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Lexikon der Biologie: Rückenmark

Rückenmark, Medulla spinalis, bei allen Wirbeltieren und beim Menschen vorhandener runder oder ovaler Nervenstrang, der von innen nach außen von 3 Häuten (Rückenmarkshäute; Hirnhäute) 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 flüssigkeitsgefüllter Hohlraum (Cerebrospinalflüssigkeit), dem eine Dämpfungs- und Schutzfunktion zukommt. Zentral ist das Rückenmark von einem Kanal (Zentralkanal, 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) angelegte Rückenmark läßt sich beim Menschen in folgende kontinuierlich ineinander übergehende Rückenmarksegmente gliedern ( ü vgl. Abb. 1 ): 8 Hals- (Cervical-), 12 Brust- (Thorakal-), 5 Lenden- (Lumbal-), 5 Kreuzbein- (Sakral-) und 1–2 Steißbeinsegmente (Kokzygealsegmente). Da das Rückenmark während der Individualentwicklung geringere Wachstumsraten zeigt als die Wirbelsäule, reicht es beim erwachsenen Menschen nur bis zur Höhe des 2.–3. Lendenwirbels (Wirbelsäule). Daher liegen die einzelnen Rückenmarkssegmente jeweils höher als die entsprechenden Rückenmarksnerven (Spinalnerven). Um den Zentralkanal liegt die im Querschnitt H- oder schmetterlingsförmig ausgebildete graue Substanz (Griseum, Substantia grisea). Ihre beiden dorsalen Schenkel bzw. Zipfel bilden die Hinterhörner, die beiden ventralen die Vorderhörner, dazwischen liegen in bestimmten Abschnitten des Rückenmarks kleine Seitenhörner. Die graue Substanz besteht aus einer Vielzahl von Nervenzellkörpern und meist marklosen kurzen Axonen ( ü vgl. Abb. 2 ). Ventral befinden sich die Zellkörper der Motoneurone für die Steuerung der Skelett-Muskulatur (somatomotorischer Anteil) und weiter dorsal gelegen die Steuerneurone für die Eingeweidemuskulatur (Eingeweidemuskeln) und Drüsen (vegetativ-motorischer Anteil). Als gemeinsame Vorderhornwurzeln verlassen deren Axone das Rückenmark segmentweise, d.h. nach Körperabschnitten geordnet. Die sensorischen Ganglienzellen – ebenfalls segmentiert – liegen außerhalb des Rückenmarks in den von Bindegewebe umhüllten Spinalganglien. Ihre peripheren 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) von den einzelnen Sinnesorganen. Weiterhin liegen in der grauen Substanz zahlreiche Schaltneurone, die zwischen den ein- und auslaufenden Meldungen zum Gehirn bzw. zu Erfolgsorganen vermitteln. In der die graue Substanz umhüllenden weißen Substanz (Substantia alba) liegen die aus der Peripherie bzw. den Spinalganglien kommenden und zum Gehirn ziehenden afferenten Bahnen sowie die vom Gehirn zum Rückenmark absteigenden efferenten Nervenfasern. Zu den wichtigsten aufsteigenden Axonen zählen der Vorderseitenstrang, in dem hauptsächlich die Afferenzen der Thermorezeptoren (Temperatursinn) und Schmerzrezeptoren (Schmerz) 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 Vorderhirn (Telencephalon) über den Hinterstrang Meldungen über Druck (Drucksinn), Berührungen (Tastsinn), Vibrationen (Vibrationssinn) und Stellung der Gelenke (Gelenkrezeptoren, Haltungssinne, Kinästhesie, Propriorezeptoren), die bewußt wahrgenommen werden. Neben diesen sensorischen Nervensträngen verlaufen im Rückenmark der Säuger die Fasern des pyramidalen (Pyramidenbahn) und extrapyramidalen Systems, über welche die Steuerung von Tonus (Muskeltonus) und Motorik erfolgt. Entsprechend den beiden Hirnhälften ( Gehirn I Gehirn II ) sind auch die Rückenmarksstrukturen paarig angelegt, wobei zwischen beiden Hälften zahlreiche Querverbindungen bestehen, über welche die Nervenaktivität beider Körperseiten koordiniert wird ( Nervensystem II ). Da viele der afferenten und efferenten Bahnen im Gehirn oder 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 (Hirnzentren) 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 zum Teil 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 des Gehirns gestellt. Bei den im Rückenmark gelegenen Steuerzentren handelt es sich im Prinzip um halbautonome Servomechanismen – zu diesen zählen vor allem die Reflexe (z.B. Kniesehnenreflex, Atem- oder 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. Bandscheibe (Abb.), Bell (C.), Bell-Magendie-Gesetz, Chorda dorsalis, Eccles (J.C.), Ependym, Epiduralraum, Gehirn, Hall (M.), Headsche Zonen, Leitungsqualitäten, Myelitis, Nervensystem, Neuralbögen, Neurobiologie (Geschichte der), Neurobionik; ü Rückenmark , Chordatiere , Regelung , Wirbeltiere I.

H.W./R.B.I.



Rückenmark

Abb. 1: Schematische Darstellung von Gehirn und Rückenmark des Menschen. Das Rückenmark wird in 5 Abschnitte unterteilt, nach denen die Segmente und zugehörigen Nerven bezeichnet und numeriert werden. Bei einer Querschnittsläsion (Querschnittslähmung) hängen die beeinträchtigten Funktionen von der Höhe der Läsion ab.
Als Rückenmarksautonomie werden Aktivitäten des Rückenmarks bezeichnet, die unabhängig von Einflüssen des Gehirns ablaufen. Dies sind insbesondere die Reflexe (mono- und polysynaptische), aber auch einfache stereotype Bewegungen, z.B. das Schreiten. Beim Erwachsenen unterliegt die Rückenmarksautonomie der Kontrolle übergeordneter Zentren des Großhirns und Kleinhirns. Intensive Forschungsaktivitäten widmen sich derzeit dem Problem, ob und wie die Rückenmarksautonomie und ihre intrinsischen spinalen Programme sinnvoll reaktiviert werden können. So könnte Patienten mit einer Querschnittslähmung die Möglichkeit eröffnet werden, einfache stereotype Bewegungen auszuführen.



Rückenmark

Abb. 2: mikroskopische Aufnahme eines kleinen Ausschnitts aus der zentralen grauen Substanz des Rückenmarks

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