Die korrekte Funktion der Unterschenkelmuskulatur ist essenziell für unsere Bewegungsfähigkeit und wird maßgeblich durch den Nervus tibialis gesteuert. Dieser Nerv, ein Ast des Nervus ischiadicus, kann bei Schädigung oder Kompression deutliche klinische Auffälligkeiten verursachen. Zudem spielen Dermatome am Bein eine wichtige Rolle bei der Versorgung der Zehen.
Anatomische Grundlagen
Der Plexus sacralis und der Nervus ischiadicus
Der Plexus sacralis ist ein Nervengeflecht, aus dem der Nervus ischiadicus entspringt, umgangssprachlich auch als Ischiasnerv bekannt. Dieser Nerv ist der größte und längste Nerv des lumbosakralen Plexus.
Faserqualitäten der Nerven
Nerven können verschiedene Faserqualitäten führen. Grundsätzlich leiten sie Informationen zum zentralen Nervensystem (Afferenzen) oder vom ZNS weg (Efferenzen). Zudem wird unterschieden zwischen der Leitung von Empfindungen und der Steuerung von Muskeln.
Verlauf des Nervus tibialis
Der Nervus tibialis zweigt sich an der dorsalen, distalen Seite des Oberschenkels vom Nervus ischiadicus ab. Er beginnt demnach in der unteren Hälfte der Oberschenkelrückseite, kurz oberhalb der Kniekehle (Fossa poplitea). Dort verläuft er relativ oberflächlich und zieht anschließend nach distal zwischen den tiefen Flexoren und dem Musculus soleus in der tiefen Flexorenloge der Unterschenkelmuskulatur. Daraufhin führt er durch den Canalis malleolaris, was durch die Teilung in seine zwei Endäste ermöglicht wird.
Äste des Nervus tibialis
In seinem Verlauf gibt der Nervus tibialis mehrere Äste ab, welche die einzelnen Muskeln innervieren. Der erste Abgang ist der Nervus interosseus cruris, der direkt in der Kniekehle abgeht und zur Membrana interossea cruris zieht, welche die Unterschenkelknochen (Tibia und Fibula) verbindet. Die dorsale Haut des Unterschenkels wird vom Nervus cutaneus surae medialis versorgt. Er verläuft zwischen den zwei Köpfen des Musculus gastrocnemicus nach distal und durchbricht in der unteren Hälfte die Muskelfaszie des Unterschenkels. Daraufhin begleitet er die Vena saphena parva, woraufhin er sich mit dem Ramus communicans peroneus des Nervus cutaneus surae lateralis vereinigt und den Nervus suralis bildet. Der Nervus tibialis gibt auch Rami musculares ab, die einige Muskeln der dorsalen Seite der unteren Extremität innervieren.
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Innervation der Fußsohle und Zehen
Die sensible Innervation der Haut der Fußsohle erfolgt durch die Nervi plantares medialis und lateralis, die beiden Endäste des Nervus tibialis. Diese Nerven sind somit auch für die Innervation der Zehen zuständig.
Klinische Bedeutung
Schädigung und Kompression des Nervus tibialis
Eine Schädigung oder Kompression des Nervus tibialis kann zu klinischen Auffälligkeiten führen. Bei einer kompletten Schädigung fallen die Supinatoren und Flexoren des Unterschenkels aus. Ursachen hierfür können eine Tibiafraktur oder das Tarsaltunnelsyndrom sein. In der Untersuchung des Patienten fällt ein eingeschränkter oder nicht möglicher Zehengang auf, und der Fuß erscheint proniert und dorsalextendiert.
Mediales Tarsaltunnelsyndrom
Wenn der Nervus tibialis oder seine Endäste im Bereich des Canalis malleolaris komprimiert sind, entwickelt sich das mediale Tarsaltunnelsyndrom. Ursachen können Distorsionen oder Frakturen in diesem Bereich sein. Symptome sind Schmerzen und Sensibilitätsstörungen im Bereich der Fußsohle sowie eine Lähmung der kurzen Fußmuskulatur.
Morton-Metatarsalgie
Eine Komplikation des Spreizfußes (Pes transversoplanus) ist die Morton-Metatarsalgie, auch Morton-Neuralgie genannt. Durch das Absinken der Mittelfußknochen II bis IV werden die Metatarsalköpfchen II bis IV übermäßig belastet, was zu schmerzhaften Schwielen (Metatarsalgie) führt. Plötzliche und stechende Schmerzen auf der Plantarseite des Fußes deuten auf eine Morton-Neuralgie hin, die durch Druck auf eine Stelle der Nervi digitales plantares communes verursacht wird.
Dermatome am Bein
Definition und Funktion
Dermatome sind Bereiche der Haut, die von bestimmten Spinalnerven sensibel innerviert werden. Jeder Spinalnerv ist mit einem spezifischen Segment des Rückenmarks verbunden, und die Dermatome am Bein erstrecken sich von der Hüfte bis zu den Zehen. Ihre Hauptfunktion besteht darin, sensorische Informationen wie Berührung, Druck, Schmerz, Temperatur und Vibration von der Haut zu sammeln und an das Gehirn weiterzuleiten.
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Anatomie der Dermatome am Bein
Die Anatomie der Dermatome am Bein ist eng mit der Anatomie der Nervenwurzeln und des Rückenmarks verbunden. Die Dermatome sind in verschiedene Bereiche unterteilt, die jeweils von einem bestimmten Spinalnerv versorgt werden. Die sensiblen Dermatome am Bein umfassen:
- L2: Kennmuskel: M. iliopsoas (Hüftbeugung)
- L3: Kennmuskel: M. quadriceps femoris (Knies Extension)
- L4: Kennmuskel: M. tibialis anterior (Dorsalextension des Fußes)
- L5: Kennmuskel: M. extensor hallucis longus (Extension der Großzehe)
- S1: Kennmuskel: M. gastrocnemius (Plantarflexion des Fußes) und M. gluteus maximus (Hüftextension)
Klinische Relevanz der Dermatome
Die Kenntnis der Dermatome ist wichtig für die Diagnose von Nervenwurzelkompressionen, wie sie beispielsweise bei einem Bandscheibenvorfall auftreten können. Symptome eines Bandscheibenvorfalls in der Lendenwirbelsäule (LWS) können starke Rückenschmerzen, Schmerzen, die in die Beine ausstrahlen (Ischialgie), sowie Taubheitsgefühle, Kribbeln oder Muskelschwäche in den Beinen sein.
Das S1-Syndrom, eine Kompression oder Reizung des ersten Sakralnervs (S1), kann durch einen Bandscheibenvorfall in der Lendenwirbelsäule, degenerative Veränderungen oder eine Verengung des Wirbelkanals (Spinalkanalstenose) verursacht werden. Die Symptome umfassen Schmerzen im unteren Rücken, die über das Gesäß und die Rückseite des Beins bis hin zur Außenseite des Fußes und der kleinen Zehen ausstrahlen. Zudem kann es zu Taubheitsgefühlen, Kribbeln oder Schwäche in diesen Bereichen kommen. Besonders charakteristisch für ein S1-Syndrom ist die Schwäche in der Fuß- und Zehenbewegung, insbesondere beim Gehen auf den Zehenspitzen.
Plexus lumbosacralis
Aufbau und Funktion
Der Plexus lumbosacralis rekrutiert sich aus den ventralen Ästen der Spinalnerven L1-S3 sowie aus dem N. subcostalis und dem N. coccygeus. Er besteht aus dem Plexus lumbalis ([Th12] L1-L4) und dem Plexus sacralis (L5-S4), welcher den Plexus ischiadicus (L5-S3) und den Plexus pudendus (S2-S4) enthält.
Plexus lumbalis
Der Plexus lumbalis läuft zwischen dem M. psoas major und dem M. psoas minor und versorgt beide Muskeln sowie den M. quadratus lumborum mit kurzen Nervenästen. Aus dem Plexus lumbalis entspringen in kraniokaudaler Reihenfolge die Nn. iliohypogastricus, ilioinguinalis, cutaneus femoris lateralis und femoralis. Der N. genitofemoralis erscheint an der Ventralseite des M. psoas, während der N. obturatorius am medialen Rand des M. psoas hervortritt.
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Plexus sacralis
Die Axone, die durch den Plexus sacralis ziehen, sind für die motorischen und sensiblen Funktionen der dorsalen Seite des Oberschenkels sowie für den gesamten Unterschenkel und Fuß verantwortlich. Die Axone der Ansa lumbalis V verbinden sich mit den Sakralnerven zum Plexus sacralis. Der Plexus liegt retroperitoneal im kleinen Becken, vor dem M. piriformis und hinter den Ureteren und somit mediokaudal des Plexus lumbalis. Die proximalsten Abgänge sind die der Nn. glutaeus superior und inferior. Als Unterabschnitt des Plexus sacralis entsteht der Plexus ischiadicus, aus dem kleine Muskeläste den M. piriformis, die Mm. gemelli und den M. quadratus femoris versorgen. Hauptnerv ist der N. ischiadicus (L4-S2), der durch das Foramen infrapiriforme zieht.
Plexus pudendus
Der Plexus pudendus formt sich aus den Ventralästen der Spinalnerven S2-S4. Aus ihm gehen Muskeläste für den M. levator ani und den M. coccygeus ab; sein Hauptnerv ist der N. pudendus.
Autonome Funktionen und Blutversorgung
Für die klinische Differenzialdiagnose von Beinplexusschädigungen und radikulären Läsionen ist die Untersuchung der autonomen Funktionen entscheidend. Im Plexus lumbosacralis verlaufen sympathische Nervenfasern, im Plexus pudendus zusätzlich parasympathische Fasern. Die Blutversorgung der verschiedenen Plexusanteile erfolgt über Äste der Aa. lumbales oder aus dem R. lumbalis der A. iliolumbalis.
Schädigungen des Plexus lumbosacralis
Schädigungen des Plexus lumbalis führen zu einer schlaffen Parese der vom N. femoralis und vom N. obturatorius versorgten Muskeln. Es kommt zu Paresen der Hüftbeugung, der Hüftadduktion sowie der Kniestreckung. Der Quadrizeps- und der Adduktorenreflex sind abgeschwächt oder erloschen. Sind die proximalen Plexusanteile mitbetroffen, findet sich eine Sensibilitätsstörung unterhalb der Leiste. Die Gefühlsstörung betrifft sonst die Vorderinnenseite des Oberschenkels (N. femoralis), die Vorderaußenseite des Oberschenkels (N. cutaneus femoris lateralis) und die Innenseite des Unterschenkels (N. saphenus).
Schädigungen des Plexus sacralis führen zu einer Parese der ischiokruralen Muskulatur (also der Kniebeugung) sowie zu einer Parese der Unterschenkel-, Fuß- und Zehenmuskulatur. Eine Parese der Hüftabduktion betrifft den N. glutaeus superior, während eine Schädigung des N. glutaeus inferior zu einer Lähmung der Hüftstreckung (M. glutaeus maximus) führt. Das hypästhetische Hautareal umfasst die Rückseite des Oberschenkels sowie die Haut des Unterschenkels und des Fußes mit Ausnahme des vom N. saphenus versorgten medialen Unterschenkels.
Ursachen von Läsionen des Beinplexus
Die Ursachen von Läsionen des Beinplexus sind vielfältig und umfassen:
- Trauma: Beckenringfrakturen, Azetabulumfraktur, Sprengung des Sakroiliakalgelenks, stumpfes Unterbauchtrauma, Geburtstrauma
- Kompressionssyndrome: Aortenaneurysma, Iliakalarterienaneurysma, Schwangerschaft, Geburt, retroperitoneales Hämatom, Raumforderung im Bereich des M. psoas
- Schädigung durch Tumoren: Tumoren des weiblichen Genitale, osteogene Tumoren des Beckens, retroperitoneale Tumoren (Lymphome), kolorektales Karzinom, Sarkom, Mammakarzinom, Nierentumoren, Tumoren der Nebennierenrinde, Neurofibrome des Plexus, Metastasen
- Ischämie: Nach Ligatur der A. iliaca, intraarterielle Injektion in Gluteal- oder Iliakalarterien, bei Neugeborenen Injektion in die A. umbilicalis, Mikroangiopathie (diabetische Plexopathie)
- Entzündung und Infektion: Psoasabszess, Neuroborreliose, tuberkulöse Senkungsabszesse, immunologisch bedingt (idiopathische Plexusneuritis), Vaskulitis
- Iatrogen: Intraoperative Dehnungsverletzung bei Hüftoperationen, OP im Bereich der Aorta oder der Iliakalarterien, intraarterielle Injektion (Chemotherapie), Strahlenschäden
- Sonstige Ursachen: Dehnungsverletzung durch langes Knien und Hocken, Endometriose, Drogen
Diagnostik bei Schädigungen des Plexus lumbosacralis
Die Diagnose von Schädigungen des Plexus lumbosacralis umfasst eine umfassende neurologische Untersuchung, Elektromyografie (EMG) zur Beurteilung der Muskelaktivität und Bildgebung (MRT, CT) zur Darstellung von Tumoren, Hämatomen oder anderen Raumforderungen.
Nervus peroneus communis
Anatomie und Funktion
Der Nervus peroneus communis (gemeinsamer Wadenbeinnerv) ist einer der beiden Äste des Nervus ischiadicus. Er verläuft an der Außenseite des Knies direkt unter der Haut und ist daher anfällig für Läsionen. Sensorisch versorgt der Nervus peroneus communis das Kniegelenk, die äußere Haut der Wade und den Fußrücken.
Schädigung des Nervus peroneus communis
Eine Schädigung des Nervus peroneus communis kann durch Druck von außen, beispielsweise durch einen Gipsverband, entstehen. Auch eine Reizung oder Einklemmung des Ischiasnervs wirkt sich auf die Versorgungsgebiete des Nervus peroneus communis aus. Die Streckung und Einwärtsdrehung des Fußes sowie die Zehenstreckung können bei einer Schädigung des Nervus peroneus communis oder des Ischiasnervs und seiner Nervenwurzeln eingeschränkt sein. Eine häufige Folge ist die Entstehung eines Spitzfußes.
Elektrophysiologische Untersuchungen
Elektroneurographie (ENG)
Die Elektroneurographie (ENG) ist eine Methode zur Messung der Nervenleitgeschwindigkeit. Sie hilft, eine Diagnose zu stellen bzw. diese zu sichern und eine eventuelle Nervschädigung zu erfassen, um dann ggf. die geeignete Therapie einzuleiten. Bei der Untersuchung des N. tibialis werden Elektroden auf dem zu untersuchenden Muskel fixiert, und der Nerv wird supramaximal an mind. 2 unterschiedlichen Reizpunkten mit elektrischen Impulsen gereizt. Mit Hilfe der Oberflächenelektroden auf dem vom Nerven versorgten Muskel wird die Zeit gemessen, bis es zur Kontraktion der Muskulatur kommt.
Elektromyographie (EMG)
Die Elektromyographie (EMG) ist eine Methode zur Messung der elektrischen Aktivität der Muskeln. Sie hilft, eine Diagnose zu stellen bzw. diese zu sichern und eine eventuelle Nervschädigung zu erfassen, die die Funktion des Muskels einschränkt, oder eine Muskelerkrankung, um dann ggf. die geeignete Therapie einzuleiten. Zunächst wird der Muskel in Ruhe untersucht, um die „Spontanaktivität“ zu beurteilen. Anschließend wird die Muskelaktivität bei leichter und maximaler Anspannung gemessen, um das „Rekrutierungsmuster“ zu beurteilen. Durch die Beurteilung der Messungsergebnisse kann in der Regel erkannt werden, ob eine Muskelerkrankung oder ein neurogener Schaden vorliegt.
Spitzfuß und Fußheberschwäche
Definition und Ursachen
Der Fuß ermöglicht es dem Menschen, eine aufrechte Haltung einzunehmen und sich im Raum zu bewegen. Ein Spitzfuß ist eine Fehlstellung des Fußes, bei der er sich in Plantarflexion befindet. Man unterscheidet zwischen einem irreduzibel verformten Spitzfuß und einem dynamischen Spitzfuß, bei dem sich die Haltung während des Gehens manifestiert und mit der Fußheberschwäche korreliert.
Viele Pathologien verursachen die fehlende Dorsalflexion des Fußes. Da die Flexionsbewegung durch das Zusammenwirken von Muskeln, Sehnen und dem Nervensystem bestimmt wird, kann eine Erkrankung die normale Funktion der Muskeln und vor allem der Nerven wesentlich überlagern. Eine der häufigsten Ursachen ist eine Neuropathie des Nervus peroneus communis, der am Knie und im Bein verletzt, komprimiert oder eingeklemmt sein kann. Weitere Ursachen sind Kompressionen des Rückenmarks, Neuropathien des Ischiasnervs sowie Pathologien, welche die Region des Sakralplexus beeinträchtigen, Erkrankungen der Muskeln (Myopathien) oder der Motoneuronen wie der amyotrophen Lateralsklerose (ALS).
Symptome und Diagnose
Das Hauptsymptom bei einem Spitzfuß ist die Schwierigkeit beim Gehen, wobei der betroffene Fuß während der Schwungphase des Gehens übermäßig vom Boden abgehoben wird. Zusätzlich zu dem Gefühl, den Fuß und/oder die Zehen nicht hochziehen zu können (fehlende Dorsalflexion), kann es zu einem Kribbeln, Taubheitsgefühl und Sensibilitätsdefizit am antero-lateralen Teil des Beins und am Fußrücken kommen.
Die körperliche Untersuchung am Fuß und die Überprüfung des Gangbildes ermöglichen es, die Hüfte und das Knie zu identifizieren, die stärker gebeugt werden, um ein Schleifen des Fußes zu verhindern, wenn er abrupt auf den Boden gesetzt wird. Instrumentelle Untersuchungen wie Radiographie, Ultraschall, Magnetresonanztomographie, Elektromyographie und Elektroneurographie ermöglichen es, die zugrundeliegenden Pathologien zu identifizieren und eine differenzielle Diagnose zu den unterschiedlichen Ursachen zu stellen.
Behandlung
Das Ausmaß der Verletzung, die zugrundeliegenden Ursachen und das Vorhandensein bestimmter neurologischer Anzeichen werden berücksichtigt, um die am besten geeignete Behandlung bei einem Spitzfuß festzulegen. Im Falle einer Fußheberschwäche kann die konservative Behandlung die Korrektur bestimmter Ursachen (z. B. Kompression durch gekreuzte Beine) und die aktive und passive Rehabilitation der Fuß- und Beinmuskulatur umfassen, um die Dorsalflexion des Fußes wiederherzustellen.
Muskeln der unteren Extremität und ihre Innervation
Muskeln des Unterschenkels
Die Muskeln des Unterschenkels lassen sich in verschiedene Gruppen einteilen, die jeweils von spezifischen Nerven innerviert werden:
- Vordere Gruppe: M. tibialis anterior, M. extensor hallucis longus, M. extensor digitorum longus, M. fibularis tertius (Innervation: N. fibularis profundus)
- Laterale Gruppe: M. fibularis longus, M. fibularis brevis (Innervation: N. fibularis superficialis)
- Hintere Gruppe:
- Tiefe Schicht: M. tibialis posterior, M. flexor digitorum longus, M. flexor hallucis longus, M. popliteus (Innervation: N. tibialis)
- Oberflächliche Schicht: M. triceps surae (M. gastrocnemius und M. soleus), M. plantaris (Innervation: N. tibialis)
Muskeln des Fußes
Die Muskeln des Fußes lassen sich ebenfalls in verschiedene Gruppen einteilen:
- Dorsale Gruppe: M. extensor digitorum brevis, M. extensor hallucis brevis (Innervation: N. fibularis profundus)
- Plantare Gruppe:
- Erste Schicht: M. abductor hallucis, M. flexor digitorum brevis, M. abductor digiti minimi (Innervation: N. plantaris medialis und lateralis)
- Zweite Schicht: M. quadratus plantae, Mm. lumbricales (Innervation: N. plantaris medialis und lateralis)
- Dritte Schicht: M. flexor hallucis brevis, M. adductor hallucis, M. flexor digiti minimi brevis (Innervation: N. plantaris medialis und lateralis)
- Vierte Schicht: Mm. interossei dorsales und plantares (Innervation: N. plantaris lateralis)
Gefäßversorgung des Unterschenkels
Arterien
Die arterielle Versorgung des Unterschenkels erfolgt durch die A. poplitea, die sich in die A. tibialis anterior und den Truncus tibiofibularis/A. tibialis posterior aufteilt. Die A. tibialis anterior begleitet den N. fibularis profundus und setzt sich als A. dorsalis pedis fort. Die A. tibialis posterior begleitet den N. tibialis und gibt Äste zur Versorgung der hinteren Unterschenkelmuskulatur ab.
Venen
Die tiefen Venenäste vereinigen sich zur V. poplitea, die sich in die V. femoralis fortsetzt. Die oberflächlichen Vv. saphena magna und parva drainieren das Blut aus dem Unterschenkel und Fuß.