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Themenblock ZNS
Rückenmark II: Verbindungen und Bahnsysteme
David P. Wolfer
Anatomisches Institut, Medizinische Fakultät, Universität Zürich
Institut für Bewegungswissenschaften und Sport, D-HEST, ETH Zürich
Vorlesung Humanbiologie II, Themenblock ZNS, Fr 21.02.2020 08:15-10:00 Y24-G45
Rückenmark II, Fr 21.02.2020 - 1
Fallbeispiel: Problem
• Willkürmotorik
• spastische Lähmung:
Ausfall Willkürmotorik, erhöhter Muskeltonus
• Reflexe
• Muskeldehnungsreflexe einseitig gesteigert:
Patellarsehnenreflex (PSR),
Achillessehnenreflex (ASR)
• pathologischer Reflex: positives BABINSKI-Zeichen
• Sensibilität
• Ausfall Berührungssensibilität (Pinsel)
• Ausfall Vibrationsempfindung (gedämpfte Stimmgabel)
• Ausfall Propriozeption (Bewegungs- und Lagesinn)
• Ausfall Schmerzempfindung (Unterscheidung spitz/stumpf)
• Ausfall Temperaturempfindung (Unterscheidung kalt/warm)
→ dissoziierte Sensibilitätsstörung
R L
24 28
Rückenmark II, Fr 21.02.2020 - 6Übersicht Verschaltungen / 3 Bereiche der Informationsverarbeitung
• Informationsverarbeitung innerhalb Rückenmark
= Schaltzellen
Interneurone
• intrinsische Systeme: Eigenapparat (Binnenzellen) inhibitorisch
Binnenzellen = Eigenapparat
(GABA, Gly)
= propriospinales System
• Reflexzentren für monosynaptische (z.B. Muskeldehnungsreflexe) exzitatorisch
und polysynaptische Reflexe (gesteigert bei dauerhaftem Ausfall (Glu)
absteigender Systeme)
• sensible Verarbeitung (v.a. Schmerzreize)
• prämotorische Netzwerke: Assoziationsneurone
Koordinierte Aktivierung und Erschlaffung (Glu, GABA)
von synergistischen und antagonistischen Muskeln kommissurale Neurone
(Glu, GABA)
• CPG (central pattern generators): generieren autonom rhythmische
Strangzellen
Bewegungen, z.B. Gehen, Laufen, Flügelschlag
Projektionsneurone
• Kommunikation mit Gehirn
Aufsteigende Bahnen
• aus Rückenmark aufsteigende Bahnen gekreuzt / ungekreuzt
• aus Gehirn absteigende Bahnen*
(Glu)
• Kommunikation mit Peripherie
• efferent (motorisch), afferent*
α- und γ-Motoneurone
Wurzelzellen
• somatisch, vegetativ (ACh)
Präganglionäre
* Zellkörper ausserhalb Rückenmark, vegetative Neurone
im Rückenmark nur Nervenfasern (ACh)
37
Rückenmark II, Fr 21.02.2020 - 8Aufsteigende Bahnsysteme
• Spinozerebelläres System Lemniskales System
• Tractus (Tr = Bahn) spinocerebellaris posterior & anterior (→ Moosfasersystem G Fasciculus gracilis
C Fasciculus cuneatus
des Cerebellum), Tr spinoolivaris (→ Kletterfasersystem des Cerebellum)
Tr. spinothalamicus ant., lat.
• Vollzugssignale aus Sensoren des Bewegungsapparats und Rückmeldung aus CPG Tr. spinocerebellaris post., ant.
und prämotorischen Netzwerken direkt oder indirekt → Kleinhirn, keine bewusste Tr. rubrospinalis
Empfindung, bei Ausfall Ataxie = Störung der Bewegungskoordination Tr. corticospinalis lat.
Tr. corticospinalis ant.
• Lemniskales System*
• Berührung/Druck, Vibrationsempfindung (Sensoren in Haut und Subcutis),
Propriozeption (Lage- und Bewegungssinn, Muskelspindeln, Sehnenorgane)
• Anterolaterales System* C
G
• Schmerzempfindung (Nozizeption, Unterscheidung spitz-stumpf),
Temperaturempfindung (kalt-warm), grobe Druck und Berührungsempfindung
• *3 Neurone in Serie
• 2x Umschaltung an erregender Synapse mit Signalverarbeitung
• mindestens Teil der Fasern erreicht Grosshirn: bewusste Empfindung
• 1 Kanal vermittelt Signale aus kleinem rezeptivem Feld oder Muskelsensor,
Σ aller Kanäle → somatotopische Repräsentation des Körpers in der Hirnrinde
• gleiches Prinzip in beiden Bahnen aber unterschiedlicher Faserverlauf und
unterschiedliche Lokalisation der Umschaltungen
43
Rückenmark II, Fr 21.02.2020 - 9Lemniskales System
3a
• 1. Neuron Thalamus
3b
1a• primärafferentes Neuron mit Zellkörper im Spinalganglion
1b• peripherer Fortsatz kommt aus Spinalnerv
1c• zentraler Fortsatz in Radix dorsalis zum Rückenmark Pons
2d
1d• Hauptfaser direkt → Hinterstränge ohne Umschaltung:
S5-Th7 → Fasciculus gracilis, Th6-C1 → Fasciculus cuneatus
1e• Kollateralen → graue Substanz (ev. via LISSAUER Randzone in andere
2c
2b Medulla
Segmente): Afferenzen für Reflexe, Umschaltung auf spinozerebelläres 2a
oblongata
System oder auf Projektionsneurone, deren Fasern im Funiculus post
zu Nuclei gracilis und cuneatus aufsteigen (fakultatives spinales L R
1d
Zwischenrelais des lemniskalen Systems auf Weg zum 2. Neuron) 1a
• 2. Neuron 1b 1c
1e
2a• Nucleus gracilis erhält Fasern aus S5-Th7 (Fasciculus gracilis)
2b• Nucleus cuneatus erhält Fasern aus Th6-C1 (Fasciculus cuneatus)
2c• alle Fasern kreuzen in Decussatio lemniscorum
2d• weiterer Verlauf durch Hirnstamm als Lemniscus medialis
• 3. Neuron 1d
3a• Zellkörper im sensiblen Thalamus 1a
3b• Fasern → primäres somatosensorisches Grosshirnrindenfeld (S1):
somatotope Repräsentation des Körpers als sensibler Homunculus 1b 1c
1e
Dorsalansicht
00
Rückenmark II, Fr 21.02.2020 - 10Anterolaterales System
3a 3a
• 1. Neuron 3b
Thalamus Thalamus
3b
1a 1b• primärafferentes Neuron wie lemniskales System, aber … 2f
1c• Endigung aller Fasern in grauer Substanz des Rückenmarks
2e
(ev via Lissauer-Randzone Kollateralen in andere Segmente), 2d
Pons
2d
Pons
dort Modulation der Signale durch lokale Interneurone
(Lamina II) und absteigende Bahnen (zB. aus Mittelhirn)
2c
• 2. Neuron Medulla
oblongata
2b
2a
Medulla
oblongata
2a• Zellkörper in Columna post. oder intermedia
2b• Axon kreuzt Mittellinie in Commissura alba
L R L R
1d
2c• nach Kreuzung Aufstieg im Funiculus anterior + lateralis
1a
2d• Tr spinoreticularis → Formatio reticularis des Hirnstamms
2e• Tr spinomesencephalicus → Mittelhirn 1b 1c
2f• Tr spinothalamicus → Thalamus
• 3. Neuron
3a• Zellkörper im sensorischen Thalamus, 2c
nur durch Tr spinothalamicus erreicht 1d
3b• Fasern steigen zum primären somatosensorischen (S1) und
anderen (zB. des limbischen Systems) Rindenfeldern auf. 1a
1a
2a
3b• Keine eigene Repräsentation für innere Organe:
1b 1c
Projektion der Empfindung auf Körperoberfläche (HEAD-Zonen) 2b 1c 1b
1e
Dorsalansicht Dorsalansicht
33
Rückenmark II, Fr 21.02.2020 - 12Absteigende Bahnsysteme
• Retikulospinales System Lemniskales System
• Sammelbegriff für verschiedene Bahnen mit G Fasciculus gracilis
C Fasciculus cuneatus
Ursprung aus Formatio reticularis des Hirnstamms
Tr. spinothalamicus ant., lat.
• heterogene Funktionen: Modulation spinaler Reizverarbeitung (Schmerz); Tr. spinocerebellaris post., ant.
Kontrolle präganglionärer vegetativer Neurone; Steuerung von prämotorischen Tr. rubrospinalis
Netzwerken, CPG, zT. α- und γ-Motoneurone Tr. corticospinalis lat.
Tr. corticospinalis ant.
• Motorische Bahnen
• beeinflussen: prämotorischen Netzwerke, CPG, zT. α- und γ-Motoneurone
• Tr vestibulospinalis (Nuclei vestibulares)
und Anteile des retikulospinalen Systems: G
steuert rumpfnahe Muskulatur (Haltungsmotorik) C
• Tr tectospinalis (Colliculus superior):
steuert va. Hals- und Nackenmuskulatur (Blickfolgebewegungen)
• Tr rubrospinalis (Nucleus ruber):
beeinflusst va. rumpfferne Extremitätenmuskulatur (Zielmotorik)
• Tr corticospinalis (lateralis, anterior) = Pyramidenbahn:
essentiell für Willkür- und Feinmotorik (Zielmotorik) bei Primaten,
akut schlaffe → chronisch spastische Lähmung bei Ausfall,
Σ übrige motorische Bahnen = extrapyramidale Bahnen (unwillkürliche
Motorik, vermitteln «Restmotorik» bei isoliertem Ausfall des Tr corticospinalis)
41
Rückenmark II, Fr 21.02.2020 - 16Pyramidenbahn
M1
• Gemeinsam Ci
•
M1 Zellkörper (Pyramidenzellen, «upper motor neurons») im primären Pc
motorischen Grosshirnrindenfeld (Gyrus praecentralis), Mesencephalon
Muskelgruppen somatotop als motorischer Homunculus repräsentiert Po
Pons
Ci• Abstieg durch Capsula interna (häufiger Läsionsort bei Schlaganfall)
Pc• Verlauf als kompakter Faserstrang durch Mesencephalon im Crus cerebri Py
Po• Durchtritt zwischen Ponskernen als verteilte kleinere Faserbündel
Medulla
2a 1a
Py• Kompakter Faserstrang in ventraler Medulla oblongata,
oblongata
Vorwölbung der Oberfläche als Pyramis
R L
• Tr corticospinalis lat (70-90% der Fasern)
1b
1a• Decussatio pyramidum bei Übertritt in Rückenmark 2b
1b• Abstieg im Funiculus lateralis 2c
1c• Endigung an prämotorischen Netzwerken, CPG, α- und γ- Motoneuronen
(«lower motor neurons») aller Segmente
• Tr corticospinalis ant (10-30% der Fasern)
2a• Übertritt in Funiculus anterior ohne Kreuzung
2b• Kreuzung durch Commissura alba nahe beim Zielsegment
2c• Endigung an prämotorischen Netzwerken, CPG, α- und γ-Motoneuronen
1c
(«lower motor neurons») bis ca. Segment Th6 (obere Extremität)
Ventralansicht
51
Rückenmark II, Fr 21.02.2020 - 17Fallbeispiel: Lösung I
M1
• Willkürmotorik Ci
• spastische Lähmung: Pc
Ausfall Willkürmotorik, erhöhter Muskeltonus Mesencephalon
Po
Pons
• Reflexe
• Muskeldehnungsreflexe einseitig gesteigert: Py
Patellarsehnenreflex (PSR), Medulla
Achillessehnenreflex (ASR) 2a 1a oblongata
• pathologischer Reflex: positives BABINSKI-Zeichen
R L
• Sensibilität 1b
• Ausfall Berührungssensibilität (Pinsel) 2b
• Ausfall Vibrationsempfindung (gedämpfte Stimmgabel)
2c
• Ausfall Propriozeption (Bewegungs- und Lagesinn)
• Ausfall Schmerzempfindung (Unterscheidung spitz/stumpf) linksseitige
Läsion Th10
• Ausfall Temperaturempfindung (Unterscheidung kalt/warm)
→ dissoziierte Sensibilitätsstörung
1c
R L
Ventralansicht
56
Rückenmark II, Fr 21.02.2020 - 20Fallbeispiel: Lösung II
3a 3a
• Willkürmotorik 3b
Thalamus
3b
• spastische Lähmung: 2f
Ausfall Willkürmotorik, erhöhter Muskeltonus 2e Mesencephalon
Pons
• Reflexe 2d 2d
• Muskeldehnungsreflexe einseitig gesteigert:
Patellarsehnenreflex (PSR), 2c
Achillessehnenreflex (ASR)
2b Medulla
oblongata
2a
• pathologischer Reflex: positives BABINSKI-Zeichen
L R
• Sensibilität
1d
1a
• Ausfall Berührungssensibilität (Pinsel)
• Ausfall Vibrationsempfindung (gedämpfte Stimmgabel) 1b 1c
• Ausfall Propriozeption (Bewegungs- und Lagesinn)
• Ausfall Schmerzempfindung (Unterscheidung spitz/stumpf) linksseitige
Läsion Th10
• Ausfall Temperaturempfindung (Unterscheidung kalt/warm) 2c
1d
→ dissoziierte Sensibilitätsstörung
(Brown-Séquard-Syndrom) 1a
1a
→ halbseitige Rückenmarksläsion 2a
R L 1b 1c
1c 1b
2b
Dorsalansicht
00
Rückenmark II, Fr 21.02.2020 - 21Sie können auch lesen
