Aufbau und Funktion von Wirbelsäule, Brustkorb und Bauch
Die Wirbelsäule (Rückgrat) ist die Achse unseres Körpers. Sie stützt ihn und sorgt gleichzeitig für seine Beweglichkeit. Diese „Quadratur des Kreises“ gelingt mit Hilfe dreier Prinzipien:
Segmentaler Aufbau. Die Wirbelsäule ist keine starre Säule, sondern eine Kette aus einzelnen, knöchernen Segmenten (Wirbeln). Diese Wirbel werden über dazwischen liegende Polster (Bandscheiben) abgefedert und sind zudem über jeweils zwei seitliche Gelenke (Zwischenwirbelgelenke) miteinander verbunden. Die knöcherne Wirbelkette ist zusammengesetzt aus sieben Halswirbeln, zwölf Brustwirbeln, fünf Lendenwirbeln sowie Kreuzbein und Steißbein, die beide aus jeweils fünf zusammengewachsenen, „falschen“ Wirbeln bestehen. Die Lendenwirbel sind wesentlich größer als die Halswirbel, weil sie mehr Gewicht zu tragen haben.
Die einzelnen Abschnitte der Wirbelsäule, in der rechten Abbildung durch verschiedene Farben gekennzeichnet, haben für die Beweglichkeit des Rumpfs unterschiedliche Bedeutung. Der flexibelste Teil ist die Halswirbelsäule. Die beiden obersten Wirbel bilden ein Zapfengelenk, das ausgeprägte Drehbewegungen erlaubt, während der untere Abschnitt der Halswirbelsäule für Beugung, Streckung und Seitneigung zuständig ist. Die Brustwirbelsäule ist starrer, besitzt jedoch Gelenkverbindungen zu den Rippen und trägt damit entscheidend zur Beweglichkeit des Brustkorbs bei. In der Lendenwirbelsäule ist Strecken und insbesondere Beugen möglich, in geringerem Maß auch Seitneigung und Drehen.
Krümmung. Die Brustwirbelsäule ist nach hinten gerundet (Kyphose); die Halswirbelsäule und die Lendenwirbelsäule sind dagegen nach vorne gebogen (Lordose). Dieser Aufbau ermöglicht dem Menschen einen elastischen Gang. Er federt Stöße beim Gehen, Laufen und Springen ab und verhindert eine direkte Übertragung der Impulse von den Beinen auf den Kopf und auf das empfindliche Gehirn. An den Scheitelpunkten der Krümmungen ist die Wirbelsäule besonders gut beweglich – und damit besonders anfällig für Störungen.
Muskuläre Stabilisierung. Die einzelnen Wirbel sind über verschiedene Bänder und kurze Muskeln miteinander verbunden. Längere Muskeln verspannen zudem die einzelnen „Etagen“ der Wirbelsäule. Auch andere Teile des Skeletts, z. B. die Schultern und das Becken, sind einbezogen in dieses Verspannungssystem, das wesentlich zur Stabilität der Wirbelsäule beiträgt.
Eine Sonderstellung nehmen Kreuzbein und Steißbein ein. Das Kreuzbein verbindet in den Kreuzbein-Darmbein-Gelenken die Wirbelsäule mit dem Becken und trägt einen großen Teil des Körpergewichts. Das Steißbein ist der beim Menschen verkümmerte und weitgehend funktionslose Schwanzfortsatz der Wirbelsäule.
Der Aufbau der Wirbel ist immer gleich: Als Lastträger fungiert ein zylinderförmiger Wirbelkörper, der allseitig, insbesondere an seiner Deck- und Grundplatte, von einer harten Knochenschicht umgeben ist, im Inneren dagegen aus weichem, schwammartigen Knochengewebe (Spongiosa) besteht. An seiner Rückseite setzt der Wirbelbogen an, der das Rückenmark umschließt und schützt. Alle Wirbelbögen zusammen formen den Wirbelkanal. Zwischen zwei Wirbelbögen verlassen die Rückenmarknerven (Spinalnerven) über je zwei Zwischenwirbellöcher das Rückenmark und die Wirbelsäule. Jeder Wirbelbogen besitzt drei knöcherne Fortsätze, die dem Ansatz von Muskeln und Bändern dienen: Hinten entspringt der nach unten gerichtete, auch von außen tastbare Dornfortsatz, an beiden Seiten befindet sich jeweils ein Querfortsatz. Dazu kommen noch je vier Gelenkfortsätze, die benachbarte Wirbel durch Zwischenwirbelgelenke verbinden. Einen besonderen Aufbau besitzt der oberste Halswirbel, der den Namen Atlas trägt, in der griechischen Mythologie der Träger des Himmelsgewölbes. Er bildet einen knöchernen Ring, auf dem die Unterseite des Schädels aufliegt, und der in seiner in der Mitte liegenden Öffnung neben dem Rückenmark den großen, dornartigen Fortsatz des darunterliegenden, zweiten Halswirbels beherbergt. Beide Wirbel zusammen bilden ein Zapfengelenk.
Aufbau des Brustkorbs. Die Wirbelsäule ist der hintere Abschluss des Brustkorbs, der seinerseits aus insgesamt etwa 70 Einzelteilen besteht. Die zwölf Rippenpaare sind hinten über Rippenwirbelgelenke mit den Querfortsätzen der Brustwirbel verbunden. Vorne setzen die oberen zehn Rippen über knorpeliges Gewebe am Brustbein an, das wiederum über eine beidseitige Gelenkverbindung zum Schlüsselbein einen Anschluss zum Schultergürtel besitzt. Die beiden unteren Rippenpaare enden frei und haben keinerlei Verbindung zum Brustbein. Sie werden deshalb auch als falsche Rippen bezeichnet. Zahlreiche Muskeln und Bänder, die an den Rippen ansetzen, sorgen für Elastizität und Stabilität des Brustkorbs.
Der Brustkorb erfüllt zwei Funktionen: Durch seine Stabilität bietet er einen lebenswichtigen Schutz für Herz, Lunge und Oberbauchorgane, die sich in seinem Inneren befinden. Außerdem fungiert er als knöchernes Widerlager für das Zwerchfell, das an seinem unteren Rand ansetzt, und schafft damit eine wesentliche Voraussetzung für die Atmung. Auch die Rippen spielen eine wichtige Rolle bei der Atemtätigkeit, da sie mit ihren Auf- und Abwärtsbewegungen ebenfalls das periodische Ausdehnen und Zusammenziehen der Lunge ermöglichen.