Überblick über das Rückenmark

Das Nervensystem ist entscheidend für viele unserer homöostatischen Rückkopplungsschleifen. In den meisten dieser Schleifen bilden die Strukturen des Nervensystems mehr als eine Komponente und führen in diesen Schleifen mehr als eine Funktion aus. Beispielsweise fungieren spezialisierte Nervenenden häufig als Sensoren (Rezeptoren), Informationen werden entlang von Nerven und / oder Rückenmarksbahnen transportiert, die Integration erfolgt innerhalb des ZNS, und Rückenmarksbahnen und Nerven tragen die antwortenden Informationen zurück zu den Effektoren. Das Rückenmark ist eine Struktur des Nervensystems, die Informationen von der Peripherie an das Gehirn und zurück weiterleitet und bestimmte Integrationsstufen durchführt, wie sie in vielen Reflexen zu finden sind. Die Struktur des Rückenmarks unterstützt es bei der Durchführung dieser weiterleitenden und integrativen Funktionen.

Das Rückenmark ist eine Struktur des zentralen Nervensystems, die sich minderwertig vom Hirnstamm bis in den unteren Rücken erstreckt. Während seiner gesamten Länge ist es in der Wirbelsäule eingeschlossen, wobei die Schnur durch das Foramen vertebralis der Wirbel verläuft. Bei einem Erwachsenen endet das Rückenmark selbst an einem Punkt, der Markkegel genannt wird, ungefähr in Höhe der ersten Lendenwirbel (L1). Unterhalb des Markkegels enthält der Wirbelkanal ein Bündel von Nervenwurzeln, die als Cauda equina bezeichnet werden.

Rückenmark. Diese Abbildung zeigt andere wichtige Merkmale des Rückenmarks, von denen viele mit der Funktion des Rückenmarks zusammenhängen, Informationen weiterzuleiten. Ausgehend von der Schädelbasis und den ersten Halswirbeln bis in den Sakralbereich der Wirbelsäule erstreckt sich ein Paar Spinalnerven vom Rückenmark (obwohl Informationen in beide Richtungen auf sensorische und motorische Neuronen innerhalb dieser gemischten Nerven übertragen werden). Alle bis auf den ersten Spinalnerv (C1) verlaufen durch das Foramen intervertebrale des Rückenmarks, während der Spinalnerv C1 zwischen dem Hinterhauptsbein und den Wirbeln C1 verläuft. Insgesamt gibt es 31 Paare von Spinalnerven, die Informationen zum und vom Rückenmark und der Peripherie des Körpers transportieren. Beachten Sie, dass nicht alle Spinalnerven aus dem Rückenmark in Höhe der Wirbel entstehen, zwischen denen sie verlaufen. Dies ist am offensichtlichsten, wenn man die Spinalnerven betrachtet, die in den unteren lumbalen und sakralen Regionen entstehen. Die Nervenwurzeln für diese Nerven entstehen aus dem Rückenmark am oder in der Nähe des Markkegels, an den Sie sich erinnern werden, in der Nähe der L1-Wirbel. Diese Wurzeln sind in der Cauda equina enthalten, bis sie aus der Wirbelsäule austreten. Da die Spinalnervenwurzeln nicht immer auf der Ebene der Wirbel entstehen, durch die sie verlaufen, werden die Segmente des Rückenmarks nach dem Spinalnerv benannt, zu dem sie führen. Beispielsweise würde sich das Segment S2 des Rückenmarks in der Nähe der T12-Wirbel befinden.

Da das Rückenmark in der Nähe der Wirbel L1 endet und unterhalb dieser Ebene viel Körpergewebe innerviert werden muss, gibt es eine signifikante Anzahl von Nerven, die vom unteren Aspekt des Rückenmarks ausgehen. Dies führt zu einem Bereich erhöhter Rückenmarkdicke in den lumbosakralen Regionen des Rückenmarks (entsprechend einer Region, die mit den unteren Brustwirbeln assoziiert ist), der als Lumbalvergrößerung bezeichnet wird. Es gibt eine entsprechende zervikale Vergrößerung in den zervikalen Segmenten, die zu Nerven führen, die die oberen Gliedmaßen innervieren.

Rückenmarkstruktur

Denken Sie daran, dass das Gewebe des Zentralnervensystems im Allgemeinen in weiße Substanz und graue Substanz unterteilt werden kann. Die weiße Substanz ist die myelinhaltige Region, die aus Axonen besteht, die die Bahnen des ZNS bilden. Diese transportieren Informationen zwischen verschiedenen Regionen und Strukturen im ZNS. Graue Substanz enthält die Zellkörper und Dendriten und ist daher der Ort der synaptischen Übertragung.

In der Hirnrinde bildet die graue Substanz die kortikalen (äußeren) Regionen, während die weißen Substanzbahnen dazu neigen, den Großteil der tiefen Gewebe des Gehirns zu bilden, obwohl es Ausnahmen von letzteren gibt, wie die tiefen basalen und thalamischen Kerne, die aus grauer Substanz bestehen. Im Gegensatz zu dieser allgemeinen Anordnung des Gehirns ist das Rückenmark mit der weißen Substanz angeordnet, die die zentrale graue Substanz umgibt, was darauf hinweist, dass die Wirbelsäulenbahnen Informationen entlang der äußeren Aspekte auf und ab tragen, während die synaptische Übertragung tendenziell zentraler erfolgt.

Querschnittsansicht eines Rückenmarkssegments. Im Bild oben können Sie sehen, wie die zentrale graue Substanz etwas schmetterlingsförmig ist, wobei jede Seite des „Schmetterlings“ ein posteriores (dorsales) Horn und ein anteriores (ventrales) Horn enthält. Jedes der Hörner grenzt an die hinteren bzw. vorderen Spinalnervenwurzeln an. Die hintere Nervenwurzel transportiert sensorische Informationen in das hintere Horn und synapsiert dort oft. Das Vorderhorn enthält die Zellkörper somatischer Motoneuronen und sendet seine Axone aus der vorderen Wurzel des Spinalnervs zu den Muskelzellen, die es innerviert. Das laterale Horn ist nicht auf allen Ebenen des Rückenmarks zu finden, sondern beschränkt sich auf thorakale und lumbale Segmente des Rückenmarks. Dies liegt daran, dass die seitlichen Hörner die Neuronen des sympathischen Nervensystems enthalten, die die Schnur nur in diesen Segmenten verlassen. Obwohl sich die Zellkörper in den seitlichen Hörnern befinden, verlassen ihre Axone die vorderen Nervenwurzeln, genau wie diejenigen, die den Skelettmuskel kontrollieren. Die aufeinander abgestimmten Hörner auf jeder Seite des „Schmetterlings“ sind über die graue Kommissur verbunden, die auch den mit Liquor cerebrospinalis gefüllten Zentralkanal umgibt.

Die weiße Substanz des Rückenmarks ist in Säulen unterteilt. Jedes Segment der Schnur enthält aufeinander abgestimmte hintere, laterale und vordere Säulen. Die vorderen und hinteren Säulen sind teilweise durch die vordere mediane Fissur bzw. den hinteren medianen Sulcus getrennt. Jedes Paar ist auch durch eine Kommissur aus weißer Substanz verbunden, die neben der grauen Kommissur verläuft, die als vordere und hintere Kommissur bezeichnet wird. Die Säulen sind weiter in Bahnen unterteilt, die sensorische Informationen das Rückenmark hinauf tragen (aufsteigende Bahnen) und motorische Informationen das Rückenmark hinunter (absteigende Bahnen).

Querschnittsansicht der Länge des Rückenmarks.

Obwohl jedes Segment des Rückenmarks ähnliche Merkmale aufweist, gibt es einige Unterschiede entlang seiner Länge, wie Sie möglicherweise anhand des obigen Bildes feststellen können. Der Hauptunterschied besteht darin, dass das Verhältnis von grauer Substanz zu weißer Substanz zwischen den Segmenten des Rückenmarks variiert. Auf den unteren Ebenen des Rückenmarks gibt es ein größeres Verhältnis von grauer Substanz zu weißer Substanz. Dies sollte sinnvoll sein, da es weniger aufsteigende und absteigende Bereiche weißer Materie gibt, wenn Sie sich tiefer bewegen. Wie bereits erwähnt, befinden sich die lateralen Hörner nur in den thorakalen und lumbalen Regionen des Rückenmarks, wo sie die motorischen Kerne des sympathischen Nervensystems enthalten. Schließlich variiert die Größe der Vorder- und Hinterhörner in Abhängigkeit von der Gewebemenge, die sie innervieren. Zum Beispiel haben die Thoraxsegmente relativ kleine Vorderhörner, da im Thorax und im Abdomen wenig Skelettmuskel zu innervieren ist, während die zervikalen und thorakolumbalen Regionen große Vorderhörner haben, die zur Innervation der Skelettmuskeln der Arme bzw.

Rückenmarksbahnen

Die weiße Substanz des Rückenmarks ist in die gepaarten hinteren (dorsalen), lateralen und vorderen (ventralen) Säulen unterteilt. Diese Säulen werden manchmal Funiculi (oder Funiculus im Singular) genannt und bestehen aus Axonen, die das Rückenmark aufwärts (aufsteigend) oder abwärts (absteigend) bewegen. Die aufsteigenden Bahnen transportieren im Allgemeinen sensorische Informationen von der Peripherie zum Gehirn, während die absteigenden Bahnen motorische Signale zu Muskeln und Drüsen transportieren.

Die Säulen können weiter in Bahnen unterteilt werden (manchmal Faszikuli genannt), was eine Möglichkeit ist, die Neuronen funktionell nach ähnlichem Ursprung, Ziel und Funktion zu gruppieren. Diese Trakte werden oft nach den Strukturen benannt, die sie verbinden. Zum Beispiel zeigt der Spinothalamus-Trakt an, dass die Fasern Informationen vom Rückenmark zum Thalamus des Hirnstamms tragen. Sie können anhand seines Namens feststellen, dass es sich um einen aufsteigenden Trakt handelt, sodass die Informationen, die er trägt, sensorisch sind.Einige der Traktate kreuzen sich entweder im Rückenmark oder im Hirnstamm, und wenn dies geschieht, wird die Beziehung zwischen Ursprung und Ziel als kontralateral bezeichnet. Ein Großteil unserer motorischen Kontrolle ist kontralateral. Zum Beispiel wird Ihr rechter Arm hauptsächlich vom motorischen Bereich in Ihrer linken Gehirnhälfte gesteuert. Wenn sich Ursprung und Ziel eines Trakts auf derselben Körperseite befinden, spricht man von einer ispsilateralen Beziehung.

Querschnitt des Rückenmarks, der angibt, wie die Säulen der weißen Substanz in verschiedene Bahnen unterteilt werden können.

Diese Tabelle listet die wichtigsten Wirbelsäulenbahnen auf, gibt an, ob sie sich auflösen, und enthält eine kurze Beschreibung der Arten von Informationen, die sie enthalten.

Rückenmarkkommunikation

Das Rückenmark fungiert als Kanal für Informationen, die sich entlang seiner Länge auf und ab bewegen. Da jedoch die meisten dieser Informationen entweder das Rückenmark verlassen müssen, um Signale an periphere Gewebe zu senden (efferente Übertragung), oder Informationen aus peripheren Geweben in das Rückenmark transportiert werden müssen (afferente Übertragung), müssen geeignete Strukturen für diese Art der Übertragung vorhanden sein. Es sind die 31 Paare von Spinalnerven und ihre verwandten Strukturen, die die Wege für diese Interaktion bereitstellen.

Sensorische und motorische Fasern treten über Wurzeln, die sowohl von der hinteren als auch von der vorderen Seite der Schnur ausgehen, in die Schnur ein und aus ihr aus. Anteriore Wurzelwurzeln transportieren motorische Informationen aus dem Rückenmark (d. h. Sie enthalten efferente Fasern), während die hinteren Wurzelwurzeln sensorische Informationen in das Rückenmark transportieren (d. h. Sie enthalten afferente Fasern). Mehrere hintere Wurzelwurzeln verschmelzen miteinander, um die hintere Wurzel zu bilden, während mehrere vordere Wurzelwurzeln in ähnlicher Weise konvergieren, um die vordere Wurzel zu bilden.

Rootlets und die Weitergabe von Informationen zum und vom Rückenmark.

Entlang der hinteren Wurzel befindet sich ein Ganglion, in dem sich Zellkörper vieler sensorischer Neuronen befinden. Dies sind unipolare Neuronen, so dass sich ihre Dendriten bis zu den peripheren Geweben erstrecken und ihre Axone in das dorsale Horn des Rückenmarks hineinragen, wo sie synapsen. Diese unipolaren peripheren Neuronen werden als Neuronen erster Ordnung im sensorischen Weg betrachtet, während die Neuronen, mit denen sie im Hinterhorn synapsen, als Neuronen zweiter Ordnung des sensorischen Weges betrachtet werden. Es sind die Axone dieser Neuronen zweiter Ordnung, die die verschiedenen aufsteigenden Bahnen der weißen Substanz bilden.

Die vordere Wurzel enthält kein Ganglion. Dies liegt daran, dass die Motorsteuerung typischerweise ein Zwei-Neuronen-Weg ist. Es beginnt mit einem oberen Motoneuron, dessen Zellkörper sich in der Großhirnrinde oder der grauen Substanz des Hirnstamms befindet. Dieses Neuron projiziert sein Axon über einen absteigenden Trakt der weißen Substanz zu einem Punkt im Rückenmark, wo es im ventralen Horn mit einem unteren Motoneuron synapsiert. Der Zellkörper des unteren Motoneurons befindet sich in der grauen Substanz des Rückenmarks und projiziert sein Axon aus einer der vorderen Wurzeln und durch die vordere Wurzel. Ganglien werden nur dort gefunden, wo sich Neuronenzellkörper außerhalb des ZNS befinden.

Distal zum hinteren Wurzelganglion verschmelzen die Fasern der vorderen und hinteren Wurzel miteinander und passieren die Dura zum Spinalnerv. Da die Spinalnerven sowohl sensorische als auch motorische Fasern enthalten, werden sie als gemischter Nerv betrachtet, im Gegensatz zu einem sensorischen oder motorischen Nerv.

Nur distal zum Foramen intervertebrale der Wirbelsäule verzweigt sich der Spinalnerv in Rami (Singular: Ramus). Im Allgemeinen kommuniziert der hintere Ramus mit Strukturen posterior der Schnur, während der vordere Ramus mit Strukturen anterior der Schnur kommuniziert. In den Spinalnerven T1-L2 führt der vordere Ramus zu einem kommunizierenden Ramus, der mit den sympathischen Ganglien in der Region kommuniziert. Der sympathische motorische Weg umfasst zwei Motoneuronen, so dass dieses Ganglion den Zellkörper des zweiten Motoneurons beherbergt. In verschiedenen Regionen des Körpers verbinden sich die vorderen Rami mehrerer Spinalnerven und verzweigen sich dann wieder zu einem komplexen Nervennetzwerk, das als Plexus bezeichnet wird.

Plexus spinalis

Ein Plexus ist ein Netzwerk von anterioren Rami von benachbarten Spinalnerven, die sich in einem netzartigen oder verwickelten Netzwerk neben dem Rückenmark zusammenschließen und aus dem neue Nerven entstehen. Diese Nerven enthalten Fasern von mehreren Spinalnerven. Die vier Hauptplexus sind zervikal, brachial, lumbal und sakral. Einige Leute betrachten den Steißbeinplexus als fünften Plexus, obwohl er viel kleiner ist als die anderen.Die Plexus sind komplexe Netzwerke, mit vier oder mehr Spinalnerven-Rami, die zu jedem der vier Hauptplexus beitragen, und mit mehreren Nerven, die von jedem entstehen. Die folgende Tabelle listet die vier Hauptplexus, die Spinalnerven, die zu jedem beitragen, und einige der Hauptnerven, die von ihnen entstehen.