Wirbelsäule

Überblick

Definition

Die Wirbelsäule (Columna vertebralis) ist die Hauptachse des Skeletts:

• Unterstützt den Rumpf
• Bietet eine Befestigung für Bänder und Muskeln, die den Körper bewegen
• Schützt das Rückenmark Rückenmark Rückenmark und die Nervenwurzeln

Die Wirbelsäule besteht aus 33 hintereinander angeordneten Wirbeln, die durch die Bandscheiben und Bänder verbunden sind. Außer in den Segmenten C0/C1 und C1/C2 befindet sich zwischen jedem Wirbelkörper eine Bandscheibe, die primär Puffer- und Schutzfunktionen übernimmt

Regionen der Wirbelsäule

Fünf verschiedene Wirbelgruppen:

• Zervikal (7 Halswirbel)
• Thorakal (12 Brustwirbel)
• Lumbal (5 Lendenwirbel, oder 6 bei Lubalisation von S1)
• Sakral (5 zusammengewachsene Sacralwirbel)
• Coccygeal (4 zusammengewchsene Coccygialwirbel, oder 3-6)

Krümmungen der Wirbelsäule

• Primär (vor der Geburt entwickelt):
  • Thorakale und sacrale Wirbelsäule
  • Kyphose: Rundung der Brustwirbelsäule nach vorne
• Sekundär (nach der Geburt entwickelt):
  • Cervikale und lumbale Wirbelsäule
  • Lordose: Krümmung der Lendenwirbelsäule nach innen

Aufbau der Wirbelsäule

Wirbelkörper/Corpus vertebrae

• Vorderer Teil der Wirbel
• Blockartiger Wirbelkörper: bildet nach cranial und caudal Randleisten (ossäre Wülste: Begrenzung der Auflagefläche der Bandscheiben und Fixationspunkt für Faserknorpel Faserknorpel Knorpelgewebe)
• Nach ventral konvex, nach dorsal gerade
• Tragende Funktion
• Körper besteht aus Spongiosagerüst, das von Substantia compacta umgeben ist
  • Struktur verursacht Spannungslinien
  • Sorgt für Spannungsübertragung bei axialem Druck
  • Verhindert Frakturierung der Wirbelkörper
• Oben und unten mit hyaliner Knorpel ausgekleidet

Wirbelbogen/Arcus vertebrae

• Seitlicher und hinterer Teil der Wirbel
• Geht knöchern in den Wirbelbogen über
• Umschließt den Wirbelkanal
• Der Wirbelbogen besteht aus folgenden Komponenten:
  • Pediculus arcus vertebrae (Übergangsbereich zwischen Corpus und den Querfortsätzen)
  • Lamina arcus vertebrae (dorsaler Teil)
  • Processi articularis (bilden mit den benachbarten Segmenten die Wirbelgelenke)

Das Wirbelloch/Foramen vertebrale

• Aus ventralem Corpus und nach dorsal anschließenden Arcus gebildet
• Große zentrale Öffnungen in den Wirbeln, die in ihrer Gesamtheit den Spinalkanal bilden.
• Enthalten das Rückenmark Rückenmark Rückenmark, Nervenwurzeln und Blutgefäße
• Größe der Öffnung variiert: abhängig von Wirbelsäulenabschnitt und Positionierung im Raum

Der Wirbelkanal/Canalis vertebralis

• Durchlassöffnung für verschiedene Strukturen
• Medulla spinalis
  • Rückenmark Rückenmark Rückenmark
  • Gehört zum zentralen Nervensystem Nervensystem Nervensystem: Aufbau, Funktion und Erkrankungen
  • Endet auf Höhe L1/L2 mit dem Conus medullaris
  • Setzt sich fort in Cauda equina
  • Aus den Intumescentia cervicalis und lumbosacralis treten die Spinalnerven Spinalnerven Rückenmark aus und bilden den entsprechenden Plexus
• Dura mater Dura mater Hirnhäute (Meningen) spinalis
  • Rückenmarkshülle
  • Besteht aus elastischen und kollagenen Fasern
• Gefäße
• Nerven

Der Querfortsatz/Processus transversus

• Sitzt am Arcus vertebrae
• Unterschiedlich in den verschiedenen Abschnitten:
  • HWS: Proc. transversus endet ventral im Tuberculum anterior und dorsal als Tuberculum posterior, dazwischen liegt das Formaen transversarium durch das die Arteria vertebralis verläuft
  • BWS: dominate Querfortsätze, überknorpelte Flächen artikulieren mit der Facies articularis tuberculi costae der Rippen Rippen Brustwand
  • LWS: heißen hier Processus acessorius, an der dorsalen Basis des Processus costalis

Der Dornfortsatz/Processus spinosus

• Ossäre Weiterführung des Arcus nach dorsal
• Fixationspunkt für Muskeln und Bänder
• In den Segmenten C2-C6 gespalten
• In der BWS sehr lang und schräg-caudaler Verlauf
• In der LWS: hoch und kräftig

Das Zwischenwirbelloch/Foramen intervertebrale

• Paarige Öffnung, die von zwei benachbarten, miteinander artikulierenden Wirbeln gebildet werden
•  Wird durch Incisura vertebralis inferior et superior von jeweils benachbarten Wirbelsegmente gebildet
• Knöcherne Begrenzung durch Pediculi arcus vertebrae
• Spinalnerven Spinalnerven Rückenmark treten hier aus.
• Inhalt: Spinalnervenwurzel, Dorsalwurzelganglion, segmentale Arterien Arterien Arterien/ Venen Venen Venen, Fett
• Halswirbelsäule:
  • C1–C7-Nervenwurzeln treten oberhalb der Pedikel von C1–C7 aus.
  • Die C8-Nervenwurzel tritt unterhalb des Pedikels von C7 aus.
• Die Wurzeln der thorakalen und sakralen Nerven treten unter den entsprechenden Wirbeln aus.
• Kann bei Verletzungen oder degenerativen Veränderungen stenotisch werden

Vergleich des Aufbaus in HWS, BWS und LWS

• Wirbelanzahl und Krümmung:
  • HWS: 7, Zervikallordose
  • BWS: 12, Thorakalkyphose
  • LWS: 5, Lumballordose
• Wirbelkörper:
  • HWS:
    • Rechteckig bis würfelförmig
    • Flach
    • Processus uncincati seitlich an den kranialen Flächen
    • Endflächen konkav geformt
  • BWS:
    • Dorsal eingedellt
    • Leicht keilförmig
    • Nach kaudal breiter und höher werdend
    • Endflächen abgerundet, dreieckig
  • LWS:
    • Groß und kräftig
    • Queroval
• Foramen vertebrae:
  • HWS: dreieckig, groß
  • BWS: rund, klein
  • LWS: dreieckig
• Wirbelbogenfortsätze:
  • HWS:
    • Processus spinosus:
      • Kurz
      • Gegabelt
      • C VII besonders ausgeprägt (Vertebra prominens, gut tastbar)
    • Processus transversi:
      • Foramen transversarium, umschlossen von einer ventrale und dorsalen Spange
      • Tuberculum anterius und posterius an den seitlichen Enden der Spangen
      • Sulcus nervi spinalis
    • Processus articularis:
      • Dorsalneigung um 45° gegen die Horizontale
      • Plan
  • BWS:
    • Processus spinosus:
      • Lang
      • Schräg
      • Nach kaudal gerichtet
      • Überlappend und verzahnt
      • Knöcherne Verwachsung
    • Processus transversi:
      • Schräg nach dorsolateral
      • Fovea costalis processus transversi
    • Processus articularis:
      • Frontal ausgerichtet
      • Processus articulares superior weist nach ventral, Processus articulares inferior nach dorsal
  • LWS:
    • Processus spinosus:
      • Gerade
      • Beidseits abgeplattet
      • Nach dorsal ausgerichtet
      • Bindegewebiger Verschluss
    • Processus transversi:
      • Lang
      • Processus costalis (entwicklungsgeschichtlich Rippenrudimente)
      • Kleiner spitzer Processus accessorius
    • Processus articularis:
      • Processus mamillaris als Ansatz und Ursprung autochtoner Rückenmuskulatur Rückenmuskulatur Rückenmuskulatur
      • Senkrechte und sagittale Ausrichtung
      • Processus articulares superior konkav, nach medial weisend, Processus articulares inferior konvex, nach lateral weisend

Atlas und Axis

• C1 und C2 werden wegen ihrer einzigartigen Funktionen speziell benannt.
• Atlas (C1):
  • Unterstützt den gesamten Schädel Schädel Schädelknochen: Anatomie des Schädels, Aufbau und Funktion
  • Besitzt keinen Wirbelkörper oder Dornfortsatz
  • Zwei Massae laterales mit Facies articularis superior als Gelenkpfanne des Articulatio atlantooccipitalis
  • Konvexe Facies articularis inferior als Teil des Articulatio atlantoaxialis
  • Massae laterales verbunden durch:
    • Ventral: Arcus anterior, der außerdem die Fovea dentis trägt, an der der Atlas mit dem Axis artikuliert
    • Dorsal: Arcus posterior, auf dem sich der Sulcus arteriae vertebralis befindet, in dem die Aa. vertebrales nach medial ziehen
  • Processus transversi ragen weit nach lateral: bilden auf jeder Seite ein Foramen transversarium (dort verläuft der A. vertebralis)
  • Die Hauptfunktion besteht darin, dem Kopf das Auf- und Abnicken zu ermöglichen.
• Axis (C2):
  • Besitzt einen knöchernen Vorsprung: Dens axis (Processus odontoideus):
    • Artikuliert mit dem Atlas
    • Gelenkflächen: Facies articularis anterior nach ventral und die Facies articularis posterior nach dorsal
    • Dient als Drehpunkt, damit sich der Kopf von einer Seite zur anderen drehen kann
    • Häufig bei schweren Verletzungen gebrochen
  • Arcus axis hat zwei obere Gelenkfortsätze direkt am Beginn des Bogens
  • Bogen endet mit Processus spinosus (sehr ausgeprägt)
  • Hat einen zweigeteilten Processus spinosus

Kreuz- und Steißbein Steißbein Becken: Anatomie

• Kreuzbein (Os sacrum)
  • Besteht aus 5 verschmolzenen Wirbeln unterhalb der Lendenwirbel
  • Stellt den Endabschnitt des Wirbelkanals dar
  • Artikuliert mit dem Ilium (Hüftknochen), um den Beckengürtel zu bilden
• Steißbein Steißbein Becken: Anatomie (Os coccygis)
  • Besteht aus 3–5 verwachsenen Wirbeln
  • Artikuliert mit dem unteren Kreuzbein

Bandscheiben, Bänder und Gelenke der Wirbelsäule

Bandscheibe (Discus intervertebralis)

Bandscheiben bilden die primäre Verbindung zwischen den Wirbeln.

• 23 Bandscheiben machen 25–30 % der Länge der Wirbelsäule aus.
• Bieten stoßdämpfenden Schutz der Wirbelsäule
• 3 Hauptkomponenten:
  • Anulus fibrose:
    • Ringförmiges faseriges Bindegewebe Bindegewebe Bindegewebe um den Nucleus pulposus Nucleus pulposus Bandscheibenvorfall
    • Mehrschichtige Ausrichtung von überwiegend kollagenen Fasern, jede Schicht jeweils unterschiedliche Verlaufsrichtungen → hohe Festigkeit
    • Anulus ist durch seine Sharpeyfasern an den Randleisten des Corpus vertebrae angebracht
    • Dorsal mit dem Lig. longitudinale posterius sowie mit geringen Faseranteilen mit dem Lig. longitudinale anterius verwachsen
    • 60-70 % Wasser
  • Nucleus pulposus Nucleus pulposus Bandscheibenvorfall:
    • Zentrum der Bandscheibe
    • Schleimige oder gelartige Struktur
    • Verantwortlich für einen Großteil der Kraft und Flexibilität der Wirbelsäule
    • Kombination aus Kollagenfasern und Glykanen (Proteoglykan, Glykosaminoglykan): hohe Matrixbildung und daher starke Wasserbindungsneigung
    • Wird durch Diffusion ernährt (besitzt keine Gefäße und Nerven): bei der physiologischen Abfolge von Be- und Entlastung gelangen Wasser und Nährstoffe mittels Diffusionsprozesse durch eine semipermeable Membran in den Discus
    • Dient der Spannungsverlagerung des Discus bei Bewegung
  • Knorpelige Endplatten verankern die Bandscheiben an den benachbarten Wirbeln.

Bänder der Wirbelsäule

Die Bänder der Wirbelsäule sind essenziell für die Stabilität der Wirbelsäule:

• Bänder bestehen aus Schichten von faserigem Bindegewebe Bindegewebe Bindegewebe.
• Verhindern Sie übermäßige Bewegung (z. B. Überstreckung der Wirbelsäule)

Gelenke der Wirbelsäule

• Die Wirbelkörper artikulieren über die Bandscheiben miteinander.
• Kopfgelenke:
  • Articulatio atlantooccipitalis:
    • Aus Os occipitale (Condyli occipitalis als Gelenkflächen) und Atlas (Facies articularis superior als Gelenkflächen)
    • Ellipsoidgelenk
    • Nickbewegungen bis 30°
    • Seitneigung bis 15°
  • Articulatio atlantoaxialis:
    • Vier einzelne Gelenke
    • Aus Atlas und Axis
    • Zapfengelenke
    • Rotation um die Längsachse bis 45°
    • Nickbewegungen
  • Werden durch Bänder stabilisiert (Lig. apicis dentis, Ligg. Alaria, Lig. transversum atlantis)
• Art. zygapophysialis/Wirbelbogengelenke/Intervertebral-Gelenke/Facetten-Gelenke
  • Echte Gelenke
  • Zwischen dem unteren Gelenkfortsatz (Processus articulares inferiores) eines Wirbels und dem oberen Gelenkfortsatz (Processus articulares superiores) des darunter liegenden Wirbels
  • Gelenkkapsel unterschiedlich stark mit dem Lig. flavum verwachsen
  • Aufnahme und Weiterleitung von Druckkräften
  • Steuerung über propriozeptive Rezeptoren Rezeptoren Rezeptoren im Kapselbandapparat
  • Räumlichen Ausrichtung der Gelenkflächen in bestimmten Wirbelsäulenabschnitte ermöglichen gewisse Bewegungen besser bzw. schlechter als in anderen auszuführen
  • Neigungswinkel der Gelenkflächen: HWS 45°, BWS 80°, LWS 90° (z.B. Rotation in der LWS geringer möglich als in BWS und HWS)

Funktionelle Anatomie

Bewegungssegment

• Funktionelle Einheit der Wirbelsäule
• Besteht aus zwei angrenzenden Wirbeln +
  • Raum zwischen den Wirbelkörpern mit Bandscheibe
  • Wirbelbögen
  • Dorn- und Querfortsätze
  • Alle im Segment befindlichen Weichteile
  • Der im Segment befindliche Spinalnerv
  • Das vom Segment-Spinalnerv innervierte Hautareal
• Ventralsystem:
  • Besteht aus Wirbelkörpern und Bandscheibe
  • Kompensation von axialen Druckkräften
  • Begrenzung von Bewegungen
• Dorsalessystem:
  • Besteht aus Wirbelbogengelenk, Muskeln, Ligamenten
  • Durchführung und Hemmung von Bewegungen

Bewegungsachsen

• In den Bandscheiben:
  • Horizontalachse für die Flexion ventral, für die Extension dorsal
  • Longitudinalachse für Rotation mittig
  • Sagittalachse jeweils seitlich
• Flexion:
  • Bandscheiben werden komprimiert
  • Facies articularis inferior des cranialen Wirbels gleitet nach cranial
  • Divergenz
• Extension:
  • Dorsale Abschnitte werden belastet
  • Foramen intervertebrale wird verengt
  • Konvergenz
  • Umgekehrt zur Flexion
• Lateralflexion und Rotation
  •  Lateralflexion: die konkave Seite der Wirbelgelenke konvergiert, während auf der kontralateralen Seite eine Divergenz stattfindet
  • Rotation: eine kontralaterale Gleitbewegung der Facies articularis superiores findet statt (In der HWS findet diese Bewegung stets mit einer gekoppelten Lateralflexion statt)

Bewegungsausmaß

• Insgesamtes Bewegungsausmaß:
  • Ventralflexion: 150°
  • Dorsalextension: 100°
  • Lateralflexion: 75° zu jeder Seite
  • Rotation: 90° zu jeder Seite
• HWS:
  • Am beweglichsten (durch Kopfgelenke)
  • Flexion/Extension: 40/0/70°
  • Rotation: 70/0/70°
  • Lateralflexion: 35/0/35°
• BWS:
  • Bewegung durch Fixation am Thoraxskelett deutlich eingeschränkt
  • Flexion/Extension: 35/0/25°
  • Rotation: 40/0/40°
  • Lateralflexion: 20/0/20°
• LWS:
  • Rotation stark eingeschränkt (durch die Stellung der Gelenkfortsätze)
  • Flexion/Extension: 50/0/30°
  • Rotation: 10/0/10°
  • Lateralflexion: 20/0/20°

Klinische Relevanz

• Bandscheibenvorfall Bandscheibenvorfall Bandscheibenvorfall: tritt auf, wenn der Nucleus pulposus Nucleus pulposus Bandscheibenvorfall durch einen Riss im umgebenden Anulus fibrosus Anulus fibrosus Bandscheibenvorfall prolabiert oder bricht. Diese Herniation führt zu Schmerzen durch Reizung und Verletzung benachbarter Nervenwurzeln und des umgebenden Gewebes. Bandscheibenvorfälle treten am häufigsten in der Hals- oder Lendenwirbelsäule auf. Physiotherapie ist die Therapie der ersten Wahl bei einem Bandscheibenvorfall Bandscheibenvorfall Bandscheibenvorfall.
• Degenerative Bandscheibenerkrankungen: Bandscheiben unterliegen alters- und traumabedingten Veränderungen. Die Proteoglykan- und Wasserkonzentrationen nehmen in der Bandscheibe ab, was die Höhe der Bandscheibe verringert und zu anatomischen und biomechanischen Veränderungen führt. Diese Veränderungen führen typischerweise zu Kreuzschmerzen, die hauptsächlich durch die Anwendung von nichtsteroidalen Antirheumatika behandelt werden.
• Spinalkanalstenose Spinalkanalstenose Spinalkanalstenose: entsteht durch eine Verengung des Spinalkanals. Die Spinalkanalstenose Spinalkanalstenose Spinalkanalstenose wird je nach Lokalisation als zentrale und/oder laterale Stenose bezeichnet. Je nach Lage und Schwere können die Spinalnerven Spinalnerven Rückenmark, das Rückenmark Rückenmark Rückenmark oder die Blutgefäße von der Kompression betroffen sein. Klassischerweise bessert sich der Schmerz durch eine Spinalkanalstenose Spinalkanalstenose Spinalkanalstenose beim Vorbeugen.
• Zervikale Spondylose: Eine Stenose des Zervikalkanals infolge degenerativer Veränderungen der Halswirbelsäule führt zu einer zervikalen Spondylose, die bei einer Ausweitung auf das zervikale Rückenmark Rückenmark Rückenmark zu einer zervikalen Myelopathie führen kann.
• Pathologische Krümmungen der Wirbelsäule:
  • Skoliose Skoliose Skoliose: seitliche Krümmung der Wirbelsäule; normalerweise ein idiopathischer Prozess
  • Kyphose: übermäßige Brustkrümmung; kann angeboren auftreten oder auf ein traumatisches Ereignis zurückzuführen sein. Kyphose wird auch als „bucklige“ Deformität bezeichnet.
  • Lordose: übermäßige Krümmung der Lendenwirbelsäule