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”Ich kann ernsthaft behaupten, dass Kenhub meine Lernzeit halbiert hat.” – Mehr lesen. Kim Bengochea Kim Bengochea, Regis University, Denver

Spinalnerven

Die Spinalnerven sind ein wichtiger Bestandteil des peripheren Nervensystems (PNS). Durch sie erhält das Zentralnervensystem (ZNS) Sinnesinformationen aus der Peripherie, wie beispielsweise aus den Sinnesrezeptoren von Haut, Muskeln, Sehnen und Gelenkkapseln. Außerdem erhalten die Muskeln des Rumpfes und der Gliedmaßen über die Spinalnerven motorische Signale zur Steuerung der Muskelaktivität.

Die 31 Spinalnerven bestehen aus motorischen und sensiblen sowie autonomen Fasern. Sie treten paarig aus dem Rückenmark aus und verlassen den Wirbelkanal durch die beidseits angelegten Zwischenwirbellöcher (Foramina intervertebralia).

Kurzfakten
Ursprung  - Vorderwurzel (Radix anterior) und Hinterwurzel (Radix posterior) des Rückenmarks
Einteilung  - 8 zervikale Spinalnerven (Nervi cervicales)
- 12 thorakale Spinalnerven (Nervi thoracales)
- 5 lumbale Spinalnerven (Nervi lumbales)
- 5 sakrale Spinalnerven (Nervi sacrales)
- 1 Steißbeinnerv (Nervus coccygeus)
Funktion - Empfangen sensorische Informationen aus der Peripherie und leiten diese an das ZNS weiter (= Afferenzen)
- Empfangen motorische Informationen aus dem ZNS und leiten diese an die peripheren Muskeln weiter (= Efferenzen)
Krankheitsbilder  - Nervenwurzelkompression
- Bandscheibenprotrusion
- Bandscheibenprolaps
- Spinalkanalstenose
- Radikulopathie

Terminologie

Bevor wir in die Anatomie der Spinalnerven eintauchen, wollen wir kurz die wichtigsten anatomischen Begriffe zu Lagebezeichnungen in der Neuroanatomie aufzählen, um uns so besser orientieren zu können.

Lagebezeichnungen in der Neuroanatomie
Ventral  Anterior, nach vorne
Dorsal  Posterior, nach hinten
Rostral  Auf der Vorderseite (zur Nase hin)
Kaudal
Am unteren Ende (Richtung Steißbein)
Kranial Auf der Oberseite (zum Schädel hin)
Ipsilateral Auf der gleichen Seite
Kontralateral Auf der gegenüberliegenden Seite
Bilateral Auf beiden Seiten

Vorderwurzel und Hinterwurzel

Jeder Spinalnerv enthält eine Mischung aus motorischen und sensorischen Fasern. Sie beginnen als Nervenwurzeln, die auf bestimmten Ebenen aus jeweils einem Segment des Rückenmarks hervorgehen. Jedes Rückenmarkssegment besitzt insgesamt vier Wurzeln: eine vordere (Radix anterior) und eine hintere Wurzel (Radix posterior) auf jeweils beiden Seiten. Jede dieser Wurzeln besteht ihrerseits aus jeweils etwa acht feinen Wurzelfasern (Fila radicularia).

Diese Fila radicularia vereinigen sich zur Vorderwurzel und zur Hinterwurzel. Die Vorderwurzel enthält efferente Nervenfasern, die motorische Impulse aus dem ZNS in Richtung peripherer Muskeln transportieren. Die Zellkörper der Vorderwurzel, die sogenannten Alpha-Motoneurone, befinden sich im Vorderhorn des Rückenmarks (Cornu anterius medullae spinalis), welches aus grauer Substanz besteht. In der Vorderwurzel befinden sich sowohl Alpha-Motoneurone, welche die Skelettmuskulatur ansteuern, als auch präganglionäre, autonome Neurone, die Impulse des vegetativen Nervensystems vermitteln.

Es gibt 31 bilaterale Spinalnervenpaare, die nach den jeweiligen Wirbelsäulensegmenten benannt werden, denen sie entsprechen. Die Spinalnerven verlassen den Wirbelkanal größtenteils über das bilateral liegende Foramen intervertebrale, unterhalb des jeweiligen Wirbels. Daher gibt es 8 cervikale, 12 thorakale, 5 lumbale und  5 sakrale Spinalnervenpaare sowie einen Steißbeinnerv (Nervus coccygeus).

Die Nerven der Halswirbelsäule (Nervi cervicales) weichen von diesem Muster ab. Die Spinalnerven C1-C7 treten aus dem Wirbelkanal oberhalb des entsprechenden Wirbels aus. Das erste zervikale Spinalnervenpaar (C1) entspringt unterhalb des Os occipitale und oberhalb des ersten Halswirbelkörpers. Das achte Paar der Zervikalnerven (C8) entspringt unterhalb des letzten Halswirbelkörpers (C7). Somit gibt insgesamt 8 Nervenpaare, obwohl es nur 7 Halswirbel gibt.

Das Kreuzbein (Os sacrum) unterscheidet sich vom Rest der Wirbelsäule dadurch, dass seine einzelnen Wirbel miteinander verschmolzen sind. Aus diesem Grund gibt es hier keine nach lateral geöffneten Foramina intervertebralia. Die Spinalnerven treten stattdessen die paarigen Foramina sacralia, die sich auf der Vorder- bzw. Rückfläche des Kreuzbeins befinden, nach außen.

Einteilung der Spinalnervenpaare
Zervikale Nervenpaare
8
Thorakale Nervenpaare
12
Lumbale Nervenpaare
5
Sakrale Nervenpaare
5
Steißbeinnerv
1
Insgesamt
31

Auf der Höhe von C1 bis L1/L2 müssen die Spinalnerven lediglich eine kurze Strecke zurücklegen, um zu ihrer Austrittsstelle zu gelangen, da sie ungefähr auf gleicher Höhe mit ihrem entsprechenden Foramen intervertebrale liegen.

Kaudal der Höhe von L1/L2 läuft das Rückenmark in eine kegelförmige Struktur aus, die als Conus medullaris bezeichnet wird. Kaudal des Conus medullaris verlaufen die Spinalnervenwurzeln, pferdeschweifähnlich angeordnet, innerhalb der schützenden Dura und Arachnoidea mater und umspült von Liquor cerebrospinalis. Ab dieser Ebene werden sie aufgrund ihres Aussehens als Cauda equina (lat. “Pferdeschwanz”) bezeichnet. Die Nervenwurzeln liegen ab hier nun nicht mehr auf gleicher Höhe mit ihren jeweiligen Foramina intervertebralia und müssen daher längere Strecken zurücklegen, um den Wirbelkanal zu verlassen.

Die Dura mater und Arachnoidea mater der Hirnhäute (Meningen), die das Rückenmark im Wirbelkanal umgeben, bedecken die Spinalnervenwurzeln am Übergang zum Foramen intervertebrale und bilden so eine meningeale Hülle. Sie verschmelzen mit dem Spinalnerv zu einer äußeren, bindegewebigen Hülle, dem sogenannten Epineurium.

Verlauf des Spinalnervs

Nachdem der Spinalnerv den Wirbelkanal verlassen hat, teilt er sich in mehrere Äste auf, einen größeren vorderen (Ramus anterior) und einen kleineren hinteren Ramus (Ramus posterior).

Der vordere Ast (Ramus anterior) versorgt die Haut und Muskulatur des vorderen Rumpfes. Der hintere Ast (Ramus posterior) innerviert die Rückenmuskulatur, sowie die Haut des Rückens. Nervenfasern, die aus unterschiedlichen Rückenmarkssegmenten stammen, vereinigen und verflechten sich miteinander und bilden sogenannte Nervengeflechte (Plexus), die der Versorgung der Extremitäten, des Halses und des Hinterhaupts dienen. Die Rami anteriores der oberen zervikalen Spinalnerven bilden den Plexus cervicalis, welcher hauptsächlich die Halsregion versorgt. Die Rami anteriores der Spinalnerven C1-C5 sowie Th1 bilden den Plexus brachialis, der die obere Extremität und Brustregion versorgt. Nur die Segmente Th1 und Th12 sind an der Bildung von Plexus beteiligt. Die übrigen Fasern der thorakalen Spinalnerven bilden hingegen keine Nervengeflechte. Stattdessen verlaufen ihre Rami anteriores segmental und in die Interkostalräume, als sogenannte Interkostalnerven. Die Rami anteriores der Segmente L5-S3 sowie L4-S4 bilden den Plexus lumbosacralis, der die untere Extremität versorgt.

Die Rami communicantes (kommunizierende Äste) sind für die Übertragung autonomer Signale zwischen den Spinalnerven und dem Grenzstrang (Truncus sympathicus) zuständig. Die Spinalnerven bestehen aus einem Ramus communicans griseus oder einem Ramus communicans albus. Die Rami communicantes grisei gibt es auf allen Ebenen des Rückenmarks. Sie tragen postganglionäre Nervenfasern von den paravertebralen Ganglien über den Truncus sympathicus zu ihrem Zielorgan. Die Rami communicantes albi verlassen das Rückenmark nur auf den Ebenen Th1-L2. Über den Grenzstrang führen sie präganglionäre Nervenfasern vom Rückenmark zu den paravertebralen Ganglien.

Die Spinalnerven geben auch einen Ramus meningeus ab, der für die Innervation der Rückenmarkshäute verantwortlich ist.

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Fasertypen

Somatisch efferente Fasern entspringen aus der Vordersäule (Columna anterior) der grauen Substanz des Rückenmarks. Sie passieren die Vorderwurzel des Spinalnervs und sind für die motorische Innervation der Skelettmuskulatur verantwortlich.

Somatisch afferente Fasern führen sensorische Informationen aus Haut, Gelenken und Muskeln zur Hintersäule (Columna posterior) der grauen Substanz des Rückenmarks. Diese Fasern verlaufen durch das Spinalganglion

Viszeral efferente Fasern sind autonome Fasern, welche die Organe versorgen. Sie werden in sympathische und parasympathische Fasern unterteilt. Sympathische Fasern stammen aus den thorakalen Spinalnerven sowie L1 und L2. Parasympathische Fasern entspringen aus den Spinalnerven S2, S3 und S4 und versorgen die Becken- und unteren Bauchorgane. Die übrigen parasympathischen Nerven stammen aus Verlängerungen der Hirnnerven und versorgen die Brust- und Bauchhöhle.

Die viszeral afferenten Fasern tragen sensorische Informationen über das Spinalganglion zur Hintersäule der grauen Substanz des Rückenmarks.

Kurzfakten zu den unterschiedlichen Fasertypen
Somatisch efferente Fasern
- motorische Fasern
- verlaufen durch die Vorderwurzel
- innervieren die Skelettmuskulatur
Somatisch afferente Fasern - sensible Fasern
- verlaufen durch die Hinterwurzel
- innervieren Haut, Gelenke und Muskeln
Viszeral efferente Fasern - autonome motorische und sekretorische Fasern (sympathisch und parasympathisch)
- Sympathisch: Th1-Th12, L1, L2
- Parasympathisch: S2-S4
- innervieren die Organe
Viszeral afferente Fasern - autonome sensible Fasern
- verlaufen durch die Hinterwurzel
- innervieren die Organe

Dermatome

Dermatome sind  streifenförmige Hautareale, die von den sensiblen Fasern einer bestimmten Spinalnervenwurzel autonom versorgt werden. Hierbei lassen sich die Hautbereiche jeweils einzelnen Rückenmarkssegmenten zuordnen, sodass man von segmentaler Innervation spricht.

Myotome sind in ihrer Organisation den Dermatomen ähnlich. Allerdings handelt es sich hierbei um Gruppen von Muskeln, die von den motorischen Fasern der Spinalnerven versorgt werden. Die Fasern unterschiedlicher Spinalnervensegmente vermischen sich bei der Plexusbildung, sodass ein Myotom immer durch mehrere Segmente versorgt wird. Der Ausfall oder die Schädigung eines Spinalnervensegments führt daher nicht zur vollständigen Lähmung des betreffenden Myotoms oder der entsprechenden Muskelgruppe, da andere spinale Segmente ebenfalls zu ihrer motorischen Versorgung beitragen. Ein Beispiel dafür ist das Zwerchfell, welches von den Spinalnerven C3, C4 und C5 innerviert wird. Zusammen bilden diese Segmente den Nervus phrenicus.

Funktion der Spinalnerven

Spinale Reflexe

Ein Reflex ist eine unwillkürliche Reaktion, die auf einer unbewussten Ebene als eine Antwort auf einen Reiz oder Stimulus auftritt. Reflexbögen bestehen aus afferenten Neuronen, die Informationen von sensiblen Rezeptoren an das ZNS weiterleiten, und efferenten Neuronen, die den motorischen Reiz zurück an den Effektormuskel oder die Drüse übermitteln. Interneurone befinden sich als eine Art Schaltstelle zwischen den afferenten und efferenten Nervenzellen.

Dehnungsreflex

Wenn ein Muskel gedehnt wird, reagiert er mit einer Kontraktion. Der Dehnungsreflex ist einer der einfachsten Reflexe. Er wird als monosynaptischer Reflexbogen bezeichnet, da sich zwischen den afferenten und efferenten Neuronen kein zwischengeschaltetes Interneuron befindet. Die afferenten und efferenten Signale werden auf der Ebene eines einzelnen Spinalnervs weitergeleitet.

Dehnungsrezeptoren befinden sich innerhalb der Muskeln. Sie bestehen aus sensiblen Nervenenden, die der zentralen Region spezialisierter Muskelzellen, den sogenannten intrafusalen Muskelfasern, ansetzen. Die intrafusalen Muskelfasern sind parallel zur Längsachse des Muskels in Gruppen, den sogenannten Muskelspindeln, ausgerichtet. Wenn die Muskelspindel gedehnt wird, wird ein afferentes Signal von den sensiblen Nervenenden an das ZNS weitergeleitet. Die afferenten Neurone stehen über Synapsen mit den Alpha-Motoneuronen in Verbindung. Diese innervieren die extrafusalen Muskelfasern und den Großteil der kontraktilen Muskelfasern. Gleichzeitig bestehen ebenfalls Synapsen zwischen den afferenten Neuronen und Interneuronen, sodass die Aktivität der antagonistischen Muskeln gehemmt wird.

So wird beispielsweise beim Quadrizepsreflex (Patellarsehnenreflex) das afferente Signal von der Dehnung der Patellarsehne an das Rückenmark übermittelt. Über eine Synapse sendet das afferente Neuron die Erregung an das Alpha-Motoneuron, welches anschließend das Signal zur Kontraktion des M. quadriceps sendet. Durch die Synapse zwischen dem afferenten Neuron und dem Interneuron wird eine Hemmung der Antagonisten des M. quadriceps vermittelt. Die ischiocrurale Muskulatur entspannt sich also, während sich der M. quadriceps kontrahiert.

Beugereflex

Der Beugereflex ist eine Art Schutzreflex und tritt als Reaktion auf einen schädlichen Sinnesreiz, wie z. B. Schmerzen, auf. Es ist ein polysynaptischer Reflex, an dem ein oder mehrere Interneurone beteiligt sind. Afferente Fasern erhalten, die sensiblen Informationen aus dem entsprechenden Dermatom der Haut. Über Synapsen mit Interneuronen in der grauen Substanz des Rückenmarks, werden anschließend die Alpha-Motoneuronen der Beugemuskulatur angeregt. Da hierfür die koordinierte Aktivität von mehr als nur einer Ebene des Rückenmarks erforderlich ist, verteilen die Interneurone das Signal entsprechend. Beispielsweise kann die Auslösung des Beugereflexes im schmerzenden Standbein auch erfolgen, um das Bein durch Gewichtsverlagerung zu entlasten und den Schmerzreiz auf diese Weise zu minimieren.

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