Das Gehirn und das Rückenmark bilden zusammen das zentrale Nervensystem (ZNS), das die Schaltzentrale des Körpers darstellt. Das Rückenmark spielt dabei eine entscheidende Rolle als Verbindungsglied zwischen dem Gehirn und dem restlichen Körper. Es leitet nicht nur Signale zwischen Gehirn und Peripherie weiter, sondern ist auch an der Auslösung von Reflexen beteiligt. Dieser Artikel beleuchtet die Anatomie, Funktion und mögliche Erkrankungen des Rückenmarks, um ein umfassendes Verständnis dieser wichtigen Struktur zu ermöglichen.
Anatomie des Rückenmarks
Das Rückenmark (Medulla spinalis) ist ein etwa 45 Zentimeter langer und etwa einen Zentimeter dicker Strang aus Nervenzellen und ihren langen Fortsätzen. Es erstreckt sich vom Hirnstamm bis zu den unteren Lendenwirbeln und liegt geschützt im Wirbelkanal innerhalb der Wirbelsäule.
Aufbau im Detail
Das Rückenmark besteht aus Nervengewebe, das sich in graue und weiße Substanz unterteilen lässt:
- Graue Substanz: Sie liegt schmetterlingsförmig im Zentrum des Rückenmarks und besteht hauptsächlich aus Nervenzellkörpern. Ihre Aufgabe ist die Aufnahme und Verarbeitung von Reizen aus Gehirn und Peripherie. Die graue Substanz gliedert sich in Hinterhorn, Zwischenhorn und Vorderhorn, die jeweils spezifische Aufgaben bei der Reizverarbeitung haben.
- Mediale Kerngruppen des Vorderhorns: Ncl. dorsomedialis und Ncl. ventromedialis
- Laterale Kerngruppen des Vorderhorns: Ncl. dorsolateralis, Ncl. ventrolateralis und Ncl. retrodorsolateralis
- Zentrale Kerngruppen des Vorderhorns im Zervikalmark: Ncl. phrenicus und Ncl. spinalis n. accessorii
- Laterale Kerngruppen des Vorderhorns im Halsmark: Ncl. lateralis (C8-Th2; Ncl. cervicothoracicus)
- Weiße Substanz: Sie umgibt die graue Substanz und besteht hauptsächlich aus Axonen, den langen Nervenzellfortsätzen. Sie leitet die Nervenimpulse aus dem Gehirn oder der Peripherie weiter. Hier verlaufen aufsteigende (sensible) und absteigende (motorische) Nervenbahnen.
Nervenwurzeln und Spinalnerven
Das Rückenmark ist segmentartig aufgebaut, wobei jedem Segment ein Paar Spinalnerven zugeordnet ist. Diese Spinalnerven entstehen durch die Vereinigung von Vorder- und Hinterwurzeln, die aus dem Rückenmark austreten:
- Vorderwurzeln: Sie enthalten motorische Nervenfasern, die Signale vom Gehirn zu den Muskeln leiten.
- Hinterwurzeln: Sie enthalten sensible Nervenfasern, die Signale aus der Körperperipherie zum Gehirn leiten.
Die Spinalnerven markieren den Übergang zwischen zentralem und peripherem Nervensystem und stellen die Verbindung zu den Nerven der Körperperipherie her. Es gibt insgesamt 31 bis 33 Segmente: acht Halssegmente, zwölf Brustsegmente, fünf Lendensegmente, fünf Kreuzbeinsegmente und ein bis drei Steißbeinsegmente.
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Rückenmarkshäute (Meningen)
Das Rückenmark wird von drei bindegewebigen Schichten umhüllt, den Rückenmarkshäuten:
- Dura mater spinalis: Die harte Außenhülle.
- Arachnoidea spinalis: Die weichere Zwischenhaut.
- Pia mater spinalis: Die zarte Innenhaut.
Zwischen der mittleren und der inneren Rückenmarkshaut befindet sich der Subarachnoidalraum, der mit Nervenwasser (Liquor) gefüllt ist.
Blutversorgung des Rückenmarks
Das Rückenmark wird von einer vorderen und zwei paarigen, hinteren Spinalarterien versorgt. Die Spinalarterien entspringen aus den Aa. vertebrales und den A. cervicalis ascendens, A. cervicalis profunda, A. intercostalis suprema, Aorta, A. lumbalis und A. iliolumbalis. Die A. spinalis anterior speist die A. sulcocommissuralis, die die vordere graue Substanz versorgt. Das venöse Blut wird über die Vv. spinales anteriores und posteriores drainiert. Die V. spinalis posterior steht in Verbindung mit den Vv. intervertebrales und bildet ein Netzwerk. Im Halsbereich erfolgt die Drainage in die V. vertebralis; im Thorakalbereich in die (Hemi-)Azygosvenen, die gemeinsam in die V. cava superior drainieren; im Lumbalbereich in die V. cava inferior und im Sakralbereich in die V. iliaca interna.
Funktion des Rückenmarks
Das Rückenmark erfüllt zwei Hauptfunktionen:
- Weiterleitung von Signalen: Es leitet Signale zwischen Gehirn und Körperperipherie weiter und fungiert somit als Verbindungsapparat.
- Aufsteigende Bahnen: Sie leiten sensible Informationen aus der Peripherie (z.B. Berührung, Schmerz, Temperatur) zum Gehirn. Zu den wichtigsten aufsteigenden Bahnen gehören die Hinterstrangbahnen (Fasciculus gracilis und cuneatus) für feine Mechanosensorik und Propriozeption sowie das anterolaterale System (Tractus spinothalamicus anterior und lateralis) für protopathische Sensibilität und grobe Mechanosensorik.
- Absteigende Bahnen: Sie leiten motorische Befehle vom Gehirn zu den Muskeln. Die wichtigste absteigende Bahn ist die Pyramidenbahn (Tractus corticospinalis lateralis und anterior) für Willkürmotorik. Weitere absteigende Bahnen sind der Tractus vestibulospinalis lateralis und medialis für die Vermittlung von Reflexen des Lage- und Gleichgewichtssinns sowie der Tractus reticulospinalis medialis und lateralis für die Aktivierung von Extensoren bzw. Flexoren.
- Reflexe: Das Rückenmark ist in der Lage, bestimmte Körperreaktionen selbstständig auszulösen, ohne Beteiligung des Gehirns. Diese Reaktionen werden als Reflexe bezeichnet und dienen dem Schutz des Körpers vor Schäden. Ein Beispiel ist der Rückziehreflex bei Berührung einer heißen Oberfläche.
Wichtige aufsteigende und absteigende Bahnen im Überblick
| Bahn | Funktion | Ursprung/Ziel |
|---|---|---|
| Fasciculus gracilis (Goll) | Feine Mechanosensorik und Propriozeption (untere Extremitäten und unterer Rumpf) | Ipsilateraler Ncl. gracilis (Medulla oblongata) → Kontralateraler Ncl. ventralis posterolateralis thalami → Primärer somatosensorischer Kortex |
| Fasciculus cuneatus (Burdach) | Feine Mechanosensorik und Propriozeption (obere Extremitäten und oberer Rumpf) | Ipsilateraler Ncl. cuneatus (Medulla oblongata) → Kontralateraler Ncl. ventralis posterolateralis thalami → Primärer somatosensorischer Kortex |
| Tractus spinothalamicus anterior | Protopathische Sensibilität (langsame Schmerzempfindungen), grobe Mechanosensorik | Ncl. proprius → Kontralaterale Thalamuskerne, Formatio reticularis, Substantia grisea centralis → Primärer somatosensorischer Kortex, Frontallappen, Gyrus cinguli |
| Tractus spinothalamicus lateralis | Protopathische Sensibilität (schnelle Schmerzempfindungen), Thermosensorik | Ncl. posteromarginalis, Ncl. proprius → Kontralaterale Thalamuskerne, Formatio reticularis, Substantia grisea centralis → Primärer somatosensorischer Kortex, Frontallappen, Gyrus cinguli |
| Tractus corticospinalis lateralis | Willkürmotorik für den Körper | Primär- und sekundärmotorischer Kortex (Area 4 und 6) → Kontralateral: α-Motoneuron → Skelettmuskulatur des Körpers |
| Tractus corticospinalis anterior | Willkürmotorik für den Körper | Primär- und sekundärmotorischer Kortex (Area 4 und 6) → Ipsilateral: α-Motoneuron → Skelettmuskulatur des Körpers |
| Tractus vestibulospinalis lateralis | Vermittlung von Reflexen des Lage- und Gleichgewichtssinns, Aktivierung der Extensoren und Hemmung der Flexoren | Ncl. vestibularis lateralis (Deiters) → Ipsilateral: α- und γ-Motoneurone (über Interneurone) → Skelettmuskulatur |
| Tractus vestibulospinalis medialis | Monosynaptische Hemmung von Motoneuronen | Ncl. vestibularis medialis → Ipsi- und kontralaterales zervikothorakales Mark: α- und γ-Motoneurone (über Interneurone) → Muskulatur des Nackens und des oberen Rückens |
| Tractus reticulospinalis medialis | Aktivierung der Extensoren und Hemmung der Flexoren | Pontine Formatio reticularis → Ipsilateral: α- und γ-Motoneurone (über Interneurone) → Skelettmuskulatur |
| Tractus rubrospinalis (Monakow) | Aktivierung der Flexoren und Hemmung der Extensoren, Feinmotorik | Ncl. ruber → Kontralateral: α- und γ-Motoneurone (über Interneurone) → Skelettmuskulatur |
Mögliche Erkrankungen des Rückenmarks
Das Rückenmark kann durch verschiedene Krankheiten und Verletzungen in Mitleidenschaft gezogen werden. Der medizinische Fachbegriff für eine Schädigung des Rückenmarks jeglicher Ursache lautet Myelopathie.
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Ursachen für Myelopathien
- Entzündliche Myelopathie (Myelitis): Entzündung des Rückenmarks, z.B. durch Viren oder Bakterien.
- Vaskuläre Myelopathie: Bedingt durch Erkrankungen oder Verschlüsse der versorgenden Gefäße, z.B. Blutung im Wirbelkanal oder Rückenmarksinfarkt.
- Kompressionsmyelopathie: Quetschung des Rückenmarks, z.B. 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).
Weitere Erkrankungen des Rückenmarks
- Amyotrophe Lateralsklerose (ALS): Neurodegenerative Erkrankung der oberen und unteren Motoneurone.
- Multiple Sklerose (MS): Chronisch-entzündliche Autoimmunerkrankung, die zur Demyelinisierung des ZNS führt.
- Bandscheibenvorfall (Prolapsus nuclei pulposi): Druck auf das Rückenmark durch vorgefallenes Bandscheibengewebe.
- Neuralrohrdefekte: Fehlerhafter Verschluss des Neuralrohrs während der Embryonalentwicklung.
Symptome von Rückenmarkserkrankungen
Die Symptome einer Myelopathie hängen von der Höhe und dem Ausmaß der Schädigung ab. Mögliche Symptome sind:
- Missempfindungen wie Kribbelgefühle (z.B. in Händen und Armen)
- Lähmungen (bis hin zur Querschnittslähmung)
- Probleme beim Wasserlassen und Stuhlgang
Diagnostik
Zur Diagnose von Rückenmarkserkrankungen werden verschiedene Verfahren eingesetzt:
- Neurologische Untersuchung: Beurteilung der motorischen und sensorischen Funktionen sowie der Reflexe.
- Bildgebende Verfahren: Magnetresonanztomographie (MRT) zur Darstellung des Rückenmarks und umliegender Strukturen.
- Liquoruntersuchung: Entnahme von Nervenwasser zur Analyse von Entzündungszeichen oder anderen Auffälligkeiten.
- Elektrophysiologische Untersuchungen: Messung der Nervenleitgeschwindigkeit zur Beurteilung der Funktion der Nervenbahnen.
Klinische Syndrome
Verschiedene klinische Syndrome können auf spezifische Schädigungen des Rückenmarks hinweisen:
- Zentromedulläres Syndrom: Verletzung des Zentrums des Rückenmarks, betrifft spinothalamische Bahnen und mediale Anteile der Tractus corticospinales.
- Vorderes Quadrantensyndrom: Verletzung des ventralen Rückenmarks, unter Schonung der dorsalen Anteile.
- Hinteres Quadrantensyndrom: Betrifft dorsale Säulen, Tractus corticospinales und absteigende autonome Bahnen zur Blase.
- Brown-Séquard-Syndrom: Halbseitige Rückenmarkschädigung.
Therapie
Die Therapie von Rückenmarkserkrankungen richtet sich nach der Ursache der Erkrankung. Mögliche Therapieansätze sind:
- Medikamentöse Therapie: Z.B. entzündungshemmende Medikamente bei Myelitis oder Immuntherapie bei Multipler Sklerose.
- Chirurgische Therapie: Z.B. Entfernung eines Tumors oder Entlastung des Rückenmarks bei Bandscheibenvorfall.
- Physiotherapie und Rehabilitation: Zur Verbesserung der motorischen Funktionen und zur Anpassung an die Einschränkungen.
Das Rückenmark im Kontext des Nervensystems
Das Rückenmark ist ein integraler Bestandteil des Nervensystems, das in zentrales und peripheres Nervensystem unterteilt wird. Das zentrale Nervensystem (ZNS) umfasst Gehirn und Rückenmark, während das periphere Nervensystem alle Nerven außerhalb des ZNS beinhaltet.
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Das Nervensystem: Ein Überblick
Das Nervensystem ermöglicht es dem Körper, Informationen aus der Umwelt und dem Inneren des Körpers aufzunehmen, zu verarbeiten und darauf zu reagieren. Es besteht aus Milliarden von Nervenzellen (Neuronen), die über Synapsen miteinander verbunden sind.
Funktionelle Unterscheidung
Funktionell lässt sich das Nervensystem in das somatische (willkürliche) und das autonome (unwillkürliche) Nervensystem unterteilen. Das somatische Nervensystem steuert bewusste Bewegungen, während das autonome Nervensystem lebenswichtige Körperfunktionen wie Atmung, Herzschlag und Verdauung reguliert. Das autonome Nervensystem wird weiter in Sympathikus und Parasympathikus unterteilt, die gegensätzliche Funktionen ausüben.
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