Rückenmark, Wirbelkanal und Foramina intervertebralia: Eine detaillierte anatomische Übersicht

Die Wirbelsäule ist eine komplexe Struktur, die dem Körper Stabilität verleiht, Bewegungen ermöglicht und das empfindliche Rückenmark schützt. Dieser Artikel bietet einen umfassenden Überblick über die Anatomie des Rückenmarks, des Wirbelkanals und der Foramina intervertebralia, wobei der Schwerpunkt auf ihrer Bedeutung für die Gesundheit und Funktion des Körpers liegt.

Einführung

Die Wirbelsäule, medizinisch als Columna vertebralis bezeichnet, erstreckt sich vom Kopf bis zum Becken und dient als zentrale Stütze des Körpers. Sie ermöglicht eine aufrechte Körperhaltung und flexible Bewegungen. Innerhalb des knöchernen Wirbelkanals bietet die Wirbelsäule Schutz für das Rückenmark vor Verletzungen. Die Wirbel nehmen zur Lendenwirbelsäule hin an Größe zu, und auch das Verhältnis von Knochenbälkchen (Spongiosa) zu kompakter Knochensubstanz im Wirbelkörper nimmt zu. Da die Belastung der Wirbelsäule zur Lendenwirbelsäule hin zunimmt, sind degenerative Veränderungen und Schmerzen in diesem Bereich besonders häufig.

Aufbau der Wirbelsäule

Die menschliche Wirbelsäule besteht aus 33 bis 34 Wirbeln, die in fünf Abschnitte unterteilt sind:

• Halswirbelsäule (HWS): Sieben Halswirbel (C1-C7)
• Brustwirbelsäule (BWS): Zwölf Brustwirbel (Th1-Th12)
• Lendenwirbelsäule (LWS): Fünf Lendenwirbel (L1-L5)
• Kreuzbein (Os sacrum): Fünf Sakralwirbel (S1-S5), die zu einem Knochen verwachsen sind
• Steißbein (Os coccygis): Vier bis fünf verwachsene Wirbel

Die 24 Hals-, Brust- und Lendenwirbel bleiben ein Leben lang beweglich, es sei denn, es liegen Krankheiten oder Verletzungen vor. Die Wirbel sind prinzipiell nach einem einheitlichen Grundschema aufgebaut. In den verschiedenen Wirbelsäulenabschnitten gibt es aber in Anpassung an die Funktion und Belastung einen etwas variierenden Aufbau. Wirbel, die mehr statische Funktionen erfüllen, unterscheiden sich in ihrer Größe und Form von denen, die verstärkt dynamische Aufgaben haben.

Der Wirbelkörper

Die Grundform aller Wirbel ist ein Ring oder Hohlzylinder. Der vordere Teil eines jeden Wirbels - mit Ausnahme des ersten und zweiten Halswirbels - ist ein massiver, zylindrisch geformter Knochen mit einer Grund- und einer Deckplatte, der Wirbelkörper (Corpus vertebrae). Der Wirbelkörper ist der eigentlich tragende und stützende Teil der Wirbelsäule. Er hat eine dünne kompakte Außenschicht und im Inneren eine starke Spongiosa, ein schwammartiges System aus feinen Knochenbälkchen, das mit rotem Knochenmark gefüllt ist. Der zentrale Bereich der Ober- und Unterfläche der Wirbelkörper ist porös, und nur die Randleisten sind aus festem Knochen gebaut. Nur der erste Halswirbel (Atlas), der den Kopf trägt, besitzt keinen Wirbelkörper. Er ist mit dem zweiten Wirbelkörper (Axis) über ein Gelenk (Articulatio atlantoaxialis) verbunden.

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Die Bandscheiben

Zwischen je zwei benachbarten Wirbelkörpern liegen druckelastische Zwischenwirbelscheiben aus Knorpelgewebe, die Bandscheiben. Ein fasriger, derber Ring (Anulus fibrosus) umschließt dabei einen gallertartigen Kern (Nucleus pulposus). Die Fasern des Anulus fibrosus sind schraubenförmig angeordnet und durch Fasern mit den Grund- und Deckplatten der benachbarten Wirbelkörper verbunden. Der wasserhaltige Nucleus pulposus dient zum Druckausgleich. Durch das auf ihm lastende Gewicht wird Wasser abgepresst. Deshalb flacht sich die Bandscheibe im Laufe des Tages physiologisch ab.

Der Wirbelbogen und die Fortsätze

Der hintere Teil eines jeden Wirbels ist der Wirbelbogen (Arcus vertebrae), der schmaler und schwächer als der Wirbelkörper gebaut ist. Vom Wirbelbogen gehen mehrere Fortsätze ab:

• Vier Gelenkfortsätze (Processus articulares), von denen zwei nach oben und zwei nach unten gerichtet sind. Sie bilden die echten Gelenke zwischen den Wirbeln. Der Processus articularis superior und der Processus articularis inferior sind paarige Gelenkfortsätze an jedem Wirbelkörper. Sie bilden zusammen die Facettengelenke (Articulationes zygapophysiales), die die Wirbel untereinander gelenkig verbinden und die Beweglichkeit sowie Stabilität der Wirbelsäule ermöglichen.
• Der paarige Querfortsatz (Processus transversi) geht rechts und links vom Wirbelbogen ab und dient als Hebelarm für ansetzende Muskeln. An den Wirbelbögen der Brustwirbelsäule (Th2 bis Th10) setzen die Rippen an. Die beiden Querfortsätze sind Anheftungspunkte für die Rückenmuskulatur.
• Nach hinten geht ein einzelner Dornfortsatz (Processus spinosus) ab. Die Dornfortsätze sind nach unten geneigt und liegen dachziegelartig übereinander. Der durch die Haut tastbare Dornfortsatz ist ein Anheftungspunkt für die Rückenmuskulatur.

Bänder zur Stabilisierung

Zwischen den Wirbelbögen - vom zweiten Halswirbel bis hinunter zum ersten Sakralwirbel - sind jeweils Bänder aus elastischem Bindegewebe gespannt (Ligamenta flava), die zusammen mit Muskeln die Wirbelsäule stabilisieren. Ihre Dicke nimmt von oben nach unten zu. Die Wirbelbögen sind durch die Bänder mit dem Namen Ligamenta flava miteinander verbunden. Zusammen mit der Rückenmuskulatur verhindern sie eine Vornüberkippen der Wirbelsäule. Das Band mit dem Namen Ligamentum interspinale zwischen den Dornfortsätzen stabilisiert die Beugungsbewegung. Ihre Dicke nimmt von der Hals- zur Lendenwirbelsäule hin zu.

Je ein vorderes und hinteres Längsband verlaufen über die ganzer Länge der Wirbelsäule. Das vordere Längsband ist mit den Wirbelkörpern verwachsen und verspannt diese untereinander. Das hintere Längsband dagegen ist mit den Bandscheiben verwachsen und überspringt die Wirbelkörper. Da die Spannung dieser Bänder von der Höhe der Bandscheiben abhängt, bewirkt eine Höhenabnahme eines Zwischenwirbelraumes eine Entspannung besonders des hinteren Längsbandes. Dadurch werden rasch weitere Segmente destabilisiert.

Der Wirbelkanal

Das Loch im knöchernen Ring der Wirbel ist das Wirbelloch. Alle Wirbellöcher zusammen bilden den Wirbelkanal (Canalis vertebralis), in dem das Rückenmark (Medulla spinalis) mit den umgebenden Rückenmarkshäuten vom Gehirn ausgehend bis hinunter in den Sakralbereich verläuft. In ihrer Gesamtheit bilden die Wirbelbögen den Spinalkanal, in dem das Rückenmark verläuft.

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Das Rückenmark

Das Rückenmark ist Teil des zentralen Nervensystems (ZNS) und stellt den Hauptleitungsweg zwischen Gehirn und Körper dar. Es erstreckt sich vom Foramen magnum im Os occipitale bis zur Höhe des ersten Lendenwirbels. Tiefer gelegen ist die Cauda equina, die aus den Nerven des Plexus lumbosacralis gebildet wird. Am unteren Ende verjüngt sich das Rückenmark zum Conus medullaris und endet als dünner Strang (Filum terminale).

Aufbau des Rückenmarks

Im Querschnitt ist das Rückenmark in einen H-förmigen Bereich mit grauer Substanz (bestehend aus verknüpften neuronalen Zellkörpern) und einen umgebenden Bereich mit weißer Substanz (bestehend aus auf- und absteigenden Bahnen myelinisierter Axone) unterteilt. Die graue Substanz wird in Vorderhorn, Hinterhorn und Seitenhorn unterteilt:

• Das Vorderhorn enthält motorische Nervenzellen, die für die Ansteuerung der Muskulatur zuständig sind.
• Das Hinterhorn enthält sensorische Nervenzellen, die Informationen aus der Peripherie empfangen und weiterleiten.
• Das Seitenhorn (nur im Brust- und Lendenbereich) enthält Nervenzellen des autonomen Nervensystems.

Die weiße Substanz enthält die auf- und absteigenden Nervenbahnen, die Informationen zwischen Gehirn und Körper austauschen. Zu den wichtigsten aufsteigenden Bahnen gehören:

• Fasciculus gracilis und Fasciculus cuneatus (Hinterstrangbahnen): Übertragen feine Mechanosensorik und Propriozeption (Lageempfindung)
• Tractus spinothalamicus anterior und lateralis (Anterolaterales System): Übertragen protopathische Sensibilität (Schmerz, Temperatur, grobe Berührung)

Zu den wichtigsten absteigenden Bahnen gehören:

• Tractus corticospinalis lateralis und anterior (Pyramidenbahn): Steuert die Willkürmotorik des Körpers
• Tractus vestibulospinalis lateralis und medialis: Vermittelt Reflexe des Lage- und Gleichgewichtssinns
• Tractus reticulospinalis medialis: Aktiviert Extensoren und hemmt Flexoren
• Tractus rubrospinalis: Aktiviert Flexoren und hemmt Extensoren

Versorgung des Rückenmarks

Das Rückenmark wird von einer vorderen und zwei paarigen, hinteren Spinalarterien versorgt. Die Spinalarterien entspringen aus den Aa. vertebrales und den Aa. intercostales. Die venöse Drainage erfolgt über die Vv. spinales anteriores und posteriores, die in den Plexus venosus vertebralis münden.

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Die Hirnhäute (Meningen)

Das Rückenmark wird von drei Hirnhäuten (Meningen) umhüllt:

• Dura mater (harte Hirnhaut): Äußerste, derbe Schicht
• Arachnoidea (Spinngewebshaut): Mittlere, netzartige Schicht
• Pia mater (weiche Hirnhaut): Innerste, dem Rückenmark direkt anliegende Schicht

Der Spaltraum zwischen Arachnoidea und Pia mater ist mit Liquor (Gehirn-Rückenmark-Flüssigkeit) gefüllt. Ein weiterer Spaltraum, der Epiduralraum, befindet sich zwischen der Knochenhaut der Wirbelkörper (Periost) und der Dura mater. Er enthält Fett und den Plexus venosus vertebralis und dient als Polster und Verschieberaum bei Bewegungen der Wirbelsäule.

Foramina intervertebralia (Zwischenwirbellöcher)

Das Foramen intervertebrale, auch Zwischenwirbelloch genannt, ist eine knöcherne Öffnung, die zwischen zwei benachbarten Wirbeln der Wirbelsäule entsteht. Es befindet sich seitlich der Wirbelsäule. Die Wirbel nehmen zur Lendenwirbelsäule hin an Größe zu und das Verhältnis von Bälkchen (Spongiosa) zu kompakter Knochensubstanz im Wirbelkörper nimmt ebenfalls zu. Auch die Belastung der Wirbelsäule steigt zur Lendenwirbelsäule hin an. Daher sind degenerative Veränderungen und Schmerzen in diesem Bereich besonders häufig.

Begrenzungen und Inhalt

Nach vorne begrenzen die Bandscheiben und die Wirbelkörper die Foramina intervertebralia. Nach hinten tut dies der Processus articularis superior. Aus dem Foramen vertebrale laufen die jeweiligen Spinalnerven mit ihren versorgenden Gefäßen aus dem Wirbelkanal in die Peripherie. Durch diese Öffnung treten die Spinalnerven aus der Wirbelsäule aus.

Funktion

Das Foramen intervertebrale dient als Durchtrittsstelle für die Spinalnerven, die vom Rückenmark in die Peripherie ziehen, sowie für begleitende Blutgefäße. Die aus dem Spinalkanal austretenden Spinalnerven teilen sich in vier Äste auf:

• Ramus meningeus: Versorgt sensibel die Hirnhäute, den Wirbelkanal sowie die vorderen Anteile der Gelenkkapsel der Facettengelenke der gleichen und darunter liegenden Ebene.
• Rami communicantes: Fasern des sympathischen Nervensystems, die zum Truncus sympathicus ziehen und u.a. periphere Gefäße und die Haut innervieren.
• Ramus dorsalis: Versorgt sowohl sensibel als auch motorisch den hinteren Teil der Gelenkkapsel des Facettengelenks und auch die hintere Rumpfwand sowie die Rückenmuskulatur.
• Ramus ventralis: Zieht zur vorderen Rumpfwand und versorgt die Haut und die Muskulatur. Im Bereich der Extremitäten formen seine Fasern die vorderen Äste des Plexus.

Klinische Bedeutung

Das Foramen intervertebrale hat eine hohe klinische Bedeutung, da hier die Spinalnerven die Wirbelsäule verlassen. Eine Verengung (Foramenstenose) kann verschiedene Ursachen und Auswirkungen haben. Bei Verengungen des Foramen intervertebrale werden typischerweise die Nervenwurzeln komprimiert, die austreten. Das mündet in typischen radikulären Syndromen, die abhängig von der austretenden Nervenwurzel sind. Bei einem Bandscheibenvorfall kommt es zum Austritt von Bandscheibenmaterial.

Mögliche Ursachen für eine Foramenstenose sind:

• Bandscheibenvorfall: Austritt von Bandscheibengewebe, das auf die Nervenwurzel drückt. Darstellung eines Bandscheibenvorfalls (Diskusprolaps). Der innere Bandscheibenkern (dunkelblau) durchbricht den äußeren Faserring (hellblau) und kann einen Spinalnerven (gelb) komprimieren. Ausfallerscheinungen und Lähmungen können die Folge sein. Bei einem Bandscheibenvorfall reißt der zähe Faserknorpel der Bandscheibe. Ihr gallertiger Kern tritt in den Wirbelkanal aus. Drückt der Gallertkern auf einen Rückenmarksnerven, leiden Betroffene unter starken Rückenschmerzen, die teilweise bis in Arme und Beine ausstrahlen.
• Spondylose: Degenerative Veränderungen der Wirbelkörper, die zu Knochenanbauten (Osteophyten) führen können.
• Arthrose der Facettengelenke: Verschleiß der kleinen Wirbelgelenke, der zu einer Verdickung der Gelenkkapsel und Knochenanbauten führen kann.
• Wirbelgleiten (Spondylolisthesis): Verschiebung eines Wirbels gegenüber dem darunter liegenden Wirbel, was zu einer Verengung des Foramen intervertebrale führen kann.
• Tumoren: Selten können Tumoren im Bereich des Foramen intervertebrale zu einer Kompression der Nervenwurzel führen.

Die Symptome einer Foramenstenose hängen von der betroffenen Nervenwurzel ab und können sein:

• Schmerzen: Ausstrahlende Schmerzen in Arme oder Beine (Radikulopathie)
• Missempfindungen: Kribbeln, Taubheitsgefühl oder Brennen in den betroffenen Extremitäten
• Muskelschwäche: Kraftverlust in den von der betroffenen Nervenwurzel versorgten Muskeln
• Reflexveränderungen: Abgeschwächte oder fehlende Reflexe

Diagnostik und Therapie

Die Diagnose einer Foramenstenose wird in der Regel anhand der Anamnese, der körperlichen Untersuchung und bildgebenden Verfahren gestellt. Zu den bildgebenden Verfahren gehören:

• Röntgen: Kann degenerative Veränderungen der Wirbelsäule darstellen.
• Computertomographie (CT): Zeigt knöcherne Strukturen detaillierter als Röntgen.
• Magnetresonanztomographie (MRT): Kann Weichteilstrukturen wie Bandscheiben, Nervenwurzeln und Rückenmark darstellen.

Die Therapie einer Foramenstenose richtet sich nach der Ursache und dem Schweregrad der Symptome. Konservative Behandlungsmethoden umfassen:

• Schmerzmittel: Zur Linderung der Schmerzen
• Physiotherapie: Zur Stärkung der Muskulatur und Verbesserung der Beweglichkeit
• Injektionen: Kortisoninjektionen können Entzündungen reduzieren und Schmerzen lindern. Bei einer Radikulopathie kann man die interventionelle Schmerztherapie lindern. Dabei spritzt der Arzt unter Röntgenkontrolle ein Gemisch aus Kortison und Betäubungsmitteln in die Nähe der gereizten Nervenwurzel. Eine Injektion mit Kortison kann kurzzeitig Schmerzen und Entzündungen lindern. Kortison (auch Cortison) ist ein lebenswichtiges Hormon, das vom menschlichen Körper in der Nebennierenrinde gebildet wird. Es wirkt u. a. stark entzündungshemmend und deshalb auch schmerzlindernd. Künstlich hergestellte Kortisonpräparate werden als antiinflammatorische (entzündungshemmende) Wirkstoffe bei zahlreichen Erkrankungen verwendet. Auch in der Orthopädie nutzt man die schnelle entzündungshemmende und schmerzlindernde Wirkung von Kortison. Häufig wird die Substanz direkt in einen Gelenkspalt gespritzt, so z. B. bei der Kalkschulter oder beim Hallux rigidus.
• Manuelle Therapie: Zur Lösung von Blockaden und Verspannungen

In schweren Fällen, in denen konservative Maßnahmen nicht ausreichend helfen, kann eine Operation erforderlich sein. Ziel der Operation ist es, den Druck auf die Nervenwurzel zu reduzieren und das Foramen intervertebrale zu erweitern.

Erkrankungen des Rückenmarks

Das Rückenmark kann durch verschiedene Erkrankungen geschädigt werden, die zu neurologischen Ausfällen führen können. Zu den häufigsten Erkrankungen gehören:

• Bandscheibenvorfall (Prolapsus nuclei pulposi): Meist degenerativ oder manchmal auch traumatisch bedingt. Ein Bandscheibenvorfall) drückt auf das Rückenmark und führt so zu neurologischen Ausfallerscheinungen.
• Spinalkanalstenose: Verengung des Wirbelkanals, die zu einer Kompression des Rückenmarks und der Nervenwurzeln führt. Eine Spinalkanalstenose kann zu fast unerträglichen Schmerzen im unteren Rücken führen. Oft strahlen diese auch aus und es entwickeln sich starke Beinschmerzen, die das Gehen erschweren. Bei einer Spinalkanalstenose handelt es sich um eine Verengung (Stenose) des knöchernen Wirbelkanals, in dem das Rückenmark verläuft. Ursache dafür sind vor allem degenerative Prozesse. Dabei ragen Knochenanbauten oder verdickte Bänder in den Spinalkanal hinein und drücken auf Rückenmark und Nervenwurzeln. Die z. T. quälenden Beschwerden variieren je nach Ort der Einengung. Bei einer Spinalkanalstenose der Halswirbelsäule kommt es z. B. zu Nackenschmerzen und Störungen der Feinmotorik. Häufiger entsteht eine Stenose jedoch im Bereich der Lendenwirbel (lumbale Spinalkanalstenose). Behandelt wird die Spinalkanalstenose meist konservativ. In manchen Fällen ist eine Operation erforderlich, um das Nervengewebe vom Druck zu befreien.
• Multiple Sklerose: Chronisch-entzündliche Autoimmunerkrankung, die zur Demyelinisierung des zentralen Nervensystems (ZNS) führt. Multiple Sklerose ist die häufigste demyelinisierende Erkrankung, wobei vor allem junge Frauen* betroffen sind. Das klinische Erscheinungsbild variiert stark je nach Lokalisation der Läsionen, beinhaltet jedoch typischerweise neurologische Symptome, die das Sehvermögen, die motorischen Funktionen, die Sensorik und die autonome Funktion beeinträchtigen.
• 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.
• 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.
• Tumoren: Tumoren können im Rückenmark selbst (intramedullär) oder außerhalb des Rückenmarks (extramedullär) entstehen und zu einer Kompression des Rückenmarks führen.
• 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.

Schmerztherapie an der Wirbelsäule

Rückenschmerzen können verschiedene Ursachen haben und unterschiedliche Bereiche der Wirbelsäule betreffen. In den meisten Fällen handelt es sich um unspezifische Rückenschmerzen, die auf einer lang andauernden, ungünstigen Belastung des Rückens beruhen. Diese führt zu muskulären Verspannungen und Verkürzungen sowie verkümmerten Faszien oder Bändern. Dazu gehören einseitige und übermäßige Belastungen, z. B. durch Fließbandarbeit oder körperlich schwere Tätigkeiten.

Je nach Diagnose verschreibt der Rückenspezialist spezifische konservative Therapien, Medikamente oder Operationen. Bei chronischen Schmerzen können interventionelle Schmerztherapien wie die Neuromodulation mit PASHA®-Katheter bzw. EPRF eingesetzt werden.

Facettendenervierung

Bei der Facettendenervierung schaltet der Operateur die Schmerzweiterleitung aus, indem er die Schmerzfasern im Bereich des arthrotischen Gelenks verödet. Durch die Denervierung lassen sich die Schmerzen rasch und meist langfristig ausschalten. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Facettengelenke zu denervieren. entsprechenden Nervenfasern mit einer speziellen Wärmesonde, die sogenannte Thermokoagulation.

Therapie von Nervenwurzeln mit PASHA-Katheter

Aus verschiedenen Gründen kann eine Nervenwurzel gereizt sein und chronisch Schmerzsignale an das Gehirn senden. Durch Stimulation mit der PASHA-Elektrode kann die Schmerzweiterleitung im Rückenmark dauerhaft moduliert werden, ohne dem Nerven zu schaden. Der PASHA®-Katheter ist eine minimalinvasive Schmerztherapie durch elektrische Neuromodulation: Das ist die dauerhafte Änderung der Schmerzleitung nach hochfrequenter Strombehandlung durch eine in die Nähe der schmerzleitenden Fasern eingebrachte kleine Elektrode, die an einem flexiblen Schlauch (Katheter) befestigt ist. Diese minimalinvasive Schmerztherapie wird als "Epidurale gepulste Radiofrequenztherapie" (EPRF) bezeichnet. Der übliche Name für diese EPRF-Therapie (PASHA®-Katheter) stammt von dem Erfinder dieses Verfahrens (Dr. Omar Pasha).

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