Anatomie des Rückenmarks: Struktur, Funktion und klinische Bedeutung

Das Rückenmark (Medulla spinalis) ist ein wesentlicher Bestandteil des zentralen Nervensystems (ZNS) und dient als Hauptleitungsweg, der das Gehirn mit dem Rest des Körpers verbindet. Dieser Artikel beleuchtet die detaillierte Anatomie des Rückenmarks, seine Funktionen und seine klinische Bedeutung.

Einführung in das Rückenmark

Das Rückenmark ist ein zylindrischer Strang aus Nervengewebe, der sich vom Gehirn bis zum unteren Rücken erstreckt. Es ist etwa 45 cm lang und 1 bis 1,5 cm dick. Es befindet sich im Wirbelkanal der Wirbelsäule und ist durch die Wirbelkörper und Bandscheiben geschützt.

Gliederung des Rückenmarks

Das Rückenmark ist in verschiedene Regionen unterteilt:

• Zervikal (Halsbereich): 8 Segmente
• Thorakal (Brustbereich): 12 Segmente
• Lumbal (Lendenbereich): 5 Segmente
• Sakral (Kreuzbeinbereich): 5 Segmente
• Kokzygeal (Steißbeinbereich): 1-3 Segmente

Es ist wichtig zu beachten, dass diese Regionen nicht exakt mit den entsprechenden Wirbelkörpern übereinstimmen, da das Rückenmark kürzer als die Wirbelsäule ist. Das Rückenmark endet auf Höhe des ersten Lendenwirbels als Conus medullaris, von dem aus ein Nervenfaserbündel, die Cauda equina (Pferdeschwanz), abwärts verläuft.

Schutz des Rückenmarks: Die Meningen

Das Rückenmark wird von drei schützenden Membranen, den Meningen (Hirnhäuten), umhüllt:

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1. Dura mater spinalis: Die äußere, harte Hirnhaut.
2. Arachnoidea spinalis: Die mittlere, spinnwebartige Hirnhaut.
3. Pia mater spinalis: Die innere, zarte Hirnhaut, die direkt am Rückenmark anliegt.

Zwischen der Arachnoidea und der Pia mater befindet sich der Subarachnoidalraum, der mit Liquor cerebrospinalis (Nervenwasser) gefüllt ist. Dieser Raum dient als zusätzlicher Schutz und versorgt das Rückenmark mit Nährstoffen.

Innere Struktur des Rückenmarks

Im Querschnitt zeigt das Rückenmark eine charakteristische Struktur mit grauer und weißer Substanz.

Graue Substanz (Substantia grisea)

Die graue Substanz befindet sich im Zentrum des Rückenmarks und hat eine schmetterlingsförmige oder H-förmige Gestalt. Sie besteht hauptsächlich aus Nervenzellkörpern (Neuronen) und Gliazellen. Die graue Substanz ist in verschiedene Bereiche unterteilt:

• Vorderhorn (Cornu anterius): Enthält motorische Neuronen (Motoneurone), die für die Ansteuerung der Skelettmuskulatur verantwortlich sind. Die Neurone sind in medialen, lateralen und zentralen Kerngruppen angeordnet. Im Zervikalmark finden sich der Nucleus phrenicus (für das Zwerchfell) und der Nucleus accessorius (für Nackenmuskeln).
• Hinterhorn (Cornu posterius): Enthält sensorische Neuronen, die Informationen aus der Peripherie empfangen und verarbeiten. Hier enden die afferenten Nervenfasern, die sensorische Reize aus dem Körper weiterleiten.
• Seitenhorn (Cornu laterale): Befindet sich nur im thorakalen und lumbalen Rückenmark und enthält Neuronen des autonomen Nervensystems, die die inneren Organe steuern.

Die graue Substanz ist weiterhin in zehn Schichten, die Laminae spinales (Rexed-Laminae), unterteilt, die jeweils spezifische Funktionen haben.

Weiße Substanz (Substantia alba)

Die weiße Substanz umgibt die graue Substanz und besteht hauptsächlich aus myelinisierten Nervenfasern (Axonen). Diese Fasern bilden aufsteigende (afferente) und absteigende (efferente) Bahnen, die Informationen zwischen dem Gehirn und dem Körper transportieren. Die weiße Substanz ist in drei Stränge unterteilt:

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• Vorderstrang (Funiculus anterior): Enthält unter anderem den Tractus corticospinalis anterior (für die Willkürmotorik) und den Tractus spinothalamicus anterior (für Schmerz- und Temperaturempfinden).
• Seitenstrang (Funiculus lateralis): Enthält unter anderem den Tractus corticospinalis lateralis (für die Willkürmotorik), den Tractus spinothalamicus lateralis (für Schmerz- und Temperaturempfinden) und den Tractus spinocerebellaris (für die Koordination von Bewegungen).
• Hinterstrang (Funiculus posterior): Enthält den Fasciculus gracilis (für die feine Berührungsempfindung und Propriozeption der unteren Extremitäten) und den Fasciculus cuneatus (für die feine Berührungsempfindung und Propriozeption der oberen Extremitäten).

Funktion des Rückenmarks

Das Rückenmark hat zwei Hauptfunktionen:

1. Leitung von Nervenimpulsen: Das Rückenmark leitet sensorische Informationen vom Körper zum Gehirn und motorische Informationen vom Gehirn zum Körper. Die aufsteigenden Bahnen (z. B. Tractus spinothalamicus, Fasciculus gracilis und cuneatus) übertragen sensorische Informationen wie Berührung, Schmerz, Temperatur und Propriozeption zum Gehirn. Die absteigenden Bahnen (z. B. Tractus corticospinalis, Tractus reticulospinalis und Tractus vestibulospinalis) übertragen motorische Befehle vom Gehirn zu den Muskeln.
2. Reflexzentrum: Das Rückenmark ist das Zentrum für viele Reflexe. Ein Reflex ist eine unwillkürliche Reaktion auf einen Reiz. Reflexe können Eigenreflexe sein (Rezeptor und Effektor liegen im gleichen Organ, z.B. Patellarsehnenreflex) oder Fremdreflexe (Rezeptor und Effektor liegen in verschiedenen Organen, z.B. Fluchtreflex bei Hitze).

Blutversorgung des Rückenmarks

Das Rückenmark wird durch die folgenden Arterien versorgt:

• Arteria spinalis anterior: Eine einzelne Arterie, die aus den Vertebralarterien entspringt und entlang der vorderen Seite des Rückenmarks verläuft. Sie speist den vorderen Teil des Rückenmarks. Von ihr zweigt die A. sulcocommissuralis ab.
• Arteriae spinales posteriores: Zwei paarige Arterien, die ebenfalls aus den Vertebralarterien entspringen und entlang der hinteren Seite des Rückenmarks verlaufen. Sie speisen den hinteren Teil des Rückenmarks.
• Arteriae radiculares: Segmentale Arterien, die aus den Aortenästen (z. B. Arteriae intercostales) entspringen und über die Spinalnervenwurzeln zum Rückenmark gelangen. Die wichtigste dieser Arterien ist die Arteria radicularis magna (Arteria Adamkiewicz), die meist im unteren thorakalen oder oberen lumbalen Bereich entspringt und einen Großteil des lumbalen und sakralen Rückenmarks versorgt.

Das venöse Blut wird über die Venae spinales anteriores und posteriores abgeleitet, die in die Venae vertebrales und die (Hemi-)Azygosvenen drainieren.

Klinische Bedeutung

Schädigungen des Rückenmarks können schwerwiegende neurologische Ausfälle verursachen. Die Art und der Schweregrad der Ausfälle hängen von der Lokalisation und dem Ausmaß der Schädigung ab. Hier sind einige Beispiele für Rückenmarkserkrankungen und -syndrome:

• Querschnittssyndrom: Eine vollständige Durchtrennung des Rückenmarks führt zu einem kompletten Verlust der motorischen und sensorischen Funktionen unterhalb des Verletzungsniveaus.
• Zentromedulläres Syndrom: Eine Schädigung des zentralen Rückenmarks, oft durch eine Syringomyelie (Flüssigkeitsansammlung im Rückenmark), betrifft vor allem die spinothalamischen Bahnen und die medialen Anteile der Tractus corticospinales.
• Vorderes Quadrantensyndrom: Eine Schädigung des ventralen Rückenmarks führt zu einem Verlust der motorischen und sensorischen Funktion unterhalb des Verletzungsniveaus, während die dorsalen Anteile verschont bleiben.
• Hinteres Quadrantensyndrom: Eine Schädigung des dorsalen Rückenmarks betrifft die Hinterstränge, die Tractus corticospinales und die absteigenden autonomen Bahnen zur Blase.
• Brown-Séquard-Syndrom: Eine halbseitige Rückenmarksschädigung führt zu ipsilateraler Lähmung und Verlust der taktilen Diskriminierung sowie kontralateralem Verlust der Schmerz- und Temperaturempfindung.
• Amyotrophe Lateralsklerose (ALS): Eine neurodegenerative Erkrankung, die sowohl die oberen als auch die unteren Motoneurone betrifft und zu Muskelschwäche, Lähmungen und schließlich zum Tod führt.
• Multiple Sklerose (MS): Eine chronisch-entzündliche Autoimmunerkrankung, die zur Demyelinisierung des ZNS führt und vielfältige neurologische Symptome verursachen kann.
• Bandscheibenvorfall (Prolapsus nuclei pulposi): Eine Verlagerung des Bandscheibenkerns kann auf das Rückenmark drücken und neurologische Ausfälle verursachen.
• Myelitis: Eine Entzündung des Rückenmarks, die durch verschiedene Ursachen (z. B. Infektionen, Autoimmunerkrankungen) ausgelöst werden kann.
• Neuralrohrdefekte: Angeborene Fehlbildungen, die durch einen fehlerhaften Verschluss des Neuralrohrs während der Embryonalentwicklung entstehen.

Diagnostische Verfahren

Zur Diagnose von Rückenmarkserkrankungen stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung:

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• Neurologische Untersuchung: Eine umfassende Untersuchung der motorischen, sensorischen und reflektorischen Funktionen.
• Bildgebung: Magnetresonanztomographie (MRT) und Computertomographie (CT) können zur Darstellung des Rückenmarks und der umgebenden Strukturen eingesetzt werden.
• Lumbalpunktion: Die Entnahme von Liquor aus der Lumbalzisterne ermöglicht die Untersuchung auf Entzündungen, Infektionen und andere Erkrankungen des ZNS.
• Elektrophysiologische Untersuchungen: Messung der Nervenleitgeschwindigkeit und der Muskelaktivität.

Anästhesiologische Aspekte

Die Kenntnis der Anatomie des Rückenmarks ist auch für die Anästhesie von großer Bedeutung:

• Epiduralanästhesie: Ein Katheter wird in den Epiduralraum eingeführt, um eine kontinuierliche Infusion von Lokalanästhetika und Opioiden zu ermöglichen.
• Spinalanästhesie: Eine einmalige Injektion eines Lokalanästhetikums in den Subarachnoidalraum.

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