Entwicklung und altersspezifische Merkmale der Rumpfknochen

Bei der Entwicklung des Skeletts von Wirbeltieren, einschließlich des Menschen, werden drei Stadien unterschieden: Bindegewebe (membranös), Knorpelgewebe und Knochen. Zunächst bildet sich der Rückenfaden, der eine axiale Position einnimmt und allmählich von embryonalem Bindegewebe umgeben ist. So beginnt sich das primäre Bindegewebsskelett zu bilden, das im Lanzettchen vorhanden ist.

Bei Rundmäulern (Neunaugen, Schleimaalen) und niederen Fischen (Haien, Stören) existiert die Chorda dorsalis gleichzeitig mit primitiven Knorpelwirbeln. Bei höheren Wirbeltieren ist die Dorsalschnur nur in der Embryonalperiode vorhanden.

Während der Entwicklung der meisten Chordatiere wird das häutige Skelett durch ein knorpeliges ersetzt. Im embryonalen Bindegewebe, das die Chorda dorsalis und das Neuralrohr umgibt, bilden sich Inseln von Knorpelzellen – die Rudimente zukünftiger Knorpelwirbel. Die dritte Stufe der Skelettentwicklung – der Knochen – folgt bei höheren Tieren auf die Knorpelentwicklung. Knochengewebe entwickelt sich anstelle des Knorpels, den es verdrängt.

Der komplexe Prozess der Skelettentwicklung in der Phylogenese wiederholt sich in seinen Grundzügen in der Embryonalperiode beim Menschen. Nach der Bildung des Rückenmarks breitet sich um dieses und zwischen den Keimblättern embryonales Bindegewebe aus, das nach und nach durch Knorpel ersetzt wird. Anstelle des Knorpels bildet sich anschließend das Knochenskelett.

Die Knochen des menschlichen Rumpfes entwickeln sich aus Primärsegmenten (Somiten) – Abkömmlingen des dorsalen Teils des Mesoderms. Das vom medioventralen Teil (Sklerotome) jedes Somiten ausgehende Mesenchym umhüllt die Chorda dorsalis und das Neuralrohr, wodurch primäre (membranöse) Wirbel gebildet werden. In der 5. Entwicklungswoche des menschlichen Embryos erscheinen in den Körpern und den entstehenden dorsalen und ventralen Bögen der Wirbel separate Nester aus Knorpelgewebe, die anschließend miteinander verschmelzen. Die von Knorpelgewebe umgebene Chorda dorsalis verliert ihren Zweck und bleibt nur in Form eines gallertartigen Kerns der Bandscheiben zwischen den Wirbelkörpern erhalten. Die wachsenden dorsalen Bögen der Wirbel bilden bei der Verschmelzung ungepaarte Dornfortsätze, gepaarte Gelenk- und Querfortsätze. Die ventralen Bögen wachsen streifenförmig zu den Seiten und durchdringen die ventralen Abschnitte der Myotome, wodurch die Rippen gebildet werden. Die vorderen Enden der neun oberen Knorpelrippen dehnen sich aus und verschmelzen auf jeder Seite zu knorpeligen (Brust-)Streifen. Am Ende des 2. Lebensmonats des Embryos verschmelzen die oberen Enden der rechten und linken Bruststreifen und bilden das Manubrium des Brustbeins. Etwas später verbinden sich auch die unteren Abschnitte der Bruststreifen – der Brustbeinkörper und der Schwertfortsatz werden gebildet. Manchmal verschmelzen diese Streifen nicht über ihre gesamte Länge, dann bleibt der Schwertfortsatz unten gegabelt.

Zu Beginn der 8. Woche beginnt der Ersatz des Knorpelskeletts durch ein Knochenskelett. In jeder Rippe, an der Stelle des zukünftigen Winkels, erscheint ein Verknöcherungspunkt, von dem aus sich das Knochengewebe in beide Richtungen ausbreitet und allmählich den gesamten Rippenkörper einnimmt. Der Rippenkopf weist im 15. bis 20. Lebensjahr einen Verknöcherungspunkt auf. In den 10 oberen Rippen erscheint der Verknöcherungspunkt ebenfalls im Tuberkel der Rippe im 15. bis 20. Lebensjahr.

Im Brustbein bilden sich bis zu 13 Ossifikationszentren, davon ein oder zwei im Manubrium bereits im 4.-6. Monat des intrauterinen Lebens. Im 7.-8. Monat erscheinen Ossifikationszentren im oberen Körperteil (meist paarweise), im mittleren Teil – vor der Geburt und im unteren Teil – im 1. Lebensjahr. Einzelne Teile des Brustbeins verwachsen im 15.-20. Lebensjahr zu einem einzigen Knochenkörper. Der Schwertfortsatz beginnt im 6.-20. Lebensjahr zu verknöchern und verschmilzt nach 30 Jahren mit dem Brustbeinkörper. Das Manubrium verschmilzt später mit dem Körper als alle anderen Teile des Brustbeins oder verschmilzt überhaupt nicht.

Die Wirbel beginnen am Ende der 8. Woche der Embryogenese zu verknöchern. Jeder Wirbel hat 3 Verknöcherungszentren: eines im Körper und zwei im Bogen. Die Verknöcherungszentren im Bogen verschmelzen im 1. Lebensjahr, und der Bogen verschmilzt im 3. Jahr oder später mit dem Wirbelkörper. Zusätzliche Verknöcherungszentren in den oberen und unteren Teilen der Wirbelkörper erscheinen nach 5-6 Jahren und wachsen mit 20-25 Jahren an den Körper an. In den Fortsätzen der Wirbel bilden sich unabhängige Verknöcherungszentren. Die Halswirbel (I und II) unterscheiden sich in ihrer Entwicklung von den anderen Wirbeln. Der Atlas hat ein Verknöcherungszentrum in den zukünftigen seitlichen Massen, von wo aus das Knochengewebe in den hinteren Bogen wächst. Im vorderen Bogen erscheint das Verknöcherungszentrum erst im 1. Lebensjahr. Ein Teil des Körpers des ersten Wirbels löst sich im Stadium der Knorpelphase von ihm und verbindet sich mit dem Körper des zweiten Wirbels, wodurch ein Densfortsatz (Zahn) entsteht. Letzterer hat einen eigenständigen Verknöcherungspunkt, der im 3.-5. Lebensjahr des Kindes mit dem Knochenkörper des zweiten Wirbels verschmilzt.

Die Kreuzbeinwirbel entwickeln sich wie die anderen Wirbel aus drei Hauptverknöcherungszentren. In den drei oberen Kreuzbeinwirbeln treten im 6.-7. Lebensmonat zusätzliche Verknöcherungszentren auf, wodurch sich die seitlichen Teile des Kreuzbeins (Ansätze der Kreuzbeinrippen) entwickeln. Im 17.-25. Lebensjahr verschmelzen die Kreuzbeinwirbel zu einem einzigen Knochen. In den Steißbeinwirbeln (Ansätze) tritt ein Verknöcherungszentrum zu unterschiedlichen Zeitpunkten (im Zeitraum von 1 bis 20 Jahren) auf.

Der menschliche Embryo besitzt 38 Wirbel: 7 Halswirbel, 13 Brustwirbel, 5 Lendenwirbel sowie 12–13 Kreuz- und Steißbeinwirbel. Während des Wachstums des Embryos kommt es zu folgenden Veränderungen: Das 13. Rippenpaar verkleinert sich und verschmilzt mit den Querfortsätzen des entsprechenden Wirbels. Der letzte Brustwirbel wird zum ersten Lendenwirbel, und der letzte Lendenwirbel zum ersten Kreuzbeinwirbel. Später verkleinern sich die meisten Steißbeinwirbel. Somit umfasst die Wirbelsäule zum Zeitpunkt der Geburt 33–34 Wirbel.

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