Ergonomie und Rückengesundheit / 2.1 Aufbau und Funktion der Wirbelsäule

Die Wirbelsäule stellt zum einen die zentrale vertikale Stabilisierungsachse des menschlichen Körpers dar und gewährt zum anderen Bewegungen, wie Beugung, Streckung, Seitneigung und Rotation. Aufgrund ihrer spezifischen Konstruktion ist sie an der gesamten Motorik des Körpers beteiligt und hat dabei 3 grundsätzliche Funktionen:[1]

  1. Bewegungsfunktion: Ermöglichung der vielfältigen Bewegungen des Körpers um seine zentrale Achse;
  2. Belastungsaufnahme: Aufnahme und Weiterleitung von Belastungen;
  3. Schutzfunktion: Schutz des Rückenmarks mit allen motorischen und sensorischen Nervensträngen.

In der seitlichen Betrachtung zeigt die Wirbelsäule des Menschen insgesamt 4 Krümmungen. In aufrechter Haltung beschreiben die Hals- und Lendenwirbelsäule eine Lordose (Krümmung nach vorne) und die Brustwirbelsäule und das Kreuzbein eine Kyphose (Krümmung nach hinten). Diese verschiedenen Krümmungen ermöglichen den doppel-s-förmigen Aufbau der Wirbelsäule, wodurch sie in der Lage ist, Stoß- und Druckbelastungen besser abpuffern zu können. Eine vollkommen gerade ausgebildete Wirbelsäule würde stattdessen zu erheblichen Belastungen bei dynamischen Bewegungen, wie z. B. Laufen oder Springen, führen und wäre somit aus physiologischer Sicht weitaus weniger widerstandsfähig.

Die Wirbelsäule besteht aus:

  • 7 Halswirbeln,
  • 12 Brustwirbeln,
  • 5 Lendenwirbeln,
  • 5 miteinander verschmolzenen Kreuzwirbeln (Kreuzbein) und
  • bis 5 miteinander verschmolzenen Steißwirbeln (Steißbein).
[1] Gottlob: Differenziertes Krafttraining, 2. Aufl., Elsevier, München 2007.

2.1.1 Aufbau der Wirbel

Mit Ausnahme der beiden ersten Halswirbel (Atlas und Axis) weisen im Grunde genommen alle Wirbel den gleichen Bauplan auf. Jeder Wirbel besteht aus einem Wirbelkörper und dem Wirbelbogen mit seinen Dorn- und Querfortsätzen sowie den Gelenkfacetten. Der Wirbelkörper hat eine zylindrische Gestalt und besteht aus einer kräftigen äußeren Knochenschicht, welche die schwammartige Innenkonstruktion umgibt. Dieser Aufbau gewährleistet ihm eine hohe axiale Belastbarkeit.

Durch den vom Wirbelkörper und vom Wirbelbogen gebildeten Zwischenwirbelkanal verläuft das vom Gehirn kommende Rückenmark mit seinen Spinalnerven. Als Ansatzpunkte und Hebel für die Muskulatur findet sich auf beiden Seiten des Wirbelbogens jeweils ein Querfortsatz und nach hinten wegstehend jeweils ein Dornfortsatz. Auf den Wirbelbögen befinden sich paarig angeordnet (2 oben und 2 unten) die Gelenkflächen der Zwischenwirbelgelenke, auch Facettengelenke genannt, welche wesentlich an der Führung der Bewegung der Wirbelsäule beteiligt sind. Zur Bandscheibe hin schließen die Wirbelkörper mit den Deck- und Grundplatten ab. Entsprechend ihrer nach unten zunehmenden Belastung nimmt auch die Größe der einzelnen Wirbelkörper von der Hals- zur Lendenwirbelsäule hin zu.

2.1.2 Aufbau und Funktion der Bandscheibe

Zwischen den einzelnen Wirbelkörpern befinden sich (mit Ausnahme der beiden ersten Halswirbel sowie dem Kreuz- und Steißbein) die sog. Zwischenwirbelscheiben (Bandscheiben). Die Bandscheibe besteht aus einem zwiebelschalenförmig angelegten Ring aus Faserknorpel (Anulus fibrosus), der den in seiner Mitte gelegenen sehr wasserhaltigen Gallertkern (Nucleus pulposus) umschließt.

Dieser Gallertkern versucht ähnlich wie ein Druckverteiler die bei Bewegungen der Wirbelsäule auftretenden Kräfte zu verteilen und abzudämpfen. Man kann die Bandscheibe daher auch mit einem Wasserkissen vergleichen, das zwischen 2 Wirbeln sozusagen als Stoßdämpfer fungiert. Allerdings kann die Qualität dieses Wasserkissens mit den Jahren nachlassen, insbesondere dann, wenn der Faserring kleine Risse bekommt und gleichzeitig die innere Spannkraft des Kerns durch Wasserverlust abnimmt.

2.1.3 Ernährung der Bandscheibe

Die Versorgung der Bandscheibe erfolgt nicht über Blutgefäße, sondern durch einen Pump- und Saugmechanismus. D. h., wechselnde Druckbelastungen (Be- und Entlastung) sorgen für einen Wasserstrom von den Wirbelkörpern in die Bandscheibe und von der Bandscheibe in die Wirbelkörper. Dadurch werden Nährstoffe in die Bandscheibe hinein transportiert und Abfallprodukte entsprechend wieder heraus transportiert.[1] Da sich die Bandscheibe ausschließlich über diesen Pump- und Saugmechanismus ernährt, sorgen Bewegungen also für bessere Stoffwechselbedingungen.

Bei länger andauernden Kompressionsbelastungen, wie z. B. beim Stehen oder Sitzen, kommt es daher auch zu einem Flüssigkeitsverlust der Bandscheibe, der in der nachfolgenden Erholungszeit- bzw. Entlastungszeit wieder ausgeglichen werden muss. Dies ist auch ein Grund dafür, warum sich die Körperhöhe von Erwachsenen im Tagesverlauf um etwa 1 bis 2 cm reduziert. In entlastender Körperposition, wie z. B. in Rückenlage, kann die Bandscheibe dann wieder Flüssigkeit mit Nährstoffen aufnehmen und nimmt an Höhe zu. Ein regelmäßiger Belastungswechsel ist somit eine elementare Voraussetzung für ihre Funktionstüchtigkeit.

[1] Gottlob: Differenziertes Krafttraining, 2. Aufl., Elsevier, München 2007.

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