Video: Wirbelsäule und Spinalnerven

Hast du schonmal von einer Lumbalpunktion gehört? Oder einer Periduralanästhesie? All die Untersuchungen, bei denen Ärzte dicke Nadeln scheinbar direkt in das Rückenmark schieben. Aber im Gegensatz zu dem, was ihr vielleicht aus Horrorfilmen kennt, sind die Ärzte in Wirklichkeit keine bösen Übeltäter. Sie wissen genau, was sie machen und berühren das Rückenmark bei der Punktion gar nicht! Wie ist das möglich? Bleibt dabei, und ihr werdet die Antwort auf diese Frage erfahren, wenn wir uns die Lagebeziehungen zwischen der Wirbelsäule und den Spinalnerven anschauen. Und damit herzlich Willkommen zu unserem heutigen Tutorial! Mein Name ist Steffi und heute werden wir uns der Wirbelsäule und den Spinalnerven widmen.

Also was genau werden wir in diesem Tutorial besprechen? Unser Ziel ist es, uns die Lagebeziehungen zwischen der Wirbelsäule und den Spinalnerven zu veranschaulichen. Dafür schauen wir uns als erstes die verschiedenen Abschnitte der Wirbelsäule an und besprechen die knöchernen Strukturen, aus denen sie sich zusammensetzt. Anschließend werden wir uns das Rückenmark inklusive einiger Merkmale ansehen und natürlich auch die Spinalnerven, insbesondere ihre Lage im Verhältnis zur Wirbelsäule. Außerdem diskutieren wir die Lage des Rückenmarks innerhalb der Wirbelsäule und wie diese durch die embryonale Entwicklung zustande kommt. Danach schauen wir uns die Rückenmarkshäute an. Auch sie stehen in Beziehung zur Wirbelsäule, was ebenfalls durch die Embryonalentwicklung zustande kommt. Als Letztes werfen wir noch einen Blick in die Klinik und besprechen das Cauda equina-Syndrom.
Lasst uns mit der knöchernen Wirbelsäule beginnen. Wenn ihr an die Wirbelsäule oder an das Rückenmark denkt, stellt ihr euch wahrscheinlich sowas ähnliches wie diese Abbildung hier vor. Lasst uns das Ganze einmal zur Seite drehen und uns einen sagittalen Schnitt der Wirbelsäule anschauen.

Viel besser! Hier könnt ihr sehr schön erkennen, wie die Wirbelsäule im Verhältnis zu den anderen Strukturen steht. Aber bevor wir uns näher mit den Lagebeziehungen befassen, lasst uns erstmal die einzelnen Wirbelsäulenabschnitte besprechen. Wahrscheinlich wisst ihr schon, dass es fünf Abschnitte gibt. In jedem Abschnitt haben die Wirbel bestimmte Merkmale. Superior haben wir die sieben Halswirbel. Der nächste Abschnitt ist die Brustwirbelsäule mit 12 Brustwirbeln. Sie befindet sich im Thoraxbereich. Daran schließt sich die Lendenwirbelsäule mit fünf Lendenwirbeln an und weiter inferior befinden sich fünf weitere Wirbel, die miteinander verschmolzen sind und so das Kreuzbein bilden. Der Lateinische Begriff ist euch vielleicht schon bekannt: das ist das “Os sacrum”. Ganz inferior, an der unteren Spitze der Wirbelsäule, gibt es eine kleine Struktur, das Steißbein oder “Os coccygis”. Es besteht ebenfalls aus mehreren Wirbeln, in der Regel 3 bis 5, die in unterschiedlichem Maße miteinander verschmolzen sind. Zusammen bilden diese 33 Wirbel die Wirbelsäule, die sich von dem superior gelegenen Foramen magnum, dem großen Loch des Hinterhauptbeins, hin zur Spitze des Steißbeins erstreckt.

Wenn ihr etwas über die Wirbelsäule lernt, solltet ihr auch immer an die Bandscheiben, die zwischen den Wirbeln liegen, denken. Ihre Struktur und Funktion wird in einigen anderen Kenhub-Tutorials ausführlicher beschrieben. Wenn ihr mehr darüber erfahren möchtet, schaut doch mal auf unserer Website vorbei! Und das war’s auch schon mit den knöchernen Elemente der Wirbelsäule. Das war doch ganz einfach, oder?

Lasst uns nun zur Anatomie des Rückenmarks übergehen. Das Rückenmark, oder die “Medulla spinalis”, ist eine lange, zylindrische Struktur. Sie beginnt als Fortsetzung der Medulla oblongata des Hirnstamms und erstreckt sich nach inferior durch den Wirbelkanal innerhalb der Wirbelsäule. Je nach Körpergröße und Geschlecht, ist das Rückenmark zwischen 42 und 45cm lang. Entlang der gesamten Wirbelsäule finden wir an jedem Wirbel bilaterale paarige Spinalnerven. Die einzige Ausnahme stellt das Steißbein dar. Obwohl es dort drei bis fünf Wirbel gibt, finden wir dort nur ein einziges Paar Spinalnerven.

Die Spinalnerven treten durch die Zwischenwirbellöcher aus der Wirbelsäule aus und verlaufen von dort in die Peripherie, wo sie einen Großteil des Körpers motorisch und sensibel innervieren. Wenn wir uns im folgenden Abschnitt diese Tutorials die einzelnen Abschnitte der Wirbelsäule anschauen, werde ich immer wieder erwähnen, ob die Spinalnerven oberhalb oder unterhalb des jeweiligen Wirbels austreten. Dies ist ein wichtiges Element in der Lagebeziehung zwischen Rückenmark und Wirbelsäule. Apropo Innervation: die Anzahl an Strukturen, die von einem gewissen Teil des Rückenmarks innerviert werden, hat Einfluss auf die Größe des Rückenmarks an dieser Stelle. Schauen wir uns das einmal genauer an.

Die komplexen Strukturen unseres Körpers, wie die Extremitäten, die für viele Funktionen wie zum Beispiel Bewegung und Interaktion mit unserer Umgebung zuständig sind brauchen eine umfangreichere Innervation. Das heißt, wir haben an den Stellen des Rückenmarks, die für die Innervation der Extremitäten zuständig sind, mehr Neurone als an anderen Stellen. Das ergibt Sinn, oder?

Aus diesem Grund kommt es an zwei Stellen des Rückenmarks zu Verdickungen, die an dieser Stelle erwähnt werden sollten. Die erste ist die “Intumescentia cervicalis”, die zur Innervation der oberen Extremitäten beiträgt. Sie befindet sich in der Regel zwischen dem 4. Halswirbel und dem 1. Brustwirbel. Allerdings variieren diese Angaben, je nach Quelle. Manchmal wird hier auch der Bereich zwischen dem 3. Halswirbel bis zum 2. Brustwirbel angegeben.

Hier habe ich keine kurze Übersetzung für den „grünen Kasten“ gefunden. Eine ähnliche Verdickung wäre auch an der Stelle sinnvoll, an der das Rückenmark für die Innervation der unteren Extremitäten verantwortlich ist und die gibt es tatsächlich! Diese Verdickung des Rückenmarks heißt “Intumescentia lumbosacralis”. Sie liegt im Bereich der Lendenwirbelsäule und innerviert die unteren Extremitäten. Sie erstreckt sich vom 1. Lendenwirbel (L1) bis zum 3. Sacralwirbel (S3), wobei einige Quellen auch den 11. Brustwirbel (T11) als Startpunkt angeben, abhängig von der Gesamtlänge des Rückenmarks. Viele Strukturen unseres Körpers werden durch die Spinalnerven innerviert. Lasst uns also nun diese Nerven besprechen. Beginnen wir an der Halswirbelsäule. Hier haben wir die “Nervi cervicales” oder die zervikalen Spinalnerven, von C1 bis C7.

Sie verlassen den Spinalkanal jeweils oberhalb des entsprechenden Wirbels. In dieser Abbildung seht ihr beispielsweise den Spinalnerv C3, der oberhalb des 3. Halswirbels austritt. Es gibt immer zwei Spinalnerven, die mit einem Wirbel assoziiert sind. Im Bereich der Halswirbelsäule befinden sich jedoch 8 paarige Spinalnerven, obwohl es nur 7 Wirbel gibt. Der 8. paarige Spinalnerv, also C8, verlässt den Spinalkanal unterhalb des 7. Halswirbels. Wir bewegen uns jetzt weiter inferior zu den 12 paarigen thorakalen Spinalnerven, oder “Nervi thoracici”, die ihr hier auf der Abbildung grün markiert seht. Hier ist nichts außergewöhnlich, genauso wie der achte zervikale Spinalnerv, treten die Spinalnerven T1 bis T12 unterhalb des entsprechenden Brustwirbels aus. Beim nächsten Wirbelsäulenabschnitt, der Lendenwirbelsäule, hier grün hervorgehoben, ist es die gleiche Geschichte mit den Austrittspunkten. Hier verlassen 5 paarige lumbale Spinalnerven, die “Nervi lumbales”, L1 bis L5, den Spinalkanal jeweils unterhalb des entsprechenden Wirbels. Beim folgenden Wirbelsäulenabschnitt ist es ein wenig anders. Die 5 sakralen Spinalnervenpaare oder “Nervi sacrales”, S1 bis S5, verlaufen am Kreuzbein im Grunde genommen auch jeweils unterhalb des entsprechenden Wirbels. Allerdings sind die Wirbel hier miteinander verschmolzen. Anstelle der Zwischenwirbellöcher befinden sich hier die Kreuzbeinlöcher, durch welche die Spinalnerven austreten. Es gibt sowohl hintere, als auch vordere Kreuzbeinlöcher.

Der Nerv tritt am Kreuzbein initial als einzelne Struktur ein und teilt sich anschließend in zwei Äste, in einen vorderen und einen hinteren. Von S1 bis S4 treten die vorderen Äste aus den vorderen Kreuzbeinlöchern aus, während die hinteren Äste das Kreuzbein durch die hinteren Kreuzbeinlöcher verlassen. Die 5. sakralen Spinalnerven treten aus der unteren Öffnung des Kreuzbeins, dem sogenannten “Hiatus sacralis”, aus.

Zu guter Letzt gibt es das Steißbein mit dem Nervus coccygeus. Hier haben wir nur ein einziges Paar Spinalnerven, obwohl es 3 bis 5 Wirbel gibt. Sie verlaufen über der anterioren Oberfläche des Steißbeins. Falls ihr es nicht schon gemacht habt, lasst uns jetzt nochmal alle Spinalnerven zusammenzählen. Wir haben 8 zervikale Spinalnerven, 12 thorakale, 5 lumbale, 5 sakrale und nur 1 Spinalnerv am Steißbein. Insgesamt sind das 31 paarige Spinalnerven. Wenn ihr euch die Spinalnerven anschaut, fällt euch vielleicht auf, dass das Rückenmark im Spinalkanal eine merkwürdige Form annimmt. Obwohl die Spinalnerven mit den Wirbelsäulenabschnitten und Wirbeln korrespondieren, liegen sie nicht immer auf der gleichen Ebene. Das Rückenmark endet als Conus medullaris, dem sogenannten Markkegel, bereits auf der Höhe des ersten und zweiten Lendenwirbel L1 und L2.

Die Spinalnervenwurzeln verlaufen jedoch im Spinalkanal weiter und verlassen ihn erst auf der Höhe des entsprechenden Wirbels durch das Zwischenwirbelloch. Die Spinalnervenwurzeln, die ab dem Conus medullaris weiter nach inferior verlaufen, werden als Cauda equina bezeichnet. Diese Struktur hat anscheinend jemanden an einen “Pferdeschwanz” erinnert. Das ist die Bedeutung dieses lateinischen Begriffes. Wahrscheinlich fragst du dich nun, wie diese Struktur zustande kommt? Nun, der Grund dafür ist das Wachstum während der Embryonalentwicklung. Obwohl das Rückenmark und die Wirbelsäule bis zum 3. Schwangerschaftsmonat gleich lang sind, wächst die Wirbelsäule weiter und wird auf diese Weise länger als das Rückenmark. Bei der Geburt ist das Ende des Rückenmarks, der “Conus medullaris”, auf Höhe des dritten Lendenwirbels L3. Wächst der Mensch dann weiter, wird die Wirbelsäule noch länger als das Rückenmark, sodass der Conus medullaris beim Erwachsenen letztendlich auf der Höhe des 1. oder 2. Lendenwirbels liegt. Es gibt natürlich auch Variationen und die Lage des Rückenmarks wird zusätzlich durch Bewegungen wie eine Flexion oder Extension der Wirbelsäule verändert.

Jetzt besprechen wir kurz noch die Rückenmarkshäute, da sie ebenfalls eine interessante Beziehung zur Wirbelsäule und zum Rückenmark haben.

Die erste Rückenmarkshaut ist die “Dura mater spinalis”, zu Deutsch harte Rückenmarkshaut. Sie ist eine harte, äußere Schicht, die das Rückenmark umgibt. Superior ist die Dura mater spinalis an dem Foramen magnum verankert. Sie ist eine Fortsetzung der “Dura mater cranialis”, der harten Hirnhaut, welche das Gehirn umgibt. Im inferioren Abschnitt der Wirbelsäule können wir den Effekt der unterschiedlichen Wachstumsraten wieder erkennen: die Dura mater spinalis erstreckt sich bis zum 2. Wirbel des Kreuzbeins, obwohl das Rückenmark bereits auf Höhe des 1. oder 2. Lendenwirbels endet. Hier bildet sie eine sackförmige Struktur, den Duralsack. Auf Latein wird er als “Saccus durae matris spinalis” bezeichnet und er umschließt die Cauda equina. Der Duralsack hat ebenfalls Ausstülpungen, welche die austretenden Spinalnerven ummanteln. Die nächste Schicht ist die “Arachnoidea mater spinalis”, die Spinngewebshaut des Rückenmarks. Sie stelle stellt die mittlere Rückenmarkshaut dar und liegt der Innenseite der Dura mater spinalis fest an.

Die Pia mater spinalis ist die innerste Schicht. Sie ist dem Rückenmark fest angehaftet und auch sie bildet Ausstülpungen, die die Spinalnervenwurzeln ummanteln. Der Raum zwischen Arachnoidea und Pia mater spinalis wird als Subarachnoidalraum oder Spatium subarachnoideum bezeichnet. Dieser Raum ist mit Liquor cerebrospinalis gefüllt. Er erstreckt sich unterhalb des Conus medullaris vom 1. oder 2. Lendenwirbel bis zum 1. oder 2. Kreuzbeinwirbel. Dieser Teil des Subarachnoidalraums ist als “Cisterna lumbalis” oder Liquorzisterne bekannt. Sie ist ebenfalls mit Liquor gefüllt und vom Duralsack umschlossen. Mit dieser Information ist es für uns nun viel leichter nachzuvollziehen, wie eine Lumbalpunktion und eine Periduralanästhesie möglich sind, ohne dass das Rückenmark verletzt wird. Die Nadel für die Lumbalpunktion wird in der Regel zwischen zwei Wirbeln im Bereich vom 3. Lendenwirbel bis zum 1. Kreuzbeinwirbel eingeführt. Wie wir gerade gesehen haben, endet der Conus medullaris auf der Höhe des 1. oder 2. Lendenwirbels.

Bei einer Lumbalpunktion sticht der Arzt mit seiner Spritze also nur durch den Duralsack und entnimmt dort den Liquor. Das Rückenmark wird dabei nicht berührt. Der Patient legt sich dafür entweder in der Embryonalstellung auf die Seite oder sitzt mit einem nach vorne gebeugtem Rücken. Die Wirbelsäule wird also in eine Flexion gebracht. In diesen Positionen ist der 4. Lendenwirbel auf der gleichen Höhe wie die “Crista iliaca” der Hüfte, die gut palpabel ist. Die Nadel wird meistens in den Zwischenwirbelraum oberhalb oder unterhalb des 4. Lendenwirbels inseriert. Bei einer Periduralanästhesie verhält es sich etwas anders. Der Duralsack wird hier nicht punktiert. Stattdessen wird das Anästhetikum in den Epiduralraum gespritzt. Also in den Raum zwischen der Wirbelsäule und der äußeren Fläche der Dura mater. Die Punktion wird aber ohnehin an der unteren Wirbelsäule durchgeführt, um das Risiko einer Rückenmarksverletzung zu verringern.

Unterhalb des Conus medullaris formt die Pia mater eine spitze Struktur das “Filum terminale”. Diese Struktur durchsticht den Duralsack, nimmt eine Schicht der Dura mater auf und läuft nach inferior bis zum Steißbein, wo es das Rückenmark verankert. Das Filum terminale kann aufgrund seiner Lokalisation in zwei Anteile unterteilt werden. Das “Filum terminale internum” verläuft innerhalb des Duralsacks nach inferior bis zum 2. Kreuzbeinwirbel. Der Anteil, der außerhalb des Duralsacks liegt, heißt Filum terminale externum. Das ist die Struktur, die zusammen mit einer Schicht der Dura mater spinalis die Verankerung am Steißbein bildet. Und das war’s auch schon mit dem anatomischen Teil dieses Tutorials!

Bevor wir zum Ende kommen, sollten wir uns noch Gedanken darüber machen, wie die Wirbelsäule das Rückenmark beeinflussen, oder wie im folgenden Fall, schädigen kann. Ein interessantes Beispiel, das hier erwähnt werden sollte, ist das Cauda equina-Syndrom. Welche Symptome sind dafür typisch?

Betroffene Patienten klagen über Schmerzen im unteren Rücken, Schwäche in den unteren Extremitäten, Probleme bei der Miktion oder Stuhlinkontinenz, sowie in seltenen Fällen auch plötzlich auftretende sexuelle Dysfunktion. Das interessanteste Symptom ist jedoch die sogenannte “Sattelanästhesie”. Irgendwie kommen wir heute immer wieder zum Pferd! Das Symptom der Sattelanästhesie bezeichnet eine Taubheit am Gesäß, dem Perineum und an den inneren Oberschenkeln, also genau die Stellen, auf denen man im Sattel sitzt. Diese Stellen sind mit den Dermatomen von S3 bis S5 assoziiert, die durch Spinalnerven der Cauda equina innerviert werden. Die meisten Symptome treten nicht plötzlich auf, sondern entwickeln sich im Laufe der Zeit, und sie erscheinen häufig asymmetrisch. Habt ihr vielleicht eine Idee, wie dieses Syndrom zustande kommt?

Die häufigste Ursache eines Cauda equina-Syndroms ist ein posteriorer Bandscheibenprolaps an der unteren Lendenwirbelsäule, der die sakralen Spinalnerven komprimiert. Weitere Faktoren, die zu einer Komprimierung der Spinalnerven führen können, sind Rückenmarkstumore, Traumata oder eine Spinalkanalstenose, also eine Einengung des Spinalkanals.
Und wie können wir den Betroffenen am besten helfen? In der Regel werden die Patienten chirurgisch behandelt. Je früher, desto besser! Durch eine Operation kann eine permanente Schädigung der Spinalnerven vermieden oder zumindest minimiert werden. Bei einer permanenten Schädigung können nämlich wichtige Funktionen, wie Miktion- und Stuhlkontinenz sowie die Sexualfunktion, ausfallen. In extremen Fällen kommt es sogar zu einer kompletten Lähmung der unteren Extremitäten.

Bravo! Ihr habt es fast bis zum Ende dieses Tutorials geschafft! Lasst und jetzt nochmal all das, was wir heute gelernt haben, zusammenfassen. Wir haben mit der knöchernen Wirbelsäule begonnen. Diese setzt sich zusammen aus 7 Halswirbeln, 12 Brustwirbeln, 5 Lendenwirbeln, 5 Kreuzwirbeln, die verschmelzen und zusammen das Kreuzbein bilden, sowie 3 bis 5 Steißwirbeln, die ebenfalls verschmelzen und das Steißbein formen. Insgesamt haben wir also 33 Wirbel. Dazwischen liegen natürlich die Bandscheiben. Als Nächstes haben wir uns die wichtigste Struktur im Spinalkanal angeschaut: das Rückenmark. Hier haben wir gesehen, dass es als eine Fortsetzung der Medulla oblongata beginnt und im Verlauf zwei Verdickungen zeigt: die “Intumescentia cervicalis” und die “Intumescentia lumbosacralis”. Das Rückenmark gibt im Verlauf insgesamt 31 paarige Spinalnerven ab, die jeweils auf der Höhe der entsprechenden Wirbel austreten. Superior beginnend gibt es 8 Paare zervikaler Nerven, 12 Paare thorakaler Nerven, 5 Paare lumbaler Nerven, 5 Paare sakraler Nerven und 1 Paar coccygealer Nerven. Wir haben gesehen, dass die ersten 7 zervikalen Nerven jeweils oberhalb des entsprechenden Wirbels austreten.

Der 8. zervikale Spinalnerv tritt in Gegensatz zu den anderen zervikalen Spinalnerven unterhalb des 7. Wirbels aus. Die thorakalen und lumbalen Spinalnerven treten ebenfalls alle unterhalb der entsprechenden Wirbel aus. Die ersten 4 sakralen Spinalnerven teilen sich in vordere und hintere Äste, die jeweils durch die vorderen und hinteren Kreuzbeinlöcher austreten. Der 5. sakrale Spinalnerv verlässt den Spinalkanal über den Hiatus sacralis und das letzte Paar der coccygealen Nerven verläuft über die vordere Fläche des Steißbeins. Weiter haben wir gesehen, wie das Rückenmark beim 1. bis 2. Lendenwirbel als Conus medullaris endet. Die Nervenwurzeln, die darunter verlaufen, werden als Cauda equina bezeichnet. Letztlich haben wir uns noch die Rückenmarkshäute angeschaut. Hier ging es insbesondere um die Strukturen, die am inferioren Ende des Rückenmarks zu finden sind. Zum einen befindet sich hier der Duralsack, der aus der Dura mater gebildet wird und zum anderen das Filum terminale, eine Verlängerung der Pia mater. In unserem klinischen Abschnitt haben wir verschiedene Rückenmarksanomalien besprochen, die das Cauda equina-Syndrom verursachen können, welches oft mit dem Symptom einer Sattelanästhesie einhergeht. Und das war’s für heute! Danke für’s Zuschauen und bis zum nächsten Mal.