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Kompaktlexikon der Biologie: Rückenmark

Rückenmark, Medulla spinalis, bei allen Wirbeltieren und beim Menschen vorhandener runder oder ovaler Nervenstrang, der von innen nach außen von drei Häuten umgeben ist: der weichen Rückenmarkshaut (Pia mater spinalis), der Spinnwebhaut (Arachnoidea spinalis) und der harten Rückenmarkshaut (Dura mater spinalis). Zwischen den ersten beiden Häuten befindet sich ein flüssigkeitserfüllter Hohlraum (Liquor cerebrospinalis), dem eine Dämpfungs- und Schutzfunktion zukommt. Zentral ist das Rückenmark von einem Kanal (Rückenmarkskanal, Canalis centralis) durchzogen, der sich im Gehirn zu einer Reihe von Hohlräumen (Hirnventrikel) erweitert. Am Hinterhauptsloch geht das zum Zentralnervensystem zählende Rückenmark in das verlängerte Mark (Medulla oblongata) über.

Das embryonal als Medullarrohr (Neuralrohr, Neurulation) angelegte R. lässt sich beim Menschen in folgende kontinuierlich ineinander übergehende R.-Segmente gliedern: acht Hals- (Cervical-), zwölf Brust (Thorakal-), fünf Lenden- (Lumbal-), fünf Kreuzbein- (Sakral-) und ein bis zwei Steißbeinsegmente (Coccygealsegmente). Da das R. während der Individualentwicklung geringere Wachstumsraten zeigt als die Wirbelsäule, reicht es beim Erwachsenen nur noch etwa bis zur Höhe des ersten Lendenwirbels. Daher können die Spinalnerven, außer im obersten Halswirbelsäulenbereich, nicht mehr in gleicher Höhe austreten, sondern ihre Wurzeln verlaufen ein Stück abwärts im Wirbelkanal, je tiefer ihr Austrittsloch (Foramen intervertebralis) liegt, desto länger ist ihr Verlauf im Wirbelkanal. Unterhalb der Rückenmarkspitze (Conus medullaris) bilden die absteigenden Spinalnervenfasern die so genannte Cauda equina (Pferdeschwanz). Um den Zentralkanal liegt die im Querschnitt H- oder schmetterlingsförmig ausgebildete graue Substanz (Substantia grisea). Ihre beiden dorsalen Schenkel bzw. Zipfel bilden die Hinterhörner (Cornu posterius), die beiden ventralen die Vorderhörner (Cornu anterius), dazwischen liegen noch kleine Seitenhörner (Cornu laterale). Die graue Substanz besteht aus einer Vielzahl von Nervenzellkörpern und meist marklosen kurzen Axonen (Neuron). Ventral befinden sich die Motoneurone für die Steuerung der Skelettmuskulatur (somatomotorischer Anteil, von dem die somatoefferenten Fasern ausgehen) und weiter dorsal gelegen die Steuerneurone für die Eingeweidemuskulatur und Drüsen (visceromotorischer Anteil, von dem die visceroefferenten Fasern ausgehen). Als gemeinsame Vorderhornwurzeln (Radix anterior) verlassen deren Axone das Zentrum segmentweise, d.h. nach Körperabschnitten geordnet. Die Ganglienzellen, die ebenfalls segmentiert sind, liegen außerhalb des R. in den von Bindegewebe umhüllten Spinalganglien. Deren periphere Ausläufer leiten als afferente Fasern die Meldungen der Rezeptoren in der Haut, den Muskeln und Sehnen sowie den Eingeweiden dem Rückenmark zu. Afferenzen und Efferenzen der Spinalganglien bilden gemeinsam die peripheren Nerven (peripheres Nervensystem). ( vgl. Abb. )

Weiterhin liegen in der grauen Substanz zahlreiche Schaltneurone, die zwischen den ein- und auslaufenden Meldungen zum Gehirn bzw. zu Erfolgsorganen vermitteln (Verbindungsapparat des R.). In der die graue Substanz umhüllenden weißen Substanz liegen die aus der Peripherie bzw. den Spinalganglien kommenden und zum Gehirn ziehenden afferenten Bahnen sowie die vom Gehirn absteigenden efferenten Nervenfasern. Zu den wichtigsten aufsteigenden Axonen zählen der Vorderseitenstrang, in dem hauptsächlich die Afferenzen der Thermo- und Schmerzrezeptoren verlaufen, der Kleinhirnseitenstrang, dessen afferente Impulse in erster Linie von den Mechanorezeptoren der Haut, Muskeln und Gelenke stammen, und der Hinterstrang, in dem die Neurone ohne Unterbrechung bis zum verlängerten Mark verlaufen und die ihre Impulse ebenfalls von den Mechanorezeptoren der Haut, Muskeln und Gelenke erhalten. Während über den Kleinhirnseitenstrang die nicht ins Bewusstsein dringenden Informationen der Muskeltätigkeit geleitet werden, erhält das Gehirn über den Hinterstrang Meldungen über Druck, Berührungen, Vibrationen und Stellung der Gelenke, die bewusst wahrgenommen werden. Neben diesen Nervensträngen verlaufen im Rückenmark der Säuger noch die Fasern des pyramidalen (Pyramidenbahn) und extrapyramidalen Systems, über die die Steuerung von Tonus und Motorik erfolgt. Entsprechend den beiden Hirnhälften sind auch die Rückenmarksstrukturen paarig angelegt, wobei zwischen beiden Hälften zahlreiche Querverbindungen bestehen, über die die Nervenaktivität beider Körperseiten eng koordiniert wird. Da viele der afferenten und efferenten Bahnen im Rückenmark kreuzen, d.h. von der linken zur rechten bzw. von der rechten zur linken Seite ziehen, kommt es dementsprechend bei Ausfall von motorischen Zentren der rechten Hirnhälfte zu Lähmungen auf der linken Körperseite und umgekehrt.

Neben diesen Bahnen enthält das Rückenmark die wichtigsten mehr oder weniger fest verschalteten Funktionsbausteine für die Steuerung der Tätigkeit von Skelettmuskeln und z.T. der Eingeweide. Mit zunehmender Organisationshöhe der Tiere, insbesondere bei den Säugern, nimmt die Eigenständigkeit dieser lokalen Mechanismen mehr und mehr ab; sie werden zunehmend unter die Kontrolle der höheren Zentren gestellt. Bei den im Rückenmark gelegenen Steuerzentren handelt es sich im Prinzip um halbautonome Servomechanismen (Eigenapparat des R.); zu diesen zählen vor allem die Reflexe (z.B. Patellarsehnenreflex, Atem- und Schluckreflex), welche vom Gehirn angesteuert und in verschiedenen Kombinationen zu verschiedenen Funktionen zusammengeschaltet werden. Auch beim Menschen mit seiner besonders weitgehenden Zentralisation des Nervensystems sind solche halbautonomen Servomechanismen vorhanden. So könnte z.B. ein Mensch weder gehen noch stehen, wenn alle für diese Tätigkeiten erforderlichen Muskelbewegungen ausschließlich und direkt über die Großhirnrinde gesteuert werden müssten.



Rückenmark: Querschnitt durch das Rückenmark der Säugetiere mit schematischer Darstellung des Verlaufs der efferenten und afferenten Nervenfasern, deren Verschaltung in der grauen Substanz, den Grenzstrangganglien und den prävertebralen Ganglien, sowie mit Angabe der Erfolgsorgane der efferenten Fasern bzw. der Organe und Gewebe, von denen afferente Fasern ins Rückenmark ziehen

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Professor Dr. Wilfried Wichard, Institut für Biologie und ihre Didaktik, Universität zu Köln

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Thomas Birus, Kulmbach (Der globale Mensch und seine Ernährung)
Dr. Daniel Dreesmann, Köln (Grün ist die Hoffnung - durch oder für Gentechpflanzen?)
Inke Drossé, Neubiberg (Tierquälerei in der Landwirtschaft)
Professor Manfred Dzieyk, Karlsruhe (Reproduktionsmedizin - Glück bringende Fortschritte oder unzulässige Eingriffe?)
Professor Dr. Gerhard Eisenbeis, Mainz (Lichtverschmutzung und ihre fatalen Folgen für Tiere)
Dr. Oliver Larbolette, Freiburg (Allergien auf dem Vormarsch)
Dr. Theres Lüthi, Zürich (Die Forschung an embryonalen Stammzellen)
Professor Dr. Wilfried Wichard, Köln (Bernsteinforschung)

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