7 Besonderheiten der Halswirbelsäule bei Menschen & Wirbeltieren
Die Halswirbelsäule aus drei Perspektiven: (linkes Bild: Vorderansicht, Bild in der Mitte: Rückansicht, Rechtes Bild: Seitenansicht)
Die Halswirbelsäule des Menschen und vieler anderer Wirbeltiere setzt sich aus 7 Halswirbeln zusammen. Aufgrund einiger anatomischer Besonderheiten der Halswirbel, wird gewährleistet, dass der aufsitzende Kopf beweglicher ich als andere Körperpartien, welche an der restlichen Wirbelsäule anliegen.
Besonderheiten der Halswirbelsäule
Die Halswirbelsäule aller Säugetiere besteht aus 7 Halswirbeln, welche mal etwas dicker und mal etwas dünner ausfallen. Besonders dick sind die 7 Halswirbel einer Giraffe, welche bis zu 40 cm lang sein können. Bei allen Wirbeltieren nimmt die Masse der Halswirbel von oben nach unten zu, da untere Wirbel immer mehr Körpergewicht tragen müssen als obere.
Karibik-Manati (Trichechus manatus) aus der Familie der Rundschwanzseekühe (Trichechidae) besitzt nur 6 Halswirbel
Die Manatis (Trichechidae) sind Meeressäugetiere, welche lediglich 6 Halswirbel haben. Und auch einige Faultiere besitzen nicht 7 Halswirbel, sondern nur 5 oder 6. Die Gattung der Dreifinger-Faultiere umfasst 5 Arten, welche in 2 Untergattungen aufgeteilt werden. Bei diesen Faultierarten sind die Brustwirbel so verlagert, dass diese mit den Halswirbeln eine Einheit bilden. Dadurch können diese Faultiere ihren Kopf sehr gut drehen.
Das Braunkehl-Faultier (Bradypus variegatus) aus der Gattung der Dreifinger-Faultiere
Die andere Gattung der Faultiere sind die Zweifinger-Faultiere mit 2 verschiedenen Arten. Diese Faultierarten besitzen lediglich 5 oder 6 Halswirbel.
Das Hoffmann-Zweifingerfaultier (Choloepus hoffmanni) aus der Gattung der Zweifinger-Faultiere
Beim Menschen und allen anderen Wirbeltieren werden die Halswirbel als C1 bis C7 bezeichnet. Der Buchstabe „C“ soll dabei auf den Hals (fachlich als Collum oder Cervix) verweisen.
Die Halswirbelsäule beim Menschen mit den Halswirbeln C1 bis C7, den Bandscheiben (intervertebral disc) und vorderen Tuberkel (anterior tubercle)
Bei Walen und Delfinen sind die Halswirbel etwas verkürzt und miteinander verschmolzen. Dadurch wird eine gewisse Stabilität beim Schwimmen gefördert. Aber diese Stabilität geht auf Kosten der Beweglichkeit, weshalb Meeressäugetiere ihre Köpfe nur eingeschränkt bewegen können.
Walskelett mit 7 Halswirbeln, welche teilweise verkürzt oder verwachsen sind
Bei den Amnioten, also den Landwirbeltieren – welche außerhalb des Wassers ihre Fortpflanzung betreiben können, wird der obere Halswirbel auch als Atlaswirbel bezeichnet. Zu dieser Großgruppe der Landwirbeltiere zählen die Reptilien, die Vögel, die Säugetiere und demnach auch der Mensch.
Vogelskelett mit Wirbelsäule und Knochenstruktur mit Leichtbauweise
Das Gegenstück zu den amniotischen Landwirbeltieren bilden die Amphibien, welche im Wasser ihre Fortpflanzung betreiben und deren Nachkommen ihr Larvenstadium im Wasser verbringen müssen. Bei Amphibien bzw. Lurchen bezeichnet man den oberen Halswirbel lediglich als C1. Die Anzahl der Hals- und Brustwirbel erstreckt sich bei Froschlurche zwischen 5 und 9 Wirbel. Bei den Schwanzlurchen – wie Salamander und Molchen – kann die Wirbelanzahl auf 10 Hals- und Brustwirbel ansteigen. Beide Wirbelsäulenregionen gehen bei den Amphibien ineinander über, wodurch die Beweglichkeit des Kopfes eingeschränkter ist als bei den Amnioten.
Die Halswirbelsäule des Froschskeletts ist kürzer und deutlicher mit der Brustwirbelsäule verschmolzen, weshalb Frösche und andere Lurche kein erkennbaren Hals haben
Besondere Anatomie des ersten Halswirbels C1 bzw. Atlas-Wirbel
Der Atlaswirbel verdankt seinem Namen einem Riesen aus der griechischen Mythologie. Denn vor circa 2000 Jahren, während der Zeit der griechischen Antike, hatten die Menschen noch keine Erklärung über die Naturgesetze gefunden und glaubten daran, dass Götter für alle Phänomene auf der Erde verantwortlich seien. Und Atlas war in der Vorstellung der damaligen Menschen ein Titan, welcher dazu verdammt war, die Erde zu halten – nachdem die Riesen den Krieg gegen die griechischen Götter verloren hatten.
Darstellung des Titanen Atlas in der griechischen Mythologie. Dieser trägt die Erdkugel auf seinen Schultern
Und genauso, wie dem Titan die Erdkugel aufgesetzt wurde, wurde dem Atlaswirbel der Kopf als Kugel aufgesetzt. Dabei besitzt der Atlaswirbel, anders als andere Wirbel der Wirbelsäule, keinen Wirbelkörper. Diese Wirbelmasse verleiht jedem Wirbel eine gewisse Stabilität, ohne die der Atlaswirbel auskommen muss.
Der Schädel sitzt auf dem Atlaswirbel, welcher anders als andere Wirbel keinen Wirbelkörper besitzt
Stattdessen gleicht der Atlas lediglich einem Ring, auf dessen Rückseite -also der Seite, welchem dem Rücken zugewandt ist, der Wirbelkanal entspringt. Durch diesen Wirbelkanal fließen die Nervenbahnen des Rückenmarks, welche das Gehirn mit Körper und dem peripheren Nervensystem verbinden sollen.
Die Verbindung zwischen Atlas und Schädel geschieht über die oberen Kopfgelenke
Auf nach oben ausgerichteten Gelenken liegt der Schädel lediglich auf. Von unten durchstößt ein knöcherner Zahn des zweiten Halswirbels (C2) den Ring des Atlas. Das Zusammenspiel zwischen diesem Zahn und dem Atlas-Ring als Auflage für den Schädel, ermöglichen die Rotation des Kopfes bzw. die Beweglichkeit des Halses.
Besondere Anatomie des zweiten Halswirbels C2 bzw. des Axis-Wirbels
Der zweite Halswirbel ist der Axis (griechisch: Achse). Auch dieser unterscheidet sich in seiner Anatomie von allen anderen Wirbeln. Denn das hervorstechende Merkmal des Axis ist ein Zahn bzw. Dorn (Dens axis), welcher durch den Ring des Atlaswirbels sticht.
Der Zahn des Axis sticht durch den Ring des Atlaswirbels
Stammesgeschichtlich entspricht der Zahn des Axis dem Wirbelkörper des Atlas, bildet mit diesem aber keine Einheit. Durch diese Ablösung des eigentlichen Atlas-Wirbelkörpers und Verschmelzung mit dem Axis wird garantiert, dass der Atlas-Ring sowie der aufliegende Schädel sich durch den Axis drehen können.
Höhere Beweglichkeit der Halswirbelsäule aufgrund des Zusammenwirkens von Atlas und Axis-Wirbel
Zwischen allen Wirbeln der Wirbelsäule befinden sich Bandscheiben, welche als Puffer oder Knautschzone fungieren und so einen Aufprall abfedern bzw. dämpfen sollen. Die Ausnahme bilden auch hier Atlas und Axis, welche ohne diesen Schutzbereich auskommen müssen. Hier liegen demnach Knochen auf Knochen, was die Sicherheit in diesem Bereich einschränkt, aber die Beweglich dafür deutlich erhöht.
In keinem Bereich der Wirbelsäule existiert so eine Bewegungsfreiheit. Denn da die Brustwirbel mit dem Brustkorb verwachsen sind, ist eine Rotation dieser Körperpartie kaum bis gar nicht möglich.
Die höchste Bewegungsfreiheit bietet die Halswirbelsäule
In der Lendenwirbelsäule ragen die Wirbel in den Beckengürtel, was eine Rotation bzw. Drehbewegung des Oberkörpers zwar möglich macht, aber stark einschränkt. Doch aufgrund der Wirbelgelenke, welche im Lendenbereich seitlich verlaufen, ist eine Dehnung und ein Vorbeugen des Oberkörpers sehr gut möglich. Aber die komplette Bewegungsfreiheit (Rotation, Dehnung, Seitbeugen, Vorbeugen) ist lediglich im Kopfbereich möglich. Und dies wird durch das Zusammenspiel der ersten beiden Halswirbel erreicht.
Dies kannst du einmal austesten…
Beuge deinen Kopf zur rechten und linken Seite und schau mal nach, welche Wirbel der Halswirbelsäule beteiligt sind. Dann beuge den Kopf nach vorne oder nach hinten und beobachte auch hier, welche Wirbel tatsächlich beteiligt sind.
Und, was hast du beobachtet?
Es sind eigentlich nur die ersten beiden Wirbel beteiligt, oder? Der Schädel liegt auf dem obersten Halswirbel auf und wird von dort aus bewegt. Der Rest der Halswirbelsäule (C3 – C7) bleibt relativ starr. Somit bleibt die Halswirbelsäule immer in ihrer eigentlichen Position, ermöglicht aber eine komplette Bewegung des Schädelbereichs.
Kopfgelenk und Genick als Verbinder zwischen Schädel, Gehirn und Rückenmark
Man unterscheidet zwei Kopfgelenke:
- Das obere Kopfgelenk ist für das Nicken zuständig und wird deshalb auch als Ja-Gelenk bezeichnet.
- Das untere Kopfgelenk ist für die seitliche Bewegung des Kopfes zuständig und wird deshalb auch als Nein-Gelenk bezeichnet.
Bei Zustimmen oder Ablehnen müssen demnach zwei Gelenke unabhängig voneinander arbeiten. Durch die Feinabstimmung beider Kopfgelenke sind diese Nick- und Drehbewegungen unabhängig voneinander möglich, wodurch jede Kopfstellung im Raum (drehen, neigen, nicken) erreicht werden kann.
Das obere Kopfgelenk sitzt zwischen dem Atlaswirbel und der Schädelbasis. Und das untere Gelenk befindet sich zwischen Atlas- und Axiswirbel. Umgangssprachlich bezeichnet man die ganze Körperpartie als Genick, was auf die Nickbewegung des Kopfes anspielen soll.
Bei einem Genickbruch reißt der Zahn des Axis (Dens Axis) vom Wirbelkörper des Axis (C2) ab, wodurch die dort lokalisierten Hirnstrukturen verletzt werden. Falls die Retikulärformation (Formatio reticularis) dabei verletzt wird, führt dies zum sofortigen Tod des Organismus. Denn diese Hirnstruktur gilt als Hirnschrittmacher, ist an der Atmung und dem Blutkreislauf beteiligt. Außerdem steuert das aufsteigende retikuläre Aktivierungssystem die Frequenz im Gehirn und somit das Bewusstsein.
Falls bei einem Genickbruch die Formatio reticularis nicht verletzt wird, wird aber dennoch das Rückenmark verletzt, wodurch die Verbindung zwischen Gehirn und Körper unterbrochen wird. Dies führt dann zwar nicht unbedingt zum Tod, aber die Rückenmarksverletzung sorgt dafür, dass Motorik und Sensorik im Körper nicht mehr funktionieren.
Besondere Wölbung der Halswirbelsäule
Um die Wirbel der Halswirbelsäule und auch das Gehirn zu schützen, besitzt die gesamte Wirbelsäule eine doppelte S-Form. So verläuft die Wölbung der Halswirbelsäule entgegengesetzt zur Brustwirbelsäule.
Die Krümmung der Halswirbelsäule verläuft synchron zur Lendenwirbelsäule , aber entgegengesetzt zur Sakral- und Brustwirbelsäule
Erschütterungen, welche die Wirbelsäule und das Gehirn schädigen würden, können durch diese Schwungform abgefedert werden. Die besondere Wölbung der Halswirbelsäule wird als Halslordose bezeichnet.
Herausstehender Halswirbel
Wenn du deine Wirbelsäule einmal entlang fährst, wirst du feststellen, dass am Ende des Halses ein Wirbel heraussteht. Dieser siebente Halswirbel (C7) wird als Vertebra prominens (vorstehender Wirbel) bezeichnet und Ärzte nutzen diesen bspw., um zu ertasten – wo die Halswirbelsäule endet und die Brustwirbelsäule beginnt.
Das Vorstehen dieses Wirbels kommt deshalb zustande, da C7 einen verlängerten Dornfortsatz hat. An diesen Dornfortsatz ist die Rückenmuskulatur angehängt, wodurch Kraft und Mechanik von den Muskeln auf die Wirbelsäule übertragen werden.
Keine Bandscheiben zwischen den ersten beiden Halswirbeln
Normalerweise sitzen zwischen den Wirbeln der Wirbelsäule sogenannte Bandscheiben (Discus intervertebralis), in deren Kern ein weicheres Material eingelagert ist. Dadurch können Erschütterungen abgepolstert werden. Die Bandscheibe ist sozusagen eine Knautschzone, welche verhindert – dass Wirbel auf Wirbel reibt.
Der Mensch besitzt 24 freie Wirbel und 8 bis 10 verwachsene Wirbel im Kreuz- und Steißbein. Somit kommt die menschliche Wirbelsäule auf 32 bis 34 Wirbel. Zwischen den Wirbeln befinden sich aber nur 23 Bandscheiben, also fehlen an einigen Stellen diese Puffer.
Zwischen Schädel und Atlaswirbel existiert bspw. keine Bandscheibe, da die weichere Scheibe zwar schützend wirkt, aber die Bewegung des Kopfes einschränken würde. Zwischen dem ersten Halswirbel (Atlas) und dem zweiten (Axis) existiert ebenfalls keine Bandscheibe, da auch hier Bewegung vor Sicherheit gestellt wird.
Zusammenfassung
- Die Halswirbelsäule besteht bei fast allen Säugetieren aus 7 Halswirbeln.
- Bei den amniotischen Landwirbeltieren bezeichnet man die oberen Halswirbel als Atlas und Axis.
- Auf dem Atlaswirbel liegt der Schädel auf. Anders als bei allen anderen Wirbeln der Wirbelsäule besitzt der Atlaswirbel keinen Wirbelkörper. Stattdessen handelt es sich um einen Ring aus Knochen.
- Durch den Knochenring des Atlaswirbel ragt der Zahn des zweiten Halswirbels (Axis), welche zusammen die Bewegung des Kopfes herstellen.
- Dieser Zahn des Axis stellt eine weitere Besonderheit gegenüber anderen Wirbeln dar und ist stammesgeschichtlich aus dem Wirbelkörper des Atlaswirbel hervorgegangen.
- Beide Halswirbel, die Schädelbasis und deren Bänder stellen das Kopfgelenk bzw. das Genick dar.
- Der 7. Halswirbel ragt heraus, da dessen Dornfortsatz verlängert ist.
- Die besondere Wölbung der Hals- und Lendenwirbelsäule bezeichnet man als Lordose. Zusammen mit den Wölbungen der Brust- und Sakralwirbelsäule, welche entgegengesetzt zur Lordose verlaufen, ergibt sich die Doppel-S-Form der Gesamtwirbelsäule.
- Zwischen den ersten beiden Halswirbeln existiert keine Bandscheibe, wodurch eine höhere Bewegungsfreiheit ermöglicht wird.
Literatur
- Jiri Dvorak (Herausgeber), Dieter Grob (Herausgeber), Halswirbelsäule – Diagnostik und Therapie, ISBN: 978-3131161611*
- Heike Höfler (Autor), Die besten Übungen für den Atlas-Wirbel: Kleiner Wirbel – große Wirkung, ISBN: 978-3432115849*
- Gabriele Dreher-Edelmann (Autor), Gymnastik für die Hals- und Brustwirbelsäule: 30 Tage mit je 7 Übungen, ISBN: 978-3437455742*
