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Arterien der Wirbel und des Rückenmarks

Die arterielle Versorgung des Rückenmarks und der Wirbel erfolgt über die unpaare A. spinalis anterior sowie eine paarig angelegte A. spinalis posterior (Spinalarterien).

Aus der A. vertebralis entspringen die Aa. spinales anteriores, welche sich auf Höhe des 1.-2. Zervikalsegmentes zu einem Stamm, der A. spinalis anterior, vereinigen. Die Aa. spinales posteriores entstammen in der Regel den Aa. vertebrales, sie vereinigen sich aber nicht zu einem Stamm. Zufluss erhalten die Spinalarterien aus den Rami spinales, welche wiederum segmentalen Zufluss erhalten.

Die Bandbreite an anatomischen Variationen bei der Versorgung des Rückenmarkes ist derart groß, dass im Folgenden lediglich das grundlegende Prinzip der Versorgung erläutert werden soll.

Anatomie

Die A. spinalis anterior liegt unmittelbar ventral dem Rückenmark an, die beiden Aa. spinales posteriores hingegen liegen ihm dorsolateral an. Zwischen den beiden Arterien findet sich ein Winkel von etwa 30 bis 45° und somit eine hämodynamische Engstelle. Die beiden posterioren Spinalarterien sind miteinander über einen horizontalen Ast verbunden.

Von lateral nähert sich auf jeder Körperhälfte eine Arterie dem Rückenmark. Diese teilt sich in einen vorderen und einen hinteren Ast (A. radicularis anterior und A. radicularis posterior), der vordere läuft zur A. spinalis anterior, der hintere links zur linken A. spinalis posterior und der rechte zur rechten.

Dadurch bildet sich ein arterieller Gefäßkranz um das Rückenmark, die Vasocorona medullaris.

Zuflüsse

Ungefähr unterhalb des 4. Zervikalsegmentes erfolgt der Zufluss (aus hämodynamischer Sicht) in die A. spinalis anterior nicht mehr aus den Aa. vertebrales, sondern aus der A. subclavia, der Aorta thoracica und der Aorta abdominalis.

Die A. spinalis anterior wird also anatomisch aus den Aa. vertebrales geformt, aber der Druck des Blutes aus den Aa. vertebrales reicht nur einige Segmente tief, sodass etwa ab dem 4. Zervikalsegment der Blutstrom aus zuführenden Ästen der Aorta thoracica und weiter kaudal aus der Aorta abdominalis erfolgt.

Die sich von lateral nähernden Arterien werden nicht einheitlich bezeichnet. Gehäuft werden sie als Rami spinales bezeichnet. Im Thorakalbereich entspringt der Ramus spinalis dem Ramus dorsalis der A. intercostalis posterior. Die Aa. intercostales posteriores werden kaudal der thorakalen Wirbelsäule als Aa. lumbales bezeichnet, kranial davon haben sie häufig keine eigene Bezeichnung.

Je nach Segmenthöhe entspringt der Ramus dorsalis jedoch ansonsten einem Ast der A. vertebralis, der A. subclavia, der Aorta thoracica oder der Aorta abdominalis. Im Bereich der oberen Aa. vertebrales erfolgt also gegebenenfalls eine doppelte Versorgung durch die A. spinalis anterior selbst sowie aus Ästen aus den Aa. vertebrales.

Die Zuflüsse zu den Rami spinales und den Spinalarterien werden gelegentlich als Segmentarterien bezeichnet. Manchmal ist damit der Ramus dorsalis selbst gemeint oder auch der gesamte Zufluss. Die Nomenklatur ist jedoch nicht einheitlich und der Begriff sollte vermieden werden. Als übergeordneter Begriff bietet sich der Begriff „segmentaler Zufluss“ an.

Im Bereich des thorakolumbalen Überganges gibt es einen segmentalen Zufluss zu den Spinalarterien, der besonders kräftig ausgeprägt ist. Er wird als A. radicularis magna (Adamkiewicz-Arterie) bezeichnet und versorgt häufig nahezu den gesamten thorakolumbalen sowie den lumbalen Bereich des Rückenmarks.

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Arterien und Venen des Rückenmarks.

Anatomische Variationen

Die Art und die Anzahl der anatomischen Variationen ist sehr groß. Beim gesunden Menschen ist dies unerheblich, im Krankheitsfalle können Abweichungen von der Norm jedoch die Bedeutung von Pathologien deutlich verstärken.

Abweichungen betreffen vor allem das Ausmaß der Seitenversorgung. Die anatomische Idealvorstellung, dass die Zuflüsse aus den beiden Körperhälften in gleichem Maße erfolgt, entspricht nur selten der Realität. Kaliberunterschiede der segmentalen Zuflüsse, Anteil des Blutflusses aus den beiden Aa. vertebrales und Anzahl der segmentalen Zuflüsse sind die häufigsten interindividuellen Unterschiede.

Die bildgebende Erfassung der Blutgefäße des gesamten Rückenmarkes ist auch mit modernen Methoden nur eingeschränkt möglich und erfolgt, falls benötigt, vorwiegend mit der MR-Angiographie (Magnetresonanz-Angiographie). Da die Gefäße sehr klein sind, ist jedoch selbst die Aussagekraft hochauflösender Geräte begrenzt.

Hämodynamik der Versorgung des Rückenmarks

Obwohl die A. spinalis anterior nur ein einzelnes Gefäß an der Vorderseite des Rückenmarks ist, versorgt sie etwa die vorderen zwei Drittel. Die beiden Aa. spinales posteriores versorgen gemeinsam das hintere Drittel. Da der Blutfluss auf unterschiedlichen Segmenthöhen aus unterschiedlichen Gefäßen erfolgt, ist die Zirkulation innerhalb der A. spinalis anterior nicht einheitlich. Das betrifft sowohl die Flussrichtung, als auch den lokalen Blutdruck im Gefäß.

Die horizontal verlaufenden segmentalen Zuflüsse verzweigen sich T-förmig, um so die vertikal verlaufenden Spinalarterien mit Blut zu versorgen (d.h. einen ausreichenden Druck aufrechtzuerhalten). Dadurch gibt es innerhalb eines Abschnittes der Spinalarterien einen auf- und einen absteigenden Blutfluss.

Trifft ein abwärtsgerichteter Blutstrom aus einem oberen Abschnitt auf den aufwärtsgerichteten aus einem darunter liegenden Abschnitt, entsteht in diesem Bereich eine Wasserscheide. Da der Druck innerhalb des Gefäßes mit zurückgelegter Strecke sinkt, ist im Bereich der Wasserscheiden der lokale arterielle Druck relativ niedrig, der Gefäßwiderstand hoch und der Perfusionsdruck niedriger als in den anderen Bereichen der Spinalarterie. Diese Areale sind daher ischämiegefährdet.

Die Ischämiegefahr ist jedoch trotzdem nicht ganz so hoch, wie es zunächst den Anschein erwecken mag. Die A. spinalis anterior gibt Ausläufer in das Rückenmark ab. Nach lateral in Form von einzelnen Ästen, die sich weiter verzweigen und die in die weiße Substanz hineinlaufen. Nach dorsal erfolgt die Abgabe von Ästen bis an die graue Substanz heran. Die Aa. spinales posteriores weisen ein ähnliches Muster der Aufzweigung auf.

Die Äste sind untereinander kollateralisiert und zwar sowohl vertikal, als auch horizontal. Das Ausmaß und die genaue Verteilung dieser Kollateralen scheint z.T. sehr unterschiedlich zu sein und lässt sich nicht bildgebend darstellen.

Klinik

Spinale Ischämien und daraus folgende Infarkte sind eher selten, denn eine sehr gute Kollateralisierung wirkt protektiv. Ein weiterer Grund für die Seltenheit solcher Infarkte ist, dass große Emboli nicht in die kleinen medullären Arterien gelangen und sehr kleine Partikel zwar einzelne Äste oder Ästchen verschließen können, dies jedoch zu keinem Funktionsausfall führt.

Die Symptomatik von Infarkten der A. spinalis anterior richtet sich nach der Segmenthöhe der Läsion. Im Halsbereich kommt es entsprechend dem Versorgungsgebiet zur Schädigung der Vorderhörner und Vorderwurzeln mit schlaffer Armparese. Durch den Ausfall des Tractus spinothalamicus lateralis kommt es zur Analgesie und Thermanästhesie der oberen Extremitäten. Bei Befall der Pyramidenbahn kommt es zur spastischen Parese. Da die Hinterstränge nicht von der A. spinalis anterior versorgt werden, sind epikritische Sensibilität und Propriozeption in der Regel nicht betroffen.

Infarkte der A. spinalis posterior oder beider Äste gehen mit Ausfällen der Hinterstränge, Hinterwurzeln und Hinterhörner einher. Dies führt zu einer Störung der epikritische Sensibilität und Propriozeption unterhalb der geschädigten Rückenmarksebene. Der Tractus corticospinalis lateralis (spinale Pyramidenseitenstrangbahn) kann betroffen sein und zu einer spastischen Parese führen.

Die Diagnostik spinaler Infarkte erfolgt klinisch und ist nur eingeschränkt dem vaskulären Geschehen überhaupt zuordenbar. Auch mit hochauflösendem MRT ist eine Diagnose der Gefäße selbst bildgebend nicht sinnvoll möglich. Bildgebender Hinweis sind ischämische Veränderungen des Wirbelkörpers, da der Knochen des Wirbelkörpers aus den gleichen Gefäßen versorgt wird wie das Rückenmark.

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Quellen:

  • Kahle, W., & Frotscher, M. (2009). Nervensystem und Sinnesorgane – Taschenatlas Anatomie (10. Auflage) Stuttgart: Georg Thieme Verlag. S. 60
  • Benninghoff, A., & Drenckhahn, D. (2004). Anatomie - Makroskopische Anatomie, Histologie, Embryologie, Zellbiologie - Band 2 (16. Auflage). München: Urban & Fischer Verlag. S. 644 ff.
  • Schünke, M., Schulte, E., Schumacher, U., et al. (2007). Allgemeine Anatomie und Bewegungssystem – Prometheus (2. Auflage). Stuttgart: Georg Thieme Verlag. S. 358
  • Lippert, H., & Pabst, R. (1985). Arterial variations in man: classification and frequency. Springer. S. 94 f.

Text, Review, Layout:

  • Andreas Rheinländer
  • Marie Hohensee
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