Rückenmark, Rückenmarkshäute und Liquor: Anatomie, Funktion und klinische Bedeutung

Das Rückenmark (Medulla spinalis) ist ein lebenswichtiger Teil des zentralen Nervensystems (ZNS), der zusammen mit dem Gehirn die Schaltzentrale für die Kommunikation zwischen dem Körper und dem Gehirn bildet. Geschützt durch die Wirbelsäule und umhüllt von den Rückenmarkshäuten (Meningen) und der Rückenmarksflüssigkeit (Liquor cerebrospinalis), spielt es eine zentrale Rolle für unsere Bewegungen, Empfindungen und viele autonome Körperfunktionen.

Die Rückenmarkshäute (Meningen)

Die Rückenmarkshäute, auch Meningen genannt, sind Schutzmembranen, die das Rückenmark umgeben und es vor physischen Schäden schützen, es mit Nährstoffen versorgen und das Flüssigkeitsmilieu um das ZNS regulieren. Sie setzen sich im Gehirn fort und bestehen aus drei Schichten:

• Dura mater (harte Hirn- und Rückenmarkshaut): Die Dura mater ist die äußerste und dickste Schicht der Rückenmarkshäute. Sie bildet einen dichten, schützenden Mantel um das Rückenmark und besteht aus einer straffen kollagenfaserigen Bindegewebsschicht. Die Dura mater spinalis trägt zum Spannungsausgleich zwischen Bewegung der Wirbelsäule und des Rückenmarks bei. Sie endet etwa auf Höhe des zweiten Sakralwirbels und bildet einen geschlossenen Sack. Am Übergang von Gehirn zum Rückenmark (Hinterhauptloch, Foramen magnum) und in den Zwischenwirbelkörpern ist sie befestigt.
• Arachnoidea mater (Spinnwebenhaut): Die Arachnoidea mater ist die mittlere Schicht. Sie ist eine dünne, gefäßfreie, halbdurchsichtige Membran mit einer spinnwebenartigen Struktur, die aus dünnem, durchscheinendem Gewebe besteht. Trabeculae, feine, weiße Kollagenfaserzüge, die wie ein Spinnennetz aussehen, geben der Haut ihren Namen. Die Arachnoidea mater liegt unter der Dura mater und erstreckt sich ebenfalls bis zum zweiten Sakralwirbel.
• Pia mater (weiche Hirn- und Rückenmarkshaut): Die Pia mater ist die innerste Schicht und liegt direkt auf der Oberfläche des Rückenmarks, wobei sie dessen Konturen folgt. Sie besteht aus einem zarten, weichen Bindegewebe und enthält ein Arteriengeflecht, das das Rückenmark mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt.

Der Liquor cerebrospinalis (Rückenmarksflüssigkeit)

Der Liquor cerebrospinalis, kurz Liquor, ist eine klare Körperflüssigkeit, die das zentrale Nervensystem (ZNS) - also Hirn und Rückenmark - umgibt und schützt. Er befindet sich im Subarachnoidalraum, einem Spalt zwischen der Arachnoidea mater und der Pia mater. Der Liquor wird an verschiedenen Orten (sog. Liquorräumen) gebildet, die sich vom Gehirn bis zum unteren Ende der Wirbelsäule erstrecken: Hirnventrikel (Hirnkammern) und Subarachnoidalraum. Pro Stunde entstehen circa 30 Milliliter der klaren Flüssigkeit - pro Tag kommen dabei etwa 500 bis 700 Milliliter Liquor zusammen.

Funktionen des Liquors

Der Liquor erfüllt mehrere zentrale Aufgaben im Körper:

• Schutzfunktion: Der Liquor bildet eine Art "Polster" um das Gehirn und Rückenmark und sorgt so für einen Auftrieb, der das Gewicht dieser Organe verringert und sie entlastet. Dadurch werden Gehirn und Rückenmark vor Erschütterungen, Stößen und Druck geschützt. Die Flüssigkeit dämpft also Bewegungen und verhindert so Schäden an den empfindlichen Strukturen des ZNS.
• Versorgung des zentralen Nervensystems: Der Liquor transportiert Nährstoffe wie Glukose, die das Gehirn und Rückenmark zur Energiegewinnung benötigen, sowie Elektrolyte, die wichtig für die Funktion der Nervenzellen sind.
• Abtransport von Stoffwechselprodukten: Der Liquor hilft, Stoffwechselprodukte und Abfallstoffe aus dem Gehirn und Rückenmark abzutransportieren.
• Flüssigkeitsregulation: Der Subarachnoidalraum, der zwischen der Arachnoidea mater und der Pia mater liegt, ist mit Liquor cerebrospinalis gefüllt. Diese Flüssigkeit dient als Stoßdämpfer und schützt das Rückenmark vor Erschütterungen.

Aufbau und Funktion des Rückenmarks

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. Das Rückenmark ist rund 45 Zentimeter lang und hat einen Durchmesser von etwa einem Zentimeter. Es liegt im Wirbelkanal (Spinalkanal), einem knöchernen Kanal innerhalb der Wirbelsäule, und reicht vom Hirnstamm bis zu den unteren Lendenwirbeln. Am unteren Ende verjüngt sich das Rückenmark zum Conus medullaris und endet als dünner Strang (Filum terminale).

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Innere Struktur des Rückenmarks

Das Rückenmark besteht aus Nerven, genauer gesagt aus Nervenzellkörpern und -fasern. Diese bilden ein komplexes Gebilde aus aufsteigenden sensiblen und absteigenden motorischen Nervenbahnen:

• 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.

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).

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 und ein bis drei Steißbeinsegmente.

Funktionen 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».

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.

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Klinische Bedeutung: Erkrankungen und Verletzungen des 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 zählen dazu zum Beispiel:

• 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).
• Multiple Sklerose (MS): Bei der Erkrankung Multiple Sklerose (MS) ist beispielsweise die Weiterleitung von Nervenimpulsen über die Nervenbahnen gestört. Das macht sich durch vielfältige Beschwerden bemerkbar, wie unter anderem Sehstörungen, Taubheitsgefühle oder Lähmungserscheinungen. Die Ursache liegt in Schädigungen der Nervenzellen in Rückenmark und Gehirn. Entzündliche Prozesse zerstören bestimmte Teile der Nervenzellen, sodass Nervenimpulse nicht mehr oder langsamer weitergeleitet werden.
• Bandscheibenvorfall: Bei einem Bandscheibenvorfall kann ebenfalls das Rückenmark betroffen sein. Die Bandscheibe ist eine knorpelige Struktur, die zwischen den Wirbelkörpern sitzt. Sie fungiert als Stoßdämpfer zwischen den Wirbeln und ermöglicht gleichzeitig die Beweglichkeit der Wirbelsäule.

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.

Meningitis und Meningeome

• Meningitis: Meningitis ist eine Entzündung der Hirnhäute, die das Gehirn und Rückenmark umgeben. Diese Erkrankung kann lebensbedrohlich sein und erfordert sofortige medizinische Behandlung. Eine Meningitis kann durch verschiedene Erreger verursacht werden: Bakterien, Viren (oft weniger schwerwiegend), Pilze (selten, insbesondere bei Menschen mit geschwächtem Immunsystem), Parasiten und andere Mikroorganismen (auch selten). Die Diagnose wird durch klinische Untersuchung, Bluttests und eine Lumbalpunktion gestellt, bei der eine Probe des Liquors entnommen und untersucht wird.
• Meningeom: Ein Meningeom ist ein Tumor, der von den Hirnhäuten ausgeht. Diese Tumore sind in der Regel gutartig, können aber durch ihr Wachstum Druck auf das Gehirn und das Rückenmark ausüben. Die Symptome eines Meningeoms hängen von der Lage und Größe des Tumors ab: Kopfschmerzen, Sehstörungen, Hörverlust oder Ohrgeräusche, Schwäche oder Lähmungen in den Gliedmaßen, kognitive oder Verhaltensänderungen. Die Diagnose erfolgt durch bildgebende Verfahren wie MRT oder CT-Scans.
• Meningeale Karzinomatose: Meningeale Karzinomatose ist eine schwere und oft tödliche Komplikation, bei der sich Krebszellen in den Hirnhäuten ausbreiten. Eine meningeale Karzinomatose tritt typischerweise bei fortgeschrittenen Stadien bestimmter Krebsarten auf: Brustkrebs, Lungenkrebs, Melanom, Magen-Darm-Krebs. Die Diagnose wird durch eine Kombination aus bildgebenden Verfahren (MRT, CT) und der Analyse des Liquors nach Tumorzellen gestellt.

Liquordiagnostik und Lumbalpunktion

Der Liquor enthält wichtige Hinweise auf den Gesundheitszustand des zentralen Nervensystems. Die Untersuchung des Nervenwassers - auch Liquordiagnostik genannt - kann Veränderungen in der Zusammensetzung, Zellzahl oder bestimmten Proteinen aufspüren. Eine Liquordiagnostik wird zum Beispiel bei Verdacht auf neurologische Erkrankungen wie Entzündungen, Blutungen, Tumore oder Infektionen des zentralen Nervensystems durchgeführt.

Zur Untersuchung des Liquors wird eine Liquorprobe über eine sogenannte Lumbalpunktion entnommen. Dabei führt dieder ÄrztinArzt eine Nadel in den Liquorraum des Rückenmarks im unteren Rückenbereich (Lumbalbereich) ein. Ein seltenes, aber mögliches Risiko der Untersuchungsmethode ist das Auftreten eines Liquorlecks, auch Liquorverlustsyndrom genannt.

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