz-, Temperatur- und Berührungsempfindungen. Dieser Artikel beleuchtet die Funktion, Anatomie und klinische Bedeutung des Nucleus anterolateralis im Rückenmark.
Einführung in das Rückenmark
Das Rückenmark erstreckt sich vom Foramen magnum im Os occipitale bis zur Höhe des ersten oder zweiten Lendenwirbels. Es ist in zervikale, thorakale, lumbale und sakrale Regionen unterteilt, die jedoch nicht exakt mit den entsprechenden Wirbelniveaus übereinstimmen. Im Querschnitt zeigt das Rückenmark eine charakteristische H-Form der grauen Substanz, die aus neuronalen Zellkörpern besteht, umgeben von der weißen Substanz, die sich aus auf- und absteigenden Bahnen myelinisierter Axone zusammensetzt.
Die graue Substanz des Rückenmarks ist in verschiedene Schichten (Laminae I-X) oder Kerngebiete (Nuclei) unterteilt, wobei diese Einteilungen teilweise überlappen. Die graue Substanz enthält etwa 10 % der Neurone, während die weiße Substanz die Faserbahnen enthält, die die verschiedenen Regionen des ZNS miteinander verbinden. Das Rückenmark wird von den Meningen (Hirnhäuten) umhüllt und durch vordere und hintere Spinalarterien versorgt.
Anatomie des Nucleus Anterolateralis
Der Nucleus anterolateralis befindet sich im Vorderseitenstrang des Rückenmarks. Er ist Teil des anterolateralen Systems (ALS), einem aufsteigenden System, das für die Weiterleitung von Schmerz-, Temperatur- und groben Tastempfindungen verantwortlich ist. Das ALS unterscheidet sich vom Hinterstrangsystem (Lemniscus Medialis System, LMS), das für die Weiterleitung von feinen Tast-, Vibrations- und Propriozeptionsinformationen zuständig ist.
Zelluläre Organisation
Die graue Substanz des Rückenmarks enthält Zellsäulen bzw. Kerngebiete (Nuclei), die funktionelle Gruppen von Neuronen umfassen. Diese Neuronen versorgen spezifische Muskelgruppen oder sind an der Verarbeitung sensorischer Informationen beteiligt. Die graue Substanz ist schmetterlingsförmig und wird in ein Vorderhorn (Cornu anterius), ein Hinterhorn (Cornu posterius) und eine Zona intermedia unterteilt.
Lesen Sie auch: Der Einfluss des Nucleus Accumbens
Funktionelle Gliederung
Die graue Substanz lässt sich in zehn verschiedene Schichten (Laminae I-X) einteilen, die nach Rexed benannt sind. Diese Laminae sind nach ihren zytoarchitektonischen Merkmalen und ihren Verbindungen zu anderen Hirnregionen charakterisiert.
- Lamina I (Marginalzone): Empfängt Afferenzen von Nozizeptoren und Thermorezeptoren.
- Lamina II (Substantia gelatinosa): Spielt eine wichtige Rolle bei der Schmerzmodulation.
- Laminae III und IV (Nucleus proprius): Empfangen Afferenzen von Mechanorezeptoren und Nozizeptoren.
- Lamina V: Empfängt Afferenzen von Nozizeptoren und viszeralen Afferenzen. Hier befinden sich auch Projektionsneurone, die zum Thalamus projizieren.
- Laminae VI: Empfängt Afferenzen von Muskel- und Gelenkrezeptoren.
- Lamina VII (Zona intermedia): Enthält Interneurone und präganglionäre Neurone des autonomen Nervensystems. Hier befindet sich auch die Stilling-Clarke-Säule (Nucleus dorsalis), die propriozeptive Informationen zum Kleinhirn weiterleitet.
- Laminae VIII und IX: Enthalten Motoneurone, die die Skelettmuskulatur innervieren.
- Lamina X: Umgibt den Zentralkanal und enthält Kommissurenneurone.
Kerngruppen
Neben der Einteilung in Laminae können funktionelle Gruppen von Neuronen auch zu Kerngebieten (Nuclei) zusammengefasst werden:
- Mediale Kerngruppen des Vorderhorns: Nucleus dorsomedialis und Nucleus ventromedialis.
- Laterale Kerngruppen des Vorderhorns: Nucleus dorsolateralis, Nucleus ventrolateralis und Nucleus retrodorsolateralis.
- Zentrale Kerngruppen des Vorderhorns im Zervikalmark: Nucleus phrenicus und Nucleus spinalis nervi accessorii.
- Laterale Kerngruppen des Vorderhorns im Halsmark: Nuclei spinales.
Funktion des Nucleus Anterolateralis
Der Nucleus anterolateralis ist ein wesentlicher Bestandteil des anterolateralen Systems (ALS), das für die Weiterleitung von Schmerz-, Temperatur- und groben Tastempfindungen verantwortlich ist. Das ALS besteht aus mehreren aufsteigenden Bahnen, darunter der Tractus spinothalamicus, der Tractus spinoreticularis und der Tractus spinomesencephalicus.
Tractus Spinothalamicus
Der Tractus spinothalamicus ist die wichtigste Bahn des ALS und leitet Schmerz- und Temperaturinformationen zum Thalamus. Er wird in zwei Hauptkomponenten unterteilt:
- Tractus spinothalamicus lateralis: Leitet Schmerz- und Temperaturinformationen.
- Tractus spinothalamicus anterior (ventralis): Leitet grobe Tast- und Druckempfindungen.
Die Neurone des ersten Ordens befinden sich in den Spinalganglien. Ihre Axone treten in das Hinterhorn des Rückenmarks ein und enden in den Laminae I, IV und V. Die Neurone des zweiten Ordens, die Ursprungszellen des Tractus spinothalamicus, befinden sich in den Laminae I, IV und V. Ihre Axone kreuzen die Mittellinie über die Commissura alba anterior und steigen im Vorderseitenstrang zum Thalamus auf.
Lesen Sie auch: Belohnungssystem im Detail
Im Thalamus enden die Axone des Tractus spinothalamicus im Nucleus ventralis posterolateralis (VPL) und im Nucleus posterior. Von dort aus projizieren die Neurone des dritten Ordens zum somatosensorischen Kortex (SI und SII), wo die Schmerz- und Temperaturinformationen bewusst wahrgenommen werden.
Tractus Spinoreticularis
Der Tractus spinoreticularis leitet Schmerz- und Temperaturinformationen zur Formatio reticularis im Hirnstamm. Diese Bahn ist an der Aktivierung des autonomen Nervensystems und an der Auslösung von emotionalen Reaktionen auf Schmerzreize beteiligt. Die Neurone des ersten Ordens befinden sich in den Spinalganglien. Ihre Axone treten in das Hinterhorn des Rückenmarks ein und enden in den Laminae IV, V, VII und VIII. Die Neurone des zweiten Ordens befinden sich in diesen Laminae. Ihre Axone steigen ipsilateral und kontralateral zur Formatio reticularis auf.
Von der Formatio reticularis aus werden die Informationen zum Thalamus und zum Kortex weitergeleitet. Der Tractus spinoreticularis spielt eine wichtige Rolle bei der Schmerzmodulation und bei der Auslösung von vegetativen Reaktionen auf Schmerzreize.
Tractus Spinomesencephalicus
Der Tractus spinomesencephalicus leitet Schmerzinformationen zum periaquäduktalen Grau (PAG) im Mittelhirn. Das PAG ist eine wichtige Struktur bei der Schmerzunterdrückung. Die Neurone des ersten Ordens befinden sich in den Spinalganglien. Ihre Axone treten in das Hinterhorn des Rückenmarks ein und enden in den Laminae I und V. Die Neurone des zweiten Ordens befinden sich in diesen Laminae. Ihre Axone steigen zum PAG auf.
Das PAG aktiviert absteigende Bahnen, die die Schmerzübertragung im Rückenmark hemmen. Der Tractus spinomesencephalicus spielt eine wichtige Rolle bei der endogenen Schmerzkontrolle.
Lesen Sie auch: Einfluss von Medikamenten auf Striatum & Nucleus Accumbens
Das Anterolaterale System des Kopfes
Das anterolaterale System des Kopfes leitet Schmerz-, Temperatur- und Berührungsreize aus dem Kopfbereich. Die Informationen werden über den Nervus trigeminus (V. Hirnnerv) vermittelt. Der Nervus trigeminus hat drei Hauptäste: Nervus ophthalmicus (V1), Nervus maxillaris (V2) und Nervus mandibularis (V3).
Die Neurone des ersten Ordens befinden sich im Ganglion trigeminale. Ihre Axone treten in den Hirnstamm ein und enden in den Trigeminuskernen:
- Nucleus spinalis nervi trigemini: Leitet Schmerz- und Temperaturinformationen.
- Nucleus principalis nervi trigemini: Leitet Berührungsinformationen.
- Nucleus mesencephalicus nervi trigemini: Leitet propriozeptive Informationen.
Die Neurone des zweiten Ordens befinden sich in den Trigeminuskernen. Ihre Axone kreuzen die Mittellinie und steigen zum Thalamus auf. Die Neurone des dritten Ordens befinden sich im Nucleus ventralis posteromedialis (VPM) des Thalamus. Ihre Axone projizieren zum somatosensorischen Kortex, wo die Informationen bewusst wahrgenommen werden.
Klinische Bedeutung
Schädigungen des Nucleus anterolateralis oder der zugehörigen Bahnen können zu verschiedenen neurologischen Ausfällen führen:
- Schmerzausfälle: Läsionen des Tractus spinothalamicus können zu einem Verlust der Schmerz- und Temperaturempfindung auf der kontralateralen Körperseite führen.
- Allodynie und Hyperalgesie: In einigen Fällen können Schädigungen des ALS zu Allodynie (Schmerzempfindung durch normalerweise nicht-schmerzhafte Reize) oder Hyperalgesie (verstärkte Schmerzempfindung) führen.
- Syringomyelie: Eine Syringomyelie ist eine Zystenbildung im Rückenmark, die den Nucleus anterolateralis und andere Strukturen schädigen kann. Dies kann zu einem Verlust der Schmerz- und Temperaturempfindung in den betroffenen Segmenten führen.
- Brown-Séquard-Syndrom: Eine halbseitige Rückenmarksschädigung (Brown-Séquard-Syndrom) kann zu einem ipsilateralen Verlust der motorischen Funktion und der feinen Tastempfindung sowie zu einem kontralateralen Verlust der Schmerz- und Temperaturempfindung führen.
- Zentromedulläres Syndrom: Eine Verletzung des Zentrums des Rückenmarks kann die spinothalamischen Bahnen (Sensorik) und die medialen Anteile der Tractus corticospinales (Motorik) betreffen.
Untersuchung der Sensibilität
Die Untersuchung der Sensibilität ist ein wichtiger Bestandteil der neurologischen Untersuchung. Sie umfasst die Prüfung der verschiedenen sensorischen Modalitäten, einschließlich Schmerz, Temperatur, Berührung, Vibration und Propriozeption. Die Ergebnisse der Sensibilitätsprüfung können Hinweise auf die Lokalisation und das Ausmaß von Schädigungen des Nervensystems liefern.
Schmerzprüfung
Die Schmerzprüfung wird in der Regel mit einer spitzen Nadel oder einem Wattestäbchen durchgeführt. Der Patient wird gebeten, anzugeben, ob er einen spitzen oder einen stumpfen Reiz verspürt. Die Schmerzprüfung kann verwendet werden, um Schädigungen des Tractus spinothalamicus zu erkennen.
Temperaturprüfung
Die Temperaturprüfung wird in der Regel mit warmen und kalten Röhrchen durchgeführt. Der Patient wird gebeten, anzugeben, ob er einen warmen oder einen kalten Reiz verspürt. Die Temperaturprüfung kann verwendet werden, um Schädigungen des Tractus spinothalamicus zu erkennen.
Berührungsprüfung
Die Berührungsprüfung wird in der Regel mit einem Wattestäbchen oder einem leichten Pinsel durchgeführt. Der Patient wird gebeten, anzugeben, ob er eine Berührung verspürt. Die Berührungsprüfung kann verwendet werden, um Schädigungen des Tractus spinothalamicus anterior oder des Hinterstrangsystems zu erkennen.
Vibration- und Propriozeptionsprüfung
Die Vibration- und Propriozeptionsprüfung kann verwendet werden, um Schädigungen des Hinterstrangsystems zu erkennen.
tags: #nucleus #anterolateralis #ruckenmark