Die Wirbelsäule (Columna vertebralis)
Die Columna vertebralis (von lat. columna „Säule" und vertebra „Wirbel“), das Achsenskelett des menschlichen Körpers, dient in ihrer anatomischen Funktion nicht nur als ein vielseitig bewegliches Stützgerüst des Rumpfes, sondern auch als axialer Stoßdämpfer und als Schutz des im Wirbelkanal geborgenen Rückenmarks. Eine Nebenaufgabe liegt, wie in anderen platten und kurzen Knochen auch, in der Blutbildung im roten Knochenmark.
Hätte der Mensch keine Wirbelsäule, dann wäre sein Oberkörper eine formlose, in sich zusammensinkende Masse. Erst durch sie kann der Kopf und Torso stabilisiert und ein aufrechter Gang ermöglicht werden. Die Hauptaufgabe zur Gewährleistung der stützenden Funktion leisten die Wirbelkörper, welche an Größe zunehmen, je weiter unten an der Wirbelsäule sie lokalisiert sind, da die zu tragende Körperlast von oben nach unten zunimmt.
Durch ihre physiologische Doppel-S-Form und ihre Zwischenwirbelscheiben (Bandscheiben), die als mechanischer Stoßdämpfer zur Verfügung stehen, kann die Wirbelsäule nicht nur mit extrem hohen Kräften umgehen sondern auch senkrechte Stöße und Erschütterungen, die ständig auf sie einwirken, effektiv abpuffern und so auch Sicherheit für das Gehirn gewährleisten.
Neben dieser stoßdämpfenden und stützdenden Funktion für Kopf und Rumpf ist die Wirbelsäule auch als Schutz für das im Wirbelkanal verlaufende Rückenmark von enormer Bedeutung: Da Heilvorgänge am Zentralnervensystem (ZNS) nur begrenzt möglich sind, ist es wichtig, das dessen Elemente (Gehirn und Rückenmark) schützend von Knochen umschlossen sind.
Die Wirbelsäuleist ist darüber hinaus auch noch vielseitig beweglich. Diese Beweglichkeit ist die Summe der passiven Beweglichkeit, die durch die Bewegungssegmente ermöglicht wird, und der aktiven Beweglichkeit, welche die Muskulatur gewährleistet. Die Wirbelsäule bietet für die Muskulatur mit ihren Quer- und Dornfortsätzen Ursprungs- und Ansatzstellen.
Die Wirbelsäule besteht aus 33-34 Wirbeln (Tab. 1), den Zwischenwirbelscheiben (Disci intervertebrales) und dem Bandapparat.
Das Kreuzbein (Os Sascrum) und das Steißbein (Os coccygis) werden aus den untereinander knöchern verschmolzenen Kreuz- und Steißbeinwirbeln gebildet. In aufrechter Körperhaltung weist die Wirbelsäule aus Gründen der größeren Widerstandsfähigkeit gegen Biegungen aus der Körperachse und effektiverer Abfederung von axialen (vertikalen) Stoßbelastungen (wie sie beispielsweise beim Springen oder Laufen auftreten), eine physiologische, Doppel-S-förmige Krümmung auf. Dabei unterscheidet man 3 Krümmungsrichtungen:
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Wirbel (Vertebra) - Aufbau
Wie bereits erwähnt ist die Wirbelsäule unter anderem als Stützgerüst von Bedeutung. Diese Aufgabe wird vor allem durch die Vertebrae erfüllt, welche eine Grundform besitzen, die aber in den einzelnen Abschnitten der Columna vertebralis in Anpassung an die unterschiedlichen statischen Erfordernisse abgewandelt ist. Von der Grundform weicht der 1. Halswirbel (Atlas, C1) am meisten ab. Mit Ausnahme dessen besitzt jeder Wirbel:
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1 Wirbelkörper (Corpus Vertebrae). Die Größe der Wirbelkörper nimmt von kranial (oben) nach kaudal (unten) aufgrund des Anstiegs der zu stützenden Körperlast zu.
1 Wirbelbogen (Arcus vertebrae) mit 7 Fortsätzen: 1 Dornfortsatz (Processus spinosus), 2 Querfortsätze (Processus transversi), 4 Gelenkfortsätze (Processus articularis)
Wirbelloch (Foramen vertebrale).
Die Gesamtheit aller Wirbellöcher bildet den Wirbelkanal, in dem das Rückenmark geborgen ist. Jeder Wirbelbogen hat an seinem Ursprung am Corpus vertebrae oben und unten je eine Einbuchtung (Inscisura vertebralis). Dadurch bilden 2 benachbarte Vertebrae ein Zwischenwirbelloch (Foramen intervebrale). Durch dieses treten die Rückenmarksnerven hinaus.
Wirbeltypen
Wirbel | Besonderheiten |
Atlas (C1) | Wirbelkörper und Dornfortsatz fehlen. Besitzt vorderen und hinteren Bogen mit Gelenkflächen für Hinterhauptbein (Os occipitale) und den Axis |
Axis (C2) | Der 2. Halswirbel (Axis) besitzt einen Zahnartigen Fortsatz (Dens axis) um den sich der 1. Halswirbel (Atlas) drehen kann |
Vertebrae cervicales (C3-C7) | Klein und sattelförmige Wirbelkörper. Querfortsätze der Halswirbel umschliessen jeweils ein Loch (Foramen transversum), durch das die Wirbelarterie (A. vertebralis) kranialwärts zum Kopf zieht. Besonders grosser Dornfortsatz (Vertebra prominens). |
Vertebrae thoracicae (Th1-Th12) | Besitzen Gelenkflächen für Rippen an den Wirbelkörpern und Querfortsätzen |
Vertebrae lumbales (L1-L5) | Besonders grosse Wirbelkörper, da sie weiter unten liegen und die zu tragende Körperlast von oben nach unten zunimmt. |
Os sacrum (S1-S5) | Beim Kind findet man anstelle von der Zwischenwirbelscheiben Knorpelfugen für das Wachstum, beim Erwachsenen nur noch Querlinien auf der Vorderfläche. |
Os coccygis (Co1-Co3(-5) | Besteht aus 3-5 verkümmerten Steißbeinwirbeln, Wirbelbogen fehlen |
Bewegungssegment
Die Wirbelsäule besteht aus Bewegungssegmenten, die über unechte und echte Gelenke miteinander verbunden sind.
Definition: Ein Bewegungssegment ist ein der Bewegung dienender Raum zwischen 2 Wirbeln. Es umfasst die Zwischenwirbelscheibe (Discus intervertebralis), Zwischenwirbellöcher (Foramen intervertebrale), Wirbelbogengelenke (Articulationes zygapophysiales) und Bänder.
Discus intervertebralis:
(syn: Zwischenwirbelscheibe, Bandscheibe). Er liegt von C2-S1 zwischen je 2 Wirbelkörper und übernimmt die Aufgabe eines mechanischen Stoßdämpfers.
Er besteht aus:
einem äußeren straffen Faserring (Anulus fibrosus)
Einem zentralen gallertigen Kern (Nucleus pulposus), der als als Druckpolster zwischen den Wirbelkörpern liegt.
Wird der Nucleus pulposus zusammengepresst, verbreitert er sich und spannt den Fasserring, somit wird Druckbelastung in Zugbelastung umgesetzt. Aufgrund ihrer Elastizität schwingen die gedehnten Fasern zurück, und es kommt zur Federung.
Wirbelbogengelenke
Die Wirbelbogengelenke beinflussen durch ihre Stellung die Beweglichkeit in den einzelnen Bereichen der Wirbelsäule. Beispielsweise sind bei den Halswirbeln die Gelenkfortsätze flach nach hinten abfallend, was ein Vor- und Rückneigen ermöglicht. Durch die schräge Stellung der Wirbel im Halswirbelsäulenbereich wird darüber hinaus in diesem Abschnitt der Wirbelsäule die größte Beweglichkeit mit Bewegungsmöglichkeiten nach fast allen Seiten geboten.
Im Bereich der Brustwirbelsäule sind sie gekrümmt wobei der Mittelpunkt der Krümmung in der Zwischenwirbelscheibe liegt. Dadurch werden Rotationen ermöglicht die aber wegen des Brustkorbs nur im unteren Brustbereich ausgeführt werden können.
Die Lendenwirbelsäule ermöglicht aufgrund der Anordnung der Wirbelgelenke Beuge- und Streckbewegungen, Drehbewegungen sind aber nur schlecht möglich.
Bänder
Die Stabilität der Wirbelsäule wird durch kräftige Bänder unterstützt,welche sich über ihre gesamte Länge erstrecken:
| Band | Funktion |
Vorderes Längsband (Lig. longitudinale anterius) | Es zieht über die Vorderseite der Wirbelkörper und stellt eine stabilisierende Grenze der Wirbelsäule in Richtung Bauchraum dar. |
Hinteres Längsband (Lig. lngitudinale posterius) | Es verläuft über die Dorsalseite der Wirbelkörper und kleidet den Wirbelkanal in seinem vorderen Bereich aus. |
Zwischenbogenband (Lig. flavum) | Verbindet die hinter den Wirbelbogen gelegenen Abschnitte zweier benachbarter Wirbelbogen. |
Zwischenquerfortsatzband (Lig. intertransversarium) | Es verbindet die Querfortsätze der einzelnen Wirbel miteinander. |
Zwischendornfortsatzband (Lig. interspinale) | Verbindet die Rückseiten der einzelnen Wirbel miteinander |
Überdornfortsatzband (Lig. supraspinale) | Zieht über die Spitzen aller Dornfortsätze, stellt das am weitesten hinten gelegene stabilisierende Band der Wirbelsäule dar. |
Literatur
Lippert, H.: Lehrbuch Anatomie. 5. Auflage. Elsevier, München 2000
Faller, A; M.Schünke.: Der Körper des Menschen - Einführung in Bau und Funktion. 14. Auflage. Georg Thieme Verlag, Stuttgart-New York 2004
Submitted by Nizar Abu-Hamdeh