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Aufbau der Wirbelsäule - Halswirbelsäule, Brustwirbelsäule und Lendenwirbelsäule

Gliederung

  1. Die Wirbelsäule - Einführung
  2. Der anatomische Aufbau der Wirbelsäule
  3. Die vier Abschnitte der Wirbelsäule: Von Halswirbelsäule bis Lendenwirbelsäule
  4. Der anatomische Aufbau: Wirbelkörper und Bandscheiben
  5. Die Dornfortsätze als Orientierungshilfen an der Wirbelsäule
  6. Die Verbindung der Wirbelsäule zur Muskulatur
  7. Die Wirbelsäule und das zentrale Nervensystem (ZNS)
  8. Zusammenfassung: Kurz und bündig
  9. Weiterführende Links und Quellen

Wenn Sie wenig Zeit haben und schnell eine Zusammenfassung der wichtigsten Fakten aus diesem Artikel lesen möchten, dann bitte gehen Sie direkt an das Ende des Textes. Dort finden Sie eine knappe Zusammenfassung.

Die Wirbelsäule - Einführung

Der anatomische Aufbau der Wirbelsäule

Die Wirbelsäule ist das Element des menschlichen Skeletts, das nicht nur die Extremitäten, also Kopf, Arme und Beine miteinander verbindet, sondern auch für unsere Beweglichkeit zuständig ist. Ihr werden somit zwei wichtige Aufgaben zuteil: Einerseits gibt sie dem gesamten Skelett und damit dem Körper Stabilität, andererseits muss sie auch Mobilität gewähren. Und diese auf den ersten Blick widersprüchlich erscheinende Aufgabenverteilung trifft keineswegs nur auf Spitzensportler zu: Jede kleine, noch so alltägliche Bewegung, die der menschliche Körper vollführt, findet ihren Ursprung in der Anatomie der Wirbelsäule. Durch den aufrechten Gang erfährt die gesamte Wirbelsäule eine ständige Belastung, jedoch ist es insbesondere die Lendenwirbelsäule, die den untersten Abschnitt des Rückens bildet, die einer ständigen Belastung ausgesetzt ist. Ungesunde Haltungen, übermäßig starke Belastungen und mangelnde Bewegung führen dazu, dass sich die Wirbelsäule beispielsweise falsch ausrichtet und Schmerzen verursacht. Um den ständig wechselnden Körperhaltungen und Belastungen gerecht werden zu können, besteht die Wirbelsäule aus einer Mischung von festen, stabilen Knochen, den sogenannten Wirbelkörpern (z.B. Lendenwirbel), die über halbelastische Knorpel, die sogenannten Bandscheiben, miteinander verbunden sind. Diese Form macht es möglich, den Rücken gleichzeitig stabil zu halten und die größtmögliche Beweglichkeit zu gewährleisten. Darüber hinaus dient die Wirbelsäule als Schutz für das Rückenmark, das durch den sogenannten Spinalkanal (Wirbelkanal innerhalb der Wirbelsäule) verläuft und ein Teil des Zentralen Nervensystems (ZNS) ist (DocCheck 2016, Thieme 2009).

In diesem Beitrag auf dem YouTube Kanal Video-Visite erklärt Dr. Tobias Weigl sehr anschaulich den Aufbau der Wirbelsäule und die dazu gehörigen vier Abschnitte. Auch erklärt er typische Verletzungen und Erkrankungen der Wirbelsäule wie z.B. den Bandscheibenvorfall, Spinalkanalstenose oder Wirbelgleiten.

Die vier Abschnitte der Wirbelsäule: Von Halswirbelsäule bis Lendenwirbelsäule

Die Wirbelsäule teilt sich in vier Abschnitte auf, die jeweils durch eine Übergangsregion miteinander verbunden sind. Von oben nach unten gesehen sind dies die Halswirbelsäule, die Brustwirbelsäule, die Lendenwirbelsäule sowie Kreuzbein und Steißbein. Die vier Abschnitte haben entsprechend unseres aufrechten Ganges vier spezifische Krümmungen, um so die Fortbewegung sowie das Abfedern von Belastungen zu ermöglichen:

  1. Halswirbelsäule (HWS) mit den Halswirbeln – Zervikallordose,
  2. Brustwirbelsäule (BWS) mit den Brustwirbeln – Thorakalkyphose,
  3. Lendenwirbelsäule (LWS) mit den Lendenwirbeln – Lumballordose,
  4. Sakralwirbelsäule (Os sacrum) – Sakralkyphose.

HWS, BWS und LWS werden auch als präsakrale Wirbelsäule bezeichnet. Im Alltag bedeutsam sind die Übergangsregionen zwischen den einzelnen Abschnitten der Wirbelsäule, da diese Prädilektionsstellen für Wirbelsäulenerkrankungen darstellen (z.B. Bandscheibenvorfall). Die Wirbel in diesen Übergangsregionen können gelegentlich atypisch ausgebildet sein und werden dann als sog. Übergangswirbel bezeichnet. Besonders häufig ist dies am Übergang von der Lendenwirbelsäule zum Kreuzbein (Os sacrum) der Fall (Prometheus 2007).

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In diesem Video erklärt Dr. Tobias Weigl die wesentlichen Unterschiede zwischen der Spinalkanalstenose und dem Bandscheibenvorfall. Zwei sehr häufige (spezifisch) Ursachen für Rückenschmerzen und daher auch sehr oft verwechselt. Dieses Video soll helfen diese beiden unterschiedlichen Krankheitsbilder besser zu verstehen und unterscheiden zu können.

Exkurs: Aufrichtung der Wirbelsäule nach der Geburt: Die charakteristischen Krümmungen der erwachsenen Wirbelsäule sind beim Neugeborenen nur teilweise vorhanden. Die Krümmungen entwickeln sich erst im Laufe der ersten Monate und Jahre. Zunächst entsteht unter Mitwirkung der kräftiger werdenden Nackenmuskulatur die Halslordose zur Balance des Kopfes. Erst danach mit dem Erlernen des Sitzens, Stehens und Gehens, entwickelt sich die Lendenlordose. Mit dem Erreichen der Pubertät ist die Lendenlordose vollständig ausgeprägt (Prometheus 2007).

Kreuzbein und Steißbein schließen sich an die Wirbelsäule an, sind aber verwachsen und damit unbeweglich (Sonderformen sog. Lumbalisation und Sakralisation); sie zählen nicht zu den insgesamt 24 einzeln liegenden Wirbeln der Wirbelsäulenabschnitte. Diese enthalten jeweils eine unterschiedliche Anzahl von Wirbeln und werden folgendermaßen benannt:

  • Halswirbelsäule / Zervikale Wirbel: 7 Halswirbel (C 1 bis C 7),
  • Brustwirbelsäule / Thorakale Wirbel: 12 Brustwirbel (Th 1 bis Th 12),
  • Lendenwirbelsäule / Lumbale Wirbel: 5 Lendenwirbel (L 1 bis L 5).

Eigentlich bestehen auch Kreuzbein und Steißbein aus jeweils 5 einzelnen Wirbeln, die aber miteinander verwachsen sind. Zählt man diese beiden Abschnitte mit hinzu, besteht die Wirbelsäule in ihrer Gesamtheit aus insgesamt 34 Wirbeln.

Zwischen den Abschnitten der Wirbelsäule befinden sich Übergangsregionen, die als zervikookzipital (Übergang Halswirbel zum Schädel), zervikothorakal (Übergang Halswirbel zu Brustwirbel), thorakolumbal (Übergang Brustwirbel zu Lendenwirbel) und lumbosakral (Übergang Lendenwirbel zu Sakralwirbel/Kreuzbein) bezeichnet werden. Insbesondere diese Übergangsregionen sind es, die anfällig für Fehlstellungen und Erkrankungen der Wirbelsäule sind, weil sich z. B. Formvarianten der Wirbel als sogenannte Übergangswirbel bilden, die von der typischen Form der Wirbel abweichen oder miteinander verwachsen sind.

Von vorne oder hinten gesehen sitzen die Wirbel der Wirbelsäule gerade aufeinander, sofern keine Fehlstellung vorliegt. Von der Seite betrachtet ergibt die Wirbelsäule aber keineswegs eine gerade Linie: Sie ist vielmehr doppelt gekrümmt und bildet eine Art doppeltes S. Während die Halswirbelsäule nach vorn gekrümmt ist, beugt sich die Brustwirbelsäule nach hinten, die Lendenwirbelsäule aber wieder nach vorn. Diese besondere Form hat den Zweck, dass Erschütterungen beim Gehen, Laufen oder Rennen besser verteilt werden können und das Gehirn vor starken Erschütterungen geschützt wird. Eine zu starke oder zu schwache Krümmung oder gar eine Umkehrung der Krümmung in einem Wirbelsäulenabschnitt hat starke Rückenbeschwerden zur Folge und ist medizinisch nur schwer in den Griff zu bekommen (Medizinfo 2016, Thieme 2009).

Der anatomische Aufbau: Wirbelkörper und Bandscheiben

Alle Wirbel, mit Ausnahme des 1. (sog. Atlas) und 2. Halswirbels (sog. Axis) folgen einem einheitlichen Grundbauplan und setzen sich aus den folgenden Bestandteilen zusammen:

  1. einem Wirbelkörper (sog. Corpus vertebrae),
  2. einem Wirbelbogen (sog. Arcus vertebrae),
  3. einem Dornfortsatz (sog. Proc. spinosus),
  4. zwei Querfortsätzen (Procc. transversi bzw. costales bei den Lendenwirbeln) sowie
  5. vier Gelenkfortsätzen (sog. Procc. articulares). Diese Gelenkfortsätze dienen Muskeln und Bändern als Ansatz (s.u.). Im Bereich der Brustwirbelkörper bilden sie die Rippen-Wirbel-Gelenke (Prometheus 2007).

Insgesamt 24 Wirbel bilden die drei beweglichen Abschnitte der Wirbelsäule. Jeder dieser Wirbel ist ein einzelner Knochen, der sich aus dem eigentlichen Wirbelkörper und einem sich daran anschließenden Wirbelbogen zusammensetzt. Von oben betrachtet schließt sich an den Wirbelkörper auf jeder Seite ein Querfortsatz an, der über den sogenannten Wirbelbogen mit dem Dornfortsatz, der nach hinten ausgerichtet ist, verbunden ist. Diese Fortsätze bilden mit dem Wirbelkörper eine Art Dreieck, in deren Mitte der Wirbelkanal verläuft und einen geschützten Raum für das Rückenmark und die Cauda equina, die sogenannten Spinalnervenwurzeln am Ende des Rückenmarks, bietet (Medizinfo 2016, DocCheck 2016, Thieme 2009).

In diesem Beitrag von Video-Visite geht Dr. Tobias Weigl explizit auf den Aufbau und den Nutzen der Bandscheiben ein. Auch erklärt er was ein Prolaps und was eine Protrusion sind.

Obwohl sich Hals-, Brust- und Lendenwirbel in ihrer äußeren Form voneinander unterscheiden, ist ihnen dieser grundsätzliche Aufbau gemein. Die oben liegenden Halswirbel (kraniale Wirbel) sind eher klein und zarter ausgebildet. Nach unten (kaudale Wirbel) werden die Wirbel größer und stabiler, um den Rücken besser stützen zu können. Die jeweilige Krümmung der Wirbelsäulenabschnitte ist dabei von größter Wichtigkeit, da eine dauerhafte Veränderung der Beugung zu Rückenbeschwerden und chronischen Rückenerkrankungen führen kann (Thieme 2009).

Um den einzelnen Wirbeln Mobilität und Beweglichkeit zu ermöglichen, sind diese über die sogenannten Bandscheiben miteinander verbunden. Eine Bandscheibe besteht aus einer Art Knorpel, ist halbelastisch und teilt sich in den innen liegenden, sogenannten Gallertkern und einen äußeren, unempfindlicheren Faserring auf. Insgesamt 23 Bandscheiben liegen zwischen den einzelnen Wirbeln und sind an der Ober- und Unterseite sowie am Rand jeweils fest mit dem Wirbelkörper verwachsen. Weil die Bandscheibe in sich aber beweglich ist, verbindet sie die Wirbel flexibel miteinander und ermöglicht die Mobilität des Rückens. Dabei sind die Bandscheiben deutlich schmaler als die Wirbelkörper selbst und machen insgesamt etwa 25% der Länge der gesamten Wirbelsäule aus. Die Kombination aus Wirbelkörpern und Bandscheiben wird als ventraler Pfeiler der Wirbelsäule bezeichnet, während man jeweils zwei Wirbelkörper, die durch eine Bandscheibe sowie in das Rückenmark austretende Nervenwurzeln verbunden sind, ein Bewegungssegment nennt. Die beweglichsten Abschnitte der Wirbelsäule sind der Halswirbelbereich und der Lendenwirbelbereich, während der Brustwirbelbereich verhältnismäßig unbeweglich ist. (DocCheck 2016, Thieme 2009).

Die Bandscheiben sind der Grund, warum die Wirbelsäule der starken Belastung, der sie tagtäglich ausgesetzt ist, standhalten kann. Sämtliche Bewegungen, Erschütterungen und Stöße werden durch die Bandscheiben, die eine Art Kissen zwischen den festen Wirbeln bilden, abgefedert.  Der äußere Faserring aus Knorpel schützt dabei den innen liegenden Gallertkern, der ein hohes Wasserbindungsvermögen besitzt und die gesamte Bandscheibe durch den Druck des Wassers unter Spannung hält. Aufgrund dieses Aufbaus erfüllt die Bandscheibe verschiedene Funktionen:

  • Dämpfung von Stößen und Verteilung des Drucks: Jede Bewegung, z. B. Laufen oder Rennen, sorgt dafür, dass die Wirbelsäule mobilisiert wird. Durch die Schwerkraft in Verbindung mit der Bewegung werden die Wirbel auseinandergezogen oder zusammengepresst. Die mit den Wirbelkörpern verwachsene Bandscheibe hält die Wirbel einerseits zusammen und verleiht der Wirbelsäule an Ganzem Stabilität, andererseits vermag sie den Druck auszugleichen, indem sie sich nach außen ausdehnt, wenn die Wirbel zusammengepresst werden. Der hohe Druck im Inneren der Bandscheibe soll verhindern, dass die Wirbel aufeinander reiben. Weil die Fasern der Bandscheide aber nur eine geringe Dehnbarkeit besitzen, ist dieser Effekt begrenzt, ist aber zugleich in der Lage, den Druck gleichmäßig zu verteilen.
  • Begrenzung des Bewegungsumfangs: Auch Bewegungen, die nicht vertikal verlaufen, sondern vor/zurück oder seitlich, müssen von der Wirbelsäule ermöglicht und kompensiert werden. Die fest mit den Wirbeln verwachsene Bandscheibe sorgt dafür, dass die Beweglichkeit in diese Richtungen begrenzt bleibt, ermöglicht aber gleichzeitig die Mobilität. Der Gallertkern der Bandscheibe wird bei derartigen Bewegungen auf die Gegenseite verlagert und hält die Wirbelsäule flexibel. Die Beweglichkeit ist aber nicht nur bei seitlichen Bewegungen limitiert, sondern auch in der Rotation, also einer Drehung der Wirbelsäule. Die Fixierung der Bandscheiben verhindert, dass sich die Wirbel gegeneinander verschieben und ein sogenanntes Wirbelgleiten entsteht.

Kommt es an der Bandscheibe zu degenerativen Veränderungen, die mit zunehmendem Alter kaum zu verhindern sind, kann sich der Gallertkern aus der Mitte der Bandscheibe zu einer Seite verlagern. Tritt Gewebe aus der Bandscheibe aus, kann sie dem Druck nicht mehr standhalten und ein Bandscheibenvorfall entsteht (DocCheck 2016, Thieme 2009).

Im folgenden Video Beitrag geht Dr. Tobias Weigl auf die Ursachen und Symptome eines Bandscheibenvorfalls ein. Schauen Sie sich doch gerne dieses gut verständliche Erklärvideo an.

Die Dornfortsätze als Orientierungshilfen an der Wirbelsäule

Die Dornfortsätze der Wirbelsäule (sog. Procc. spinosi) wölben die Haut teils stärker, teils schwächer hervor und dienen bei der körperlichen Untersuchung durch den behandelnden Arzt bzw. Therapeuten als wichtige Orientierungshilfe. Sie sind mit wenigen Ausnahmen leicht zu tasten:

  • Der Dornfortsatz des 7. Halswirbels am Übergang zur Brustwirbelsäule. Er ragt meist am stärksten hervor, so dass der 7. Halswirbel aufgrund dieses Dornfortsatzes die Bezeichnung Vertebra prominens erhalten hat,
  • der Dornfortsatz des 3. Brustwirbels auf der Verbindungslinie zwischen den beiden Schulterblättern (sog. Spinae scapulae),
  • der Dornfortsatz des 7. Brustwirbels auf Höhe der beiden unteren Schulterblattwinkel (sog. Anguli inferiores scapulae),
  • der Dornfortsatz des 12. Brustwirbels etwas unterhalb des Ansatzes der letzen Rippe und
  • der Dornfortsatz des 4. Lendenwirbels auf einer Verbindungslinie zwischen den höchsten Punkten der beiden Darmbeinkämme bzw. Beckenkämme (sog. Christae iliacae).

Die die Dornsfortsätze im Bereich der Brustwirbelsäule verhältnismäßig lang und stark nach unten (kaudal) abgeknickt sind, sind die Brustwirbel in besonderer Art und Weise miteinander verzahnt und wie Dachziegel ineinander aufgelagert (Prometheus 2007).

Die Verbindung der Wirbelsäule zur Muskulatur

Nicht nur die Wirbelsäule muss einer großen Belastung standhalten: Auch die Muskulatur des Rumpfes kommt bei jeder Bewegung zum Einsatz und ist deshalb die kräftigste Muskulatur des menschlichen Körpers. Sie ist in verschiedene Bereiche gegliedert und bedient Hals und Schultern, die gesamte Länge des Rückens, die Brust, den Bauch und die Flanken sowie den unteren Rücken und den Übergang zum Becken. An der Wirbelsäule setzt die Rückenmuskulatur an den Dornfortsätzen, den Querfortsätzen und den Wirbelbögen der Wirbel an und verzweigt sich sowohl nach oben und unten als auch zu den Seiten und hin zur Bauchmuskulatur (Thieme 2009).

Die Wirbelsäule und das zentrale Nervensystem (ZNS)

Mit dem Wirbelkanal, der sich zwischen den Wirbelkörpern und deren Wirbelfortsätzen befindet, bildet die Wirbelsäule einen wichtigen Kanal für das Zentrale Nervensystem (ZNS), denn hier verläuft das empfindliche Rückenmark. In diesem befinden sich die Nervenfasern des ZNS und die Zellkörper wichtiger Nervenzellen.

Zwischen dem Schädel und dem ersten Halswirbel tritt an der Rückseite des Skeletts die erste Nervenwurzel (C 1) aus. Die Nervenwurzeln des Rückenmarks werden entsprechend ihres Austrittsortes benannt und folgen dabei demselben Prinzip wie die Benennung der Abschnitte der Wirbelsäule:

  • Zervikalmark: Segmente C 1 bis C 8,
  • Thorakalmark: Segmente Th 1 bis Th 12,
  • Lumbalmark: Segmente L 1 bis L 5,
  • Sakralmark: Segmente S 1 bis S 5.

Die einzelnen Nervenfasern verlaufen, umhüllt von der Rückenmarksschicht entlang der Wirbelsäule und werden durch den knöchernen Wirbelkanal vor Beschädigungen geschützt. Bei einem Erwachsenen endet das Rückenmark in der Höhe des 1. oder 2. Lendenwirbels. Darunter treten aber weiterhin Nervenwurzeln aus und verlaufen innerhalb des Wirbelkanals. Diese Nerven bezeichnet man als Cauda equina.
Rückenerkrankungen im Bereich des Rückenmarks oder des ZNS werden beispielsweise durch Tumore, Entzündungen oder degenerative Prozesse ausgelöst (DocCheck 2016, Thieme 2009).

Zusammenfassung: Kurz und bündig

Unsere Wirbelsäule ist ein über die Evolution entstandenes sehr wichtiges Körperteil bzw. -organ. Entsprechend unserer Weiterentwicklung als Mensch hat sich auch immer die Wirbelsäule diesen Entwicklungen angepasst bzw. anpassen müssen. Die Wirbelsäule besteht aus vier wichtigen Abschnitten: von der Halswirbelsäule über die Lendenwirbelsäule bis zum sog. Steißbein. Eine wichtige Rolle spielen auch unsere Bandscheiben, die ca. 25% der Höhe der Wirbelsäule ausmachen. Verletzungen und Erkrankungen an unserer Wirbelsäule ist eine sehr häufige und typische Erkrankung der Moderne. Aus diesem Grund ist ein genaueres Wissen über dieses so wichtige Körperteil von uns wichtig.

Weiterführende Links und Quellen

Bomedus Schmerzglossar: bomedus.com/wissen/schmerzglossar/
Lexikon der Biologie: Spektrum.de
Orthopädie und Unfallchirurgie, 6. Auflage, 2009
Prometheus, 2. Auflage, 2007
Flexikon, Online Medizin-Lexikon
Artikel Wirbelsäule auf Medizinfo.de

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