Entwicklung der Wirbelsäule

Die Wirbelsäule (Columna vertebralis) differenziert sich während der Embryonalphase aus mesenchymalen Anlagen. Dabei bilden nach ventro-medial einwandernde Mesenchymzellen die Einscheidung der Chorda dorsalis, welche von entscheidender Bedeutung für die Bildung des Neuralrohrs (erste Entwicklungsstufe des zentralen Nervensystems) und als Leitstruktur für das Wachstum der Wirbelsäule dient. Nach dorsal wandernde Mesenchymzellen bilden die Wirbelbögen,  die nach Verknorpelung  und Ossifikation das Rückenmark umschließen. Eine dritte Gruppen von mesenchymalen Zellen migriert in ventro-laterale Körperanteile, wo sie als Anlage für die Rippen dienen bzw. für die Processus costalis der Lendenwirbelsäule. Aus den verbleibenden Teilen der Chorda dorsalis bilden sich im Verlauf die Ncl. pulposii. Diese werden von Bindegewebsfasern umschlossen (Anulus fibrosus) und bilden schließlich zusammen die Zwischenwirbelscheiben. In weiteren Entwicklungsstadien verknorpeln die Wirbelsäulenanlagen, bis gegen Ende der Embryonalphase die Verknöcherung einsetzt, welche erst mit dem 25. Lebensjahr etwa abgeschlossen ist.

Die WirbelsäuleAnatomie der Wirbelsäule

Die Wirbelsäule besteht aus 29 Wirbeln (Vertebrae) plus 3-5 rudimentäre Steißwirbel. Sie wird in fünf Abschnitte untergliedert. Kranial beginnend mit der Halswirbelsäule (C1-C7), gefolgt von der Brustwirbelsäule (Th1-Th12) der Lendenwirbelsäule (L1-L5) und caudal abschließend mit dem Kreuzbein  bestehend aus 5 miteinander verschmolzenen Kreuzbeinwirbeln (S1-S5), sowie dem Steißbein (Co1-Co3(5)). Neben den knöchernen Strukturen gehören die Zwischenwirbelscheiben bestehend aus dem Nucleus pulposus und dem Anulus fibrosus als Dämpfungsapparat und Bindeglied zwischen den einzelnen Wirbeln, zu den wichtigsten Bausteinen der Wirbelsäule.

Für die Druckverteilung des auf der Wirbelsäule lastenden Gewichtes sind nicht nur die Bandscheiben (Discus intervertebralis) allein verantwortlich. Auch die Doppel-S-Krümmung der Wirbelsäule ist endscheidend für den Schutz vor Erschütterungen. Die Halswirbelsäule (HWS) und die Lendenwirbelsäule (LWS) bilden dabei eine Lordose (konvexe Krümmung nach vorn), wo hingegen die Brustwirbelsäule (BWS) und das Kreuzbein eine Kyphose (konvexe Krümmung nach hinten) ausbilden. Eine Skoliose (Krümmung der Wirbelsäule zur Seite) ist abhängig vom Grad der Krümmung (gemessen am Cobb-Winkel) eine Indikation zur operativen Versteifung der Wirbelsäule.

Der Aufbau der einzelnen Wirbelkörper variiert abhängig vom Wirbelsäulenbereich. Auf Grund der größeren Belastung durch das Körpergewicht werden die  Wirbel von cranial nach caudal größer. Alle Wirbel der HWS, BWS und LWS bestehen aus einem Wirbelkörper (Corpus vertebrae), dem Wirbelbogen (Arcus vertebrae), einem Processus spinosus und zwei beidseits nach lateral abgehende Processus transversi. Die Gesamtheit der Wirbelbögen bilden den Wirbelkanal, der das Rückenmark und die Cauda equina beinhaltet. Ebenfalls an den Wirbelbögen befindet sich die Incisura vertebralis superior und inferior. Diese bilden zusammen das Foramen intervertebrale, welches als Austrittspforte für die, das Rückenmark verlassenden Spinalnerven dient.

Besonderheiten der einzelner Wirbelkörper: Der Atlas (C1) besitzt keinen Wirbelkörper und keinen Processus spinosus. Er bildet einen vorderen und hinteren Wirbelbogen, die als Gelenkflächen für das Os occipitale und den Axis (C2) dienen.

Der Axis (C2) selbst besitzt einen nach oben ragenden, zapfenartigen Fortsatz, den Dens Axis. Die restlichen Halswirbel (C3-C7) haben zusätzlich Foramina in den Querfortsätzen (Foramina tranversaria) für die Vertebralarterien (A. vertebralis).

Eine weitere Besonderheit stellt die Anatomie des Os sacrum (Kreuzbein, S1-S5) und des Os coccygis (Steißbein) dar. Bei beiden handelt es sich um eine Struktur aus verschmolzen Wirbelkörpern. Das Kreuzbein ist ein Teil des hinteren Beckenrings und im Gegensatz zu HWS, BWS und LWS treten die Nerven aus dem Rückenmark nicht lateral, sondern ventral und dorsal durch die Foramina sacralia aus.

Band- und Muskelapparat der Wirbelsäule

Stabilisiert wird die Wirbelsäule zum einen durch diverse Bänder, die die Querfortsätze (Lig. intertransversarium) sowie die Dornfortsätze (Lig. interspinale und supraspinale) untereinander verbinden. Auf der ventralen Seite sorgt das Lig. longitudinale anterius, dorsal das Lig. longitudinale posterius für den nötigen Halt zwischen den Wirbelkörpern. Die Wirbelbögen artikulieren über die Facettengelenke oder Wirbelbogengelenke miteinander, die wiederum durch das Lig. flavum (Zwischenbogenband) stabilisiert werden.

Modell der Wirbelsäule

Die Bewegung wird durch einen komplexen Muskelapparat bewerkstelligt, zu dessen wichtigsten Vertretern die autochthone Rückenmuskulatur mit dem M. erector spinae gehört. Sie ist für die Haltung und Rückneigung des Körpers essenziell. Für die Vorneigung und Haltung gegen die Schwerkraft sorgen der M. rectus abdominalis und der M. psoas major. Durch tiefe Anteile der autochthonen Rückenmuskulatur und dem M. obliquus internus und externus wird die Seitneigung in der LWS ermöglicht.

Pathologien der Wirbelsäule

Auf Grund der natürlichen Lordose der Lendenwirbelsäule und der hohen Gewichtsbelastung, werden die Bandscheiben in diesem Bereich oft stark beansprucht. Es kann zur Ruptur des Anulus fibrosus kommen. In Folge dessen tritt der Nucleus pulposus in den Wirbelkanal ein und drückt auf die Nervenwurzel der Spinalnerven. In manchen Fällen kann es auch nur zu einer Protrusion (Vorwölbung) der Bandscheibe gegen das Lig. longitudinale posterior kommen, welches dann wiederum auf das Rückenmark drückt . Der Altersgipfel liegt zwischen dem 30. Und 50. Lebensjahr. 95 % aller Bandscheibenvorfälle (Ncl. pulposus prolaps) ereignen sich zwischen L4/L5 sowie L5/S1. Klinisch manifestiert sich ein Bandscheibenvorfall an dieser Stelle meist durch Schmerzen, Sensibilitätsausfälle und Muskelschwäche im Gesäß-, Bein- bzw. Fußbereich, immer abhängig vom betroffenen Segment. Oft verlaufen Bandscheibenvorfälle subklinisch und heilen spontan durch Vernarbung aus. Initial wird eine konservative Versorgung vor allem mittels Physiotherapie angestrebt. Bei anhaltender Symptomatik oder z.B. Lähmungen und Blasenstörungen ist eine operative Versorgung durch Exzision der prolabierten Anteile der Bandscheibe indiziert. Heutzutage werden Bandscheibenvorfälle in den allermeisten Fällen minimal-invasiv über einen kleinen Hautschnitt in mikrochirurgischer Technik versorgt.

Quellen:

  • Lippert: Lehrbuch Anatomie, 8. Auflage, Urban & Fischer Verlag/Elsevier GmbH
  • Benninghoff/Drenckhahn: Anatomie, Band 1, 16. Auflage, Urban & Fischer Verlag (2003)
  • Börm W.: Spinale Neurochirurgie: Operatives Management von Wirbelsäulenerkrankungen, 1. Auflage, Schattauer Verlag
  • Wülker: Taschenlehrbuch Orthopädie, Georg Thieme Verlag KG (2005)
  • Berchtold: Chirurgie, 6. Auflage, Elsevier Verlag (2008)
  • Foto 1: Flickr / Double--M
  • Foto 2: Flickr / bixentro

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