Das Rückenmark ist ein wesentlicher Bestandteil des zentralen Nervensystems und übernimmt vielfältige Funktionen im menschlichen Körper. Es dient als Hauptverbindung zwischen Gehirn und Peripherie, ermöglicht Reflexe und ist somit unverzichtbar für unsere Wahrnehmung, Bewegung und Reaktion auf die Umwelt.
Was ist das Rückenmark?
Das Rückenmark (Medulla spinalis) ist ein etwa 40-50 cm langer Nervenstrang, der sich innerhalb der Wirbelsäule im Rückenmarkskanal befindet. Es erstreckt sich vom Gehirn, genauer gesagt vom Hirnstamm, bis zum unteren Bereich des Rückens, etwa bis zum ersten Lendenwirbel. Es hat einen Durchmesser von ca. 0,5 cm. Zusammen mit dem Gehirn bildet es das zentrale Nervensystem (ZNS) und fungiert als Vermittler zwischen Gehirn und peripherem Nervensystem. Das Rückenmark ist von drei schützenden Meningen (Rückenmarkshäuten) umhüllt: der Dura mater spinalis (harte Rückenmarkshaut), der Arachnoidea spinalis (Spinnwebhaut) und der Pia mater spinalis (weiche Rückenmarkshaut). Zwischen der Arachnoidea und der Pia mater befindet sich der Subarachnoidalraum, der mit Liquor cerebrospinalis (Nervenwasser) gefüllt ist, welcher das Rückenmark zusätzlich schützt und mit Nährstoffen versorgt.
Anatomie des Rückenmarks - Aufbau im Detail
Das Rückenmark besteht aus einer zentralen Region, der grauen Substanz, die von einer äußeren Region, der weißen Substanz, umgeben ist. Aus dem Rückenmark gehen 31 Paar Spinalnerven hervor, die es mit dem peripheren Nervensystem verbinden.
Graue Substanz
Die graue Substanz hat im Querschnitt die Form eines Schmetterlings oder eines "H". Sie besteht hauptsächlich aus Nervenzellkörpern (Neuronen), Dendriten und Gliazellen. Die graue Substanz ist in verschiedene Hörner unterteilt:
Vorderhorn (Cornu anterius): Enthält somatomotorische Neurone, die für die Steuerung der willkürlichen Bewegungen der Skelettmuskulatur zuständig sind. Die Axone dieser Neurone verlassen das Rückenmark über die vorderen Wurzeln (Radix anterior) der Spinalnerven. Mediale Kerngruppen des Vorderhorns sind der Ncl. dorsomedialis und Ncl. ventromedialis. Laterale Kerngruppen des Vorderhorns sind der Ncl. dorsolateralis, Ncl. ventrolateralis und Ncl. retrodorsolateralis. Zentrale Kerngruppen des Vorderhorns im Zervikalmark sind der Ncl. phrenicus und Ncl. spinalis nervi accessorii. Laterale Kerngruppen des Vorderhorns im Halsmark sind der Ncl. intermediolateralis, Ncl. accessorius (Ncl. arm), Ncl. intermedialis (Ncl. Hand) und Ncl. retrointermediolateralis (Ncl. Fuß).
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Hinterhorn (Cornu posterius): Empfängt sensorische Informationen aus dem Körper, die über die hinteren Wurzeln (Radix posterior) der Spinalnerven ins Rückenmark gelangen. Hier befinden sich Neurone, die diese Informationen verarbeiten und an höhere Zentren im Gehirn weiterleiten.
Seitenhorn (Cornu laterale): Ist nur in den thorakalen und oberen lumbalen Segmenten des Rückenmarks vorhanden. Es enthält präganglionäre Neurone des autonomen Nervensystems, die für die Steuerung der inneren Organe zuständig sind.
Weiße Substanz
Die weiße Substanz umgibt die graue Substanz und besteht hauptsächlich aus myelinisierten Axonen, die in aufsteigenden (afferenten) und absteigenden (efferenten) Bahnen verlaufen. Die Myelinscheide um die Axone verleiht der weißen Substanz ihre Farbe und ermöglicht eine schnelle und effiziente Weiterleitung von Nervenimpulsen. Die weiße Substanz ist in drei Stränge unterteilt:
Vorderstrang (Funiculus anterior): Enthält hauptsächlich absteigende motorische Bahnen, die für die Steuerung der grobmotorischen Bewegungen und der Körperhaltung verantwortlich sind. Zudem beinhaltet er aufsteigende Bahnen für Schmerz- und Temperaturwahrnehmung.
Seitenstrang (Funiculus lateralis): Enthält sowohl aufsteigende sensorische als auch absteigende motorische Bahnen. Zu den aufsteigenden Bahnen gehören solche, die für Schmerz, Temperatur, Berührung und Druckempfindung zuständig sind. Die absteigenden Bahnen steuern die Feinmotorik und die Muskelspannung.
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Hinterstrang (Funiculus posterior): Enthält aufsteigende sensorische Bahnen, die für die Weiterleitung von Informationen über feine Berührung, Vibration,Propriozeption (Körperwahrnehmung) und bewusste Muskel- und Gelenkempfindung zum Gehirn zuständig sind.
Rückenmarkssegmente und Spinalnerven
Das Rückenmark ist in 31 Segmente unterteilt, die jeweils einem Paar Spinalnerven entsprechen. Die Spinalnerven verlassen das Rückenmark durch Öffnungen zwischen den Wirbeln (Foramina intervertebralia) und versorgen spezifische Bereiche des Körpers mit sensorischen und motorischen Nervenfasern. Die Spinalnerven sind gemischte Nerven, d.h. sie enthalten sowohl afferente (sensorische) als auch efferente (motorische) Nervenfasern.
Die 31 Spinalnervenpaare gliedern sich wie folgt:
- 8 Zervikalnerven (C1-C8)
- 12 Thorakalnerven (T1-T12)
- 5 Lumbalnerven (L1-L5)
- 5 Sakralnerven (S1-S5)
- 1 Kokzygealnerv (Co1)
Jeder Spinalnerv entsteht aus der Vereinigung einer vorderen (motorischen) und einer hinteren (sensorischen) Wurzel. Die vordere Wurzel enthält die Axone der motorischen Neurone aus dem Vorderhorn, während die hintere Wurzel die Axone der sensorischen Neurone aus dem Spinalganglion enthält. Das Spinalganglion ist eine Ansammlung von Nervenzellkörpern der sensorischen Neurone, die sich außerhalb des Rückenmarks in der hinteren Wurzel befinden.
Blutversorgung des Rückenmarks
Das Rückenmark wird über drei Hauptarterien mit Blut versorgt:
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Arteria spinalis anterior: Sie verläuft entlang der vorderen Seite des Rückenmarks und versorgt die vorderen zwei Drittel des Rückenmarks mit Blut.
Arteriae spinales posteriores: Zwei Arterien, die entlang der hinteren Seite des Rückenmarks verlaufen und das hintere Drittel des Rückenmarks versorgen.
Diese Arterien erhalten Zuflüsse aus segmentalen Arterien, die aus der Aorta entspringen und entlang der Wirbelsäule verlaufen. Die Blutversorgung des Rückenmarks ist anfällig für Unterbrechungen, was zu schweren neurologischen Schäden führen kann.
Rückenmark im Querschnitt
Ein Querschnitt des Rückenmarks zeigt deutlich die Anordnung der grauen und weißen Substanz sowie die Ein- und Austrittspunkte der Spinalnervenwurzeln. Der Zentralkanal, ein mit Rückenmarksflüssigkeit gefüllter Kanal, verläuft durch die Mitte der grauen Substanz.
Funktionen des Rückenmarks
Das Rückenmark erfüllt mehrere wichtige Funktionen im Körper:
Informationsübertragung
Das Rückenmark dient als Hauptverbindung zwischen Gehirn und Peripherie. Es leitet sensorische Informationen aus dem Körper zum Gehirn und motorische Befehle vom Gehirn zu den Muskeln und Organen.
Aufsteigende Bahnen (afferent): Leiten sensorische Informationen wie Berührung, Schmerz, Temperatur, Vibration und Propriozeption zum Gehirn. Diese Informationen werden im Gehirn verarbeitet und ermöglichen uns die Wahrnehmung unserer Umwelt und unseres eigenen Körpers.
Absteigende Bahnen (efferent): Leiten motorische Befehle vom Gehirn zu den Muskeln und Organen. Diese Befehle steuern willkürliche Bewegungen, die Körperhaltung und die Funktion der inneren Organe. Die wichtigste und größte motorische Nervenbahn ist die Pyramidenbahn.
Reflexe
Das Rückenmark ist auch für die Durchführung von Reflexen verantwortlich. Reflexe sind schnelle, unwillkürliche Reaktionen auf einen bestimmten Reiz. Sie laufen über einen Reflexbogen ab, der aus einem sensorischen Rezeptor, einem afferenten Neuron, einem oder mehreren Interneuronen im Rückenmark, einem efferenten Neuron und einem Muskel oder einer Drüse besteht. Reflexe ermöglichen eine schnelle Reaktion auf potenziell schädliche Reize, ohne dass das Gehirn beteiligt ist. Ein bekanntes Beispiel ist der Kniesehnenreflex (Patellarsehnenreflex), bei dem ein Schlag auf die Sehne unterhalb der Kniescheibe eine unwillkürliche Streckung des Beins auslöst. Ein anderes Beispiel ist der Schmerzreflex, bei dem man beispielsweise bei Berührung einer heißen Herdplatte die Hand blitzschnell zurückzieht. Die Verarbeitung des aufgenommenen Reizes, in diesem Fall Hitze, erfolgt nicht zwangsläufig im Gehirn. Manchmal übernimmt das Rückenmark als „Zentrale“ die Auswertung und Beantwortung empfangener Reize.
Autonome Funktionen
Das Rückenmark spielt auch eine Rolle bei der Steuerung autonomer Funktionen wie Herzfrequenz, Atmung, Blutdruck, Verdauung und Blasen- und Darmfunktion. Diese Funktionen werden von den präganglionären Neuronen im Seitenhorn des Rückenmarks gesteuert, die Teil des autonomen Nervensystems sind.
Erkrankungen des Rückenmarks
Erkrankungen des Rückenmarks können schwerwiegende neurologische Ausfälle verursachen. Die Symptome hängen von der Lokalisation und dem Ausmaß der Schädigung ab.
Einige häufige Erkrankungen des Rückenmarks sind:
Querschnittssyndrom: Eine Schädigung des Rückenmarks, die zu einer Unterbrechung der Nervenbahnen führt. Je nachdem, wo das Rückenmark betroffen ist, können die Symptome stark variieren und von Lähmungserscheinungen bis hin zu einer vollständigen Immobilität reichen. Die Verletzung des Rückenmarks beispielsweise durch Frakturen in der Wirbelsäule kann zum Querschnittssyndrom führen.
Multiple Sklerose (MS): Eine chronisch-entzündliche Autoimmunerkrankung, bei der das Immunsystem die Myelinscheiden der Nervenfasern im Gehirn und Rückenmark angreift. Dies führt zu einer Störung der Signalübertragung und kann verschiedene neurologische Symptome verursachen, wie z.B.Sensibilitätsstörungen, Muskelschwäche, Koordinationsstörungen und Sehstörungen.
Spina bifida (offener Rücken): Eine angeborene Fehlbildung, bei der sich das Neuralrohr während der Embryonalentwicklung nicht vollständig schließt. Dies kann zu verschiedenen neurologischen Defiziten führen, je nachdem, wie schwerwiegend die Fehlbildung ist. Teile des Rückenmarks und der Wirbelsäule bleiben ungeschützt.
Syringomyelie: Eine seltene Erkrankung, bei der sich Flüssigkeit im Rückenmark ansammelt und Hohlräume (Syringen) bildet. Dies kann zu chronischen Schmerzen, Schwäche und Sensibilitätsstörungen führen.
Infektionen: Meningitis (Hirnhautentzündung) und Enzephalitis (Gehirnentzündung) können auch das Rückenmark betreffen und zu Entzündungen und Schäden führen.
Tumore: Tumore im Rückenmark oder in der Umgebung des Rückenmarks können Druck auf das Rückenmark ausüben und neurologische Ausfälle verursachen. Beispiele hierfür sind Gliome, Neurofibrome und Meningeome.
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. ALS ist die häufigste progressive Motoneuronerkrankung in Deutschland. Die Diagnose wird klinisch gestellt und die Therapie ist symptomatisch, bis hin zur palliativen Versorgung am Lebensende.
Bandscheibenvorfall (Prolapsus nuclei pulposi): meist degenerativ oder manchmal auch traumatisch bedingt. Bandscheibenvorfall) drückt auf das Rückenmark und führt so zu neurologischen Ausfallerscheinungen. Bandscheibenvorfall) von einer Bandscheibenprotrusion.
Myelitis: seltene Erkrankung mit meist immunologischen oder allergischen Ursachen. Entzündung kann diffus über das gesamte Rückenmark verteilt sein oder herdartig (= disseminierte Myelitis) in Erscheinung treten.
Neuralrohrdefekte: verursacht durch den fehlerhaften Verschluss des Neuralrohrs während der Embryonalentwicklung, was möglicherweise zu einer Vorwölbung von Neuralgewebe führt. Wirbelsäule) sein. Ultraschall (Sonographie) und mütterlichem α-Fetoprotein-Spiegel ist üblich. Die Behandlung eines offenen Neuralrohrdefektes erfolgt hauptsächlich chirurgisch.
Diagnose von Rückenmarkserkrankungen
Zur Diagnose von Rückenmarkserkrankungen werden verschiedene Methoden eingesetzt:
Neurologische Untersuchung: Eine umfassende neurologische Untersuchung kann helfen, die Lokalisation und das Ausmaß der Schädigung zu bestimmen.
Bildgebende Verfahren: Magnetresonanztomographie (MRT) und Computertomographie (CT) können verwendet werden, um das Rückenmark und die umliegenden Strukturen darzustellen und Tumore, Entzündungen, Verletzungen oder andere Anomalien zu identifizieren.
Elektrophysiologische Untersuchungen: Elektromyographie (EMG) und Nervenleitgeschwindigkeitsmessungen können helfen, die Funktion der Nerven und Muskeln zu beurteilen.
Lumbalpunktion: Die Entnahme von Liquor aus dem Rückenmarkskanal kann helfen, Entzündungen, Infektionen oder andere Erkrankungen des Rückenmarks zu diagnostizieren. Wirbelsäule ist ein wichtiges diagnostisches Instrument zur Beurteilung einer Vielzahl von Erkrankungen des zentralen Nervensystems (ZNS). Viele Erkrankungen des ZNS können die Zellen im Liquor verändern oder die Konzentration seiner chemischen Bestandteile verändern, was die Diagnose unterstützt. Bei Kindern führt man eher eine Subokzipitalpunktion durch, da bei ihnen das Rückenmark sehr weit nach kaudal reicht.
Behandlung von Rückenmarkserkrankungen
Die Behandlung von Rückenmarkserkrankungen hängt von der Art und Schwere der Erkrankung ab.
Zu den Behandlungsmöglichkeiten gehören:
Medikamentöse Therapie: Entzündungshemmende Medikamente, Schmerzmittel, Muskelrelaxantien und andere Medikamente können zur Linderung von Symptomen und zur Behandlung der Grunderkrankung eingesetzt werden. Bei Entzündungen des Rückenmarks, wie bei der Multiplen Sklerose, kommen oft entzündungshemmende Medikamente und Immunsuppressiva zum Einsatz. Bei starken Schmerzen können Schmerzmittel, Antidepressiva oder Antikonvulsiva verabreicht werden, die die Schmerzübertragung blockieren.
Physiotherapie: Physiotherapie kann helfen, Muskeln zu kräftigen, Beweglichkeit und Gleichgewicht zu verbessern und Schmerzen zu lindern. Die Physiotherapie spielt eine große Rolle bei der Behandlung von Rückenmarkserkrankungen. Sie hilft dabei, Muskeln zu kräftigen, Beweglichkeit und Gleichgewicht zu fördern und Schmerzen zu lindern.
Ergotherapie: Ergotherapie kann helfen, Alltagsaktivitäten zu erlernen oder wiederzuerlangen und die Selbstständigkeit zu fördern.
Chirurgie: In einigen Fällen kann eine Operation erforderlich sein, um Druck auf das Rückenmark zu entlasten, Tumore zu entfernen oder die Wirbelsäule zu stabilisieren. In einigen Fällen, wie bei Tumoren oder schweren Verletzungen des Rückenmarks, kann eine Operation notwendig sein. Dabei wird versucht, das Rückenmark zu entlasten und die Funktionsfähigkeit der Nerven zu erhalten oder wiederherzustellen.
Rehabilitation: Eine umfassende Rehabilitation kann helfen, dieFunktionsfähigkeit und Lebensqualität von Patienten mit Rückenmarkserkrankungen zu verbessern.
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