Rückenmark: Aufbau, Funktion & Querschnitt

3.3 Zentralnervensystem
des Menschen
3.3.1 Aufbau
des Rückenmarks, unbedingte Reflexe, Reflexbogen, Eigen-, Fremdreflex

 

Das Zentralnervensystem des Menschen und aller Wirbeltiere
umfaßt das Rückenmark
und das Gehirn. Hier laufen alle
Informationen aus dem Körper und aus der Umwelt zusammen, werden
verarbeitet und Reaktionen in Form von Bewegungen, Verhalten oder Organtätigkeit
erzeugt.

Das Rückenmark ist das zentrale Nervenbündel,
das die Information von und zum Gehirn und in den Körper bringt.
Es ist beim Erwachsenen mittlerer Größe ca. 45 cm lang und
verläuft im Wirbelkanal der Wirbelsäule, die durch 30 Wirbel
: 7 Hals-(cervikal-),
12 Brust-(thorakal-), 5
Lenden
-(lumbal-), 5 Kreuz-(sacral-)
und 1-2 Coccygealsegmente gebildet
wird. (C1 und C2 sind die ersten beiden Halswirbel, T8 ist der 8. Brustwirbel)

_01 - Rückenmark: Aufbau, Funktion & Querschnitt

Dieser Kanal wird durch eine Öffnung in jedem Wirbel
gebildet. Zwischen jedem Wirbel befinden sich links und rechts 31 Abzweigungen,
die man Spinalnerven nennt (siehe Abbildung links und unten). Diese Nerven
verlaufen weiter in alle Körperbereiche.

spinal - Rückenmark: Aufbau, Funktion & Querschnitt

In Abb. 146 sind diese
Nerven und ihre Bezeichnungen zu sehen (Seitenansicht der Wirbelsäule)
Cervicale Nerven versorgen u.a. Kopf, Arme und Hände, thorakale Nerven
versorgen die Brust und Bauchmuskulatur und die Nerven, die im Lendenbereich
austreten innervieren die Beine. Sacrale Nerven sind u.a. für Darm
und Blase zuständig.

spinaln1 - Rückenmark: Aufbau, Funktion & Querschnitt

Wir wollen uns nun in einem Querschnitt durch das Rückenmark
genauer ansehen und den Verlauf der Nerven an einigen Beispielen untersuchen.

_cord - Rückenmark: Aufbau, Funktion & Querschnitt

Das Rückenmark ist wie das Gehirn , wie gesagt durch
Knochen geschützt (Wirbel) aber auch durch die cerebrospinale
Flüssigkeit
und spezielle Häute (Meninges).

Diese schützende Hülle ist 3-schichtig und
besteht aus der äußeren Dura mater (harte Hirnhaut),
der mittleren Arachnoidea (Spinngewebshaut), und der inneren Pia
mater (
weiche Hirnhaut).

Die cerebrospinale Flüssigkeit füllt den Raum
zwischen der Arachnoidea und der Pia mater. Man kann innen einen H-förmigen
oder Schmetterlings-förmigen Bereich, die graue
Substanz
erkennen. Der äußere Bereich heißt
weiße Substanz. Die weiße Substanz
ist wieder in verschiedene Bereiche unterteilt. Die
graue Substanz enthält vornehmlich Zellkörper und Interneurone,
die weiße Substanz aufsteigende und absteigene Nervenfasern (Axone)
in 6 Bereiche (Säulen) aufgeteilt.

_spinal1 - Rückenmark: Aufbau, Funktion & Querschnitt

Zwischen den Wirbeln entspringen die Spinalnerven in
Form der vorderen und hinteren Wurzeln, die das Spinalganglion enthalten.
(Siehe oben)

_04 - Rückenmark: Aufbau, Funktion & Querschnitt

Untersucht man den Verlauf der
Nerven genauer, stellt man fogendes fest:

1. Sensorische
Nervenbahnen kommen von den Sinnesorganen und
treten über die hintere Wurzel in das Rückenmark ein.

2. Motorische
Fasern gehen vom ZNS zu den Muskeln und treten über die vordere Wurzel
aus dem Rückenmark aus.

3.
Die Zellkörper der sensorischen Fasern befinden sich im Spinalganglion,
die Zellkörper der motorischen Fasern sind in der grauen Substanz.

Die langen Dendriten der sensorischen
Fasern bringen Information über Berührung, Temperatur, Körperposition
und Schmerz aus dem Körper zum ZNS. Manche sensorische Fasern werden
über Interneurone in der grauen Substanz verschalten. Die Axone der
motorischen Fasern treten über die vordere Wurzel aus und innervieren
die Skelettmuskeln in Armen und Beinen usw. und kontrollieren somit die
bewußte Bewegung des Körpers.

Reflexe

Es gibt jedoch noch andere Verschaltungen, bei denen
eine sensorische Faser direkt mit einer motorischen Bahn verschalten ist.

Auch hier kann noch ein Interneuron dazwischen sein,
jedoch erfolgt keine Verbindung mit dem Gehirn. Solche Verschaltungen
führen nicht willentlich kontrollierbare Reaktionen wie z. B. den
Kniesehnenreflex oder andere Dehnungsreflexe der Muskulatur aus.

Man nennt diese Verschaltung einen Reflexbogen,
den Reiz/Reaktionsablauf unbedingten Reflex.

rb1 - Rückenmark: Aufbau, Funktion & Querschnitt

Grundsätzlich besteht ein solcher Reflexbogen aus
den Elementen: Rezeptor (Sinnesorgan), sensorische (afferente) Nervenfaser,
Zentralnervensystem (ZNS, Gehirn oder Rückenmark), motorische (efferente
Faser) und Effektor (Muskel oder Drüse).

Ein Reflex ist eine stereotypische Reaktion des Organismus
auf einen Reiz, die beim Überschreiten einer Reizschwelle unausweichlich
wird. Die meisten Reflexe laufen unbewußt ab wie z.B.: Hustenreflex,
Patellarsehnenreflex (Kniesehnen-), Lidschlagreflex.

Die Funktion von Reflexen liegt im Ausführen schneller
Routineaufgaben, die kein langes Nachdenken erfordern dürfen (z.B.
Schutzreflexe wie Cornealreflex, Hustenreflex oder die Haltung und Stellung
des Körpers im Raum). Das automatische Ablaufen von Reflexen kann
aber durchaus auch willentlich beeinflußt werden, wenn auch in viel
geringerem Maße als bei zielgerichteten Bewegungen.

Beispiele:

  • Der Cornealreflex
    (Lidschlag bei Berührung der Cornea) ist willentlich nicht unterdrückbar.
  • Der Lidschlagreflex,
    ausgelöst durch Annäherung oder starkes Licht, kann willentlich
    unterdrückt werden.

Auslöser
für Reflexe sind die bekannten Reize: Druck, Zug, Beschleunigung,
Licht, Schall, Temperatur, oder chemische Substanzen .

Effektoren
für Reflexe sind Muskeln und Drüsen.

Gibt es zwischen sensorischer und motorischer Faser
nur eine Synapse spricht man von monosynaptischem
Reflex
, existieren mehrere Synapsen nennt man das polysynaptischer
Reflex
.

Die Reflexzeit
ist die Zeit vom Reizbeginn bis zum AP des Muskels.

Bei einem Reflex, der ohne zwischengeschaltete Zellen
im Rückenmark direkt auf das efferente Neuron übertragen wird
(monosynaptisch), beträgt die Zeit vom Reizbeginn (z.B. Hammerschlag)
bis zum Aktionspotential des Muskels 30-40 ms.

Eigenreflex:

Wenn die Rezeptoren und Effektoren eines Reflexes im
gleichen Organ liegen, spricht man von einem Eigenreflex. Beim monosynaptischen
Dehnungsreflex liegen Muskelspindeln und Muskelfasern im selben Muskel.
Dies ist also ein Eigenreflex.

Beispiele:

Bicepssehnenreflex, Patellarsehnenreflex, Achillessehnenreflex,
Masseterreflex .

Einen solchen Reflex haben wir zu Beginn unserer Betrachtungen
über Nerven schon behandelt: den Kniesehenreflex.

iverarbk - Rückenmark: Aufbau, Funktion & Querschnitt

monosynaptischer
Eigenreflex

_cvis6k - Rückenmark: Aufbau, Funktion & Querschnitt

polysynaptischer
Fremdreflex

Antagonistische Hemmung:

Während eines Reflexes, der zu einer Muskelkontraktion
führt, muß der antagonistische Muskel gehemmt werden, um die
Ausführung der Kontraktion sicherzustellen. Es existieren verschiedene
Mechanismen, um dieses Ziel zu erreichen:

Innerhalb einer Seite des Rückenmarks bilden die
Ia-Afferenzen der Muskelspindeln neben ihrer monosynaptischen Verbindung
zum Motoneuron des Dehnungsreflexbogens noch eine weitere Verbindung:
eine Kollaterale (Verzweigung) der Ia-Afferenz führt mit einer Synapse
zu einem hemmenden Interneuron, das den antagonistischen Muskel hemmt.
Die am selben Gelenk angreifenden Antagonisten werden also gehemmt. Dieser
Mechanismus erhielt den Fachausdruck reziproke antagonistische
Hemmung, was bedeutet, daß die gegenspielenden Muskeln wechselseitig
gehemmt werden. Die Beuger hemmen also die Strecker und umgekehrt.

Reflexe, bei denen Rezeptor und Effektor nicht im gleichen
Organ liegen nennt man Fremdreflexe.

Die sensible Reizung der Bauchhaut führt zu einer
Kontraktion der Bauchmuskulatur. Der Reflexbogen enthält mehrere
Synapsen, d.h. es sind mehrere Interneurone zwischen afferentem und efferentem
Nerv eingeschsltet. Der polysynaptische Fremdreflex dauert deshalb länger
als der Eigenreflex. Die Afferenzen eines Fremdreflexes kommen aus Rezeptoren
von inneren Organen, Muskeln und Gelenken und insbesondere von der Haut
(Berührung, Schmerz).

Beispiele für Fremdreflexe:

  • Schutzreflexe (Hustenreflex, Würgreflex…),
  • vegetative Reflexe (Atmung, Blase…),
  • Fluchtreflexe (z.B. Schmerz an der Fußsohle
    führt zur Gelenkbeugung im Bein), Kornealreflex.

Auch hier haben wir kürzlich den Pupillenreflex
(Kornealreflex) besprochen (siehe oben).

 

 

 

 

 


Abb. 143
Bereiche
des Rückenmarks
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Abb. 144
Wirbel
wirbel1 - Rückenmark: Aufbau, Funktion & Querschnitt

Abb. 145
Rückenmark
und Wirbel
 

 

 

 

 

 


Abb. 146
Rückenmark
und austretende Nerven
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Abb. 147
Rückenmark,
austretende Nerven
 

 

 

 


Abb. 148
Querschnitt
durch das Rückenmark
 

fig1_10 - Rückenmark: Aufbau, Funktion & Querschnitt

 

 


Abb. 149
Querschnitte
durch das Rückenmark
 

 

 

 

 

 

 


Abb. 150
Nervenverlauf
vom und zum Rückenmark
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Abb. 151
Reflexbogen

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Abb. 152
Eigenreflexe
– Fremdreflexe
 

 

 

 

 

 

 

 

 

Weiterführende Quellen:

Digital Atlas Nervensystemhttp://www9.biostr.washington.edu/da.html
Neuroanatomiehttp://www.neuropat.dote.hu/
Reflexehttp://nanonline.org/nandistance/nanneuro/index.html
Rückenmarkhttp://www.neuroanatomy.hpg.ig.com.br/spinal.htm
http://science-education.nih.gov/nihHTML/OSE/snapshots/multimedia/ritn/spinal/cross2.html
http://www.anatomy.wisc.edu/research.html
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