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B978-3-437-58930-0.00008-8

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Innere und äußere Liquorräume [5]

Liquorströmung (nach Greitz & Hannerz 1996) [11]

Klassisches Modell der Liquorströmung (a)

Dominante Pulsationsströmung (in Relation zum Herzrhythmus) in den extraventrikulären Liquorräumen (b)

Winziger Materialfluss, der hier übertrieben dargestellt ist, um ihn sichtbar zu machen. Das erklärt das Auswaschen von Isotopen-Indikatorsubstanzen (Tracer) aus dem Ventrikelsystem und den basalen Zisternen (bei MRT-Untersuchungen und Zisternographien) (c).

Transmurale Strömung des Liquor cerebrospinalis [11]

Einmündung der Lymphgefäße im Venenwinkel [2]

Lymphbahnen des Kopf-, Gesichts- und Halsbereichs [2]

Schematische Wiedergabe der vertikalen Lymphbahnen (Trunci) und deren Faszienverhältnisse [2]

Darstellung des Duratrichters an einem Präparat (mit freundlicher Genehmigung von Prof. W. Neuhuber, Universität Erlangen)

Subarachnoidalraum im Bereich der Spinalnerven mit Neurothelprotrusionen und deren Beziehung zu epineuralen Lymphgefäßen und Venen (a).

1 Neurothel der Arachnoidea, 2 Dura mater, 3 Neurothelprotrusionen, 4 Subarachnoidalraum mit LCS, 5 Lymphkapillaren im Epiduralraum, 6 Nervenfasern der Spinalnerven

Spinalnervenwurzeln, Duratrichter und Arachnoidalzotten (b)

Lymphgefäße und Venen im Bereich der Duratrichter (c). [7]

Granulationes arachnoideae [4]

Schema des Transportes des Liquor cerebrospinalis (LCS). [11]

Blut-Hirn-Schranke (a) und Blut-Liquor-Schranke (b). [11]

Liquor cerebrospinalis und Lymphe des zentralen Nervensystems

Einführung

Bereits Hippokrates erwähnte pathologische Flüssigkeitsansammlungen im Gehirn (Hydrozephalus). Der normale Liquor:cerebrospinalis"\t""Siehe auch LCSLiquor:cerebrospinalisLiquor cerebrospinalis (LCS) wurde von Valsalva zuerst um 1692 beim gesunden Tier beschrieben. Der LCS"\t""Siehe auch Liquor cerebrospinalisLCS schützt das Gehirn wie eine Art Wasserkissen und ermöglicht der weichen Gehirnmasse, ihre normale Gestalt beizubehalten. Bei Gewalteinwirkungen auf den Schädel erfüllt der Liquor eine Schutzfunktion. Das zentrale Nervensystem ist komplett in diese Flüssigkeit eingebettet. Sie sorgt beispielsweise dafür, dass das Gehirn nur etwa 50 g wiegt, während es normalerweise in Luft etwa 1.400 g schwer ist.
W. G. Sutherland (2004) schrieb: Am Plexus choroideus findet ein chemischer Austausch zwischen der zerebrospinalen Flüssigkeit und dem Blut statt. Dadurch werden wir [Osteopathen] zum Apotheker im Gehirn, der das Rezept ausfüllt.
Da das zentrale zentrales Nervensystem:LCSNervensystem (ZNS) keine Lymphgefäße besitzt, übernimmt der LCS sozusagen weitgehend Aufgaben, die in anderen Geweben von der Lymphe erfüllt werden. Das Vorhandensein der Blut-Hirn-Blut-Hirn-SchrankeSchranke und die Abwesenheit von Lymphgefäßen im Gehirn werfen aber eine dringende Frage auf: Wie wird das Hirngewebe eigentlich vor Stauungen und Flüssigkeitsansammlungen geschützt? Auch über die Bildung, Bewegung und Resorption des LCS gibt es in der klassischen Literatur bis heute sehr unterschiedliche und unklare Angaben.
In diesem Kapitel werden wir versuchen, hierauf fundierte Antworten zu geben.
Es hat mich sehr gefreut, in neueren wissenschaftlichen Untersuchungen die Idee der Flüssigkeitsverschiebungen:ZNSFlüssigkeitsverschiebungen wiederzufinden. So vergleichen Magram et al. (2000) das ZNS interessanterweise mit einem Akkumulator, der flüssige Energie speichern oder freisetzen kann. Die gespeicherte flüssige Energie ist das Produkt aus Flüssigkeitsvolumen und Flüssigkeitsdruck. Die ZNS-ZNS-FlüssigkeitFlüssigkeit besteht aus Blut, LCS und parenchymatöser interstitieller (extrazellulärer) Flüssigkeit. Die Energieverteilung ist von der Compliance (Nachgiebigkeit, Viskoelastizität) der Wände des Flüssigkeitscontainers abhängig.
Zenker und Kubik (1996) deuteten das LCS-Kompartiment zusätzlich als einen Wärmepuffer für das Gehirn und das Rückenmark. Neben dem Abfluss von venösem Blut aus der Kopfhaut, den Nasen- und Nebenhöhlenschleimhäuten zur Dura mater gibt es ein zweites System zur Kühlung des Gehirns, das Liquorsystem:KühlungLiquorsystem. Das ausgedehnte Gefäßnetz der Dura mater (Kap. 10) und der großflächige Kontakt zwischen der Hirnrinde und dem äußeren Liquorraum ermöglichen ein Angleichen der Temperaturbedingungen. Bei Messungen der intrakranialen Temperatur zeigte sich, dass die durale Temperatur 1 C unter der Bluttemperatur der Patienten liegt. Kortikale Äste der Hirnarterien verlaufen über längere Strecken (bis zu 20 cm) im Subarachnoidalraum, bevor sie das Gefäßnetz der Pia mater erreichen, wo sie dann als Arteriolen und Kapillaren ins Hirngewebe ziehen. Zenker und Kubik (1996) vermuten, dass im Subarachnoidalraum:LCS und BlutSubarachnoidalraum reziproke thermische Einflüsse zwischen dem LCS und dem arteriellen Blut auftreten. Weitere Untersuchungen erscheinen dazu notwendig.

Liquorbildung

Der Liquor der inneren und äußeren Liquorräume steht in freiem Austausch mit der interstitiellen Hirnflüssigkeit. Die parenchymatöse interstitielle Flüssigkeit wird aktiv von Kapillarendothelzellen gebildet und fließt dann durch das perivaskuläre und subependymale Gewebe im Ventrikelsystem und Subarachnoidalraum.
Die Gesamtmenge des LCS:MengeLCS beträgt beim Erwachsenen etwa 140 ml (110–160 ml), beim Kleinkind 80–120 ml und beim Säugling 40–60 ml. Diese Menge wird etwa dreimal täglich erneuert. Mit einer Rate von etwa 0,20–0,35 ml/min werden in 24 Stunden etwa 300–500 ml Liquor produziert. Der Liquor:ZellenLiquor:ProteingehaltLiquor enthält nur wenige Zellen, hauptsächlich T-Lymphozyten und Monozyten, und weist auch nur einen geringen Proteingehalt:LiquorProteingehalt auf. Eine Zunahme der Zellen und des Proteingehalts deutet auf eine Gehirnentzündung bzw. -blutung hin. Der Liquor wird zu etwa 70 % in den Plexus choroidei der Ventrikel gebildet, und zwar durch eine Kombination aus aktiver Sekretion und Ultrafiltration des Plasmas. Die restlichen 30 % des LCS stammen aus extrachoroidalen Quellen, wie dem Ependym der Ventrikel und dem zerebralen Subarachnoidalraum:LCSSubarachnoidalraum (McBride 1998). Jeder Ventrikel:Plexus choroideusVentrikel besitzt einen Plexus choroideus.
Die Wand im Bereich der Plexus choroidei besteht nur aus zwei Schichten, der bindegewebigen Lamina propria (Tela choroidea) und der Lamina epithelialis (Plexusepithel). Die Lamina propria (Tela choroidea) ist eigentlich ein spezialisierter Teil der Pia mater mit einer Basallamina und lockerem Bindegewebe; sie ist stark kapillarisiert. Typisch für den Plexus choroideus sind fenestrierte Kapillaren, die eine gesteigerte Permeabilität für niedermolekuläre hydrophile Stoffe aufweisen und damit keine Blut-Hirn-Schrankenfunktion besitzen. Die Oberfläche der Lamina epithelialis wird durch zahlreiche Zotten und Falten stark vergrößert.
Ob auch im Bereich des äußeren Liquorraums Liquor produziert wird, ist unklar. Experimentell wurde mit Hilfe von Radioisotopen nachgewiesen, dass Liquor in geringen Mengen auch im Subarachnoidalraum:LiquorbildungSubarachnoidalraum und perivaskulär gebildet wird (Netter 1987, Schmidt 1987).
Der LCS wird konstant produziert, und die Pacchioni-Pacchioni-GranulationenGranulationen fungieren dabei als Überdruckventile! Je größer der Liquordruck:Pacchioni-GranulationenLiquordruck, desto stärker öffnen sich die Granulationen.
Über den Wirkmechanismus gibt es aber widersprüchliche Vorstellungen! Als mögliche Mechanismen vorgeschlagen wurden Phagozytose durch arachnoideale Zellen, druckabhängige Pinozytose, Transport über Riesenvakuolen und/oder transzelluläre Kanäle, durch Spalten zwischen Endothelzellen, passiver Transport via extrazelluläre Zisternen der Arachnoidea oder durch ein Labyrinth von offenen Röhren, die den Subarachnoidalraum mit den venösen Sinus der Dura mater verbinden sollen (Johnston & Papaiconomou 2002).
Der Plexus choroideus hat drei Funktionen:
  • 1.

    Blut-Liquor-Blut-Liquor-SchrankeSchranke: das fenestrierte Endothel der endothelialen Basalmembran, die Basalmembran der Lamina epithelialis und die Zonulae occludentes der Lamina epithelialis lassen nur kleinere hydrophile Moleküle passieren und erlauben keinen nennenswerten parazellulären Transport.

  • 2.

    Sekretion des LiquorsekretionLiquor cerebrospinalis: Der Plexus choroideus sezerniert unter anderem Ionen (Na+, Cl-), Glukose, Vit. C, Vit. B12, Leptin (Fettzellhormon) und Transportproteine für Schilddrüsenhormone (Schilddrüsenhormone:LiquorSchilddrüsenhormone spielen eine wichtige Rolle für die Reifung und Differenzierung des Gehirns) in den Liquor.

  • 3.

    Resorption von Stoffwechselprodukten:LiquorresorptionStoffwechselprodukten und Entgiftung organischer Verbindungen aus dem Liquor: Die Lamina epithelialis verfügt über verschiedene Transport- und Entgiftungssysteme und kann die zu entgiftenden Stoffe aus dem Liquor aufnehmen und in die Tela choroidea abgeben.

Liquorräume

Man unterscheidet innere (ventrikuläre) von äußeren (subarachnoidalen) Liquorräume:innereLiquorräumen (Abb. 8.1).

Die inneren Liquorräume

  • Die SeitenventrikelSeitenventrikel (Ventriculus(-i):lateralesVentriculi laterales, I und II) sind durch die Foramina interventricularia von Monro rechts und links mit dem III. Ventrikel verbunden.

  • Der dritte Ventrikel:dritterVentrikel (Ventriculus(-i):tertiusVentriculus tertius, III) im Zwischenhirn ist über den Aqueductus mesencephali (Sylvii) mit dem IV. Ventrikel verbunden.

  • Der vierte Ventrikel:vierterVentrikel (Ventriculus(-i):quartusVentriculus quartus, IV) befindet sich zwischen Pons, Cerebellum und Medulla oblongata. Er verjüngt sich nach kaudal in den Canalis centralis des Rückenmarks. Über die Apertura mediana (Magendii) und die paarige Apertura lateralis (Luschkae) steht der IV. Ventrikel auch mit dem Subarachnoidalraum:Verbindung zum IV.VentrikelSubarachnoidalraum (externer Liquorraum) in Verbindung.

Die Ventrikelräume sind von einem einschichtigen lückenlosen Epithel ausgekleidet, das mit Kinozilien und Mikrovilli besetzt ist.

Die äußeren Liquorräume

Zwischen Arachnoidea und Pia mater befindet sich der mit LCS gefüllte Subarachnoidalraum. Der Subarachnoidalraum:als äußerer LiquorraumSubarachnoidalraum bildet den äußeren Liquorraum:äußererLiquorraum und erweitert sich stellenweise in Form von Zisternen. An der Hirnbasis zirkuliert der Liquor in den frei miteinander kommunizierenden Zisternen des Subarachnoidalraums.
Diese Zisternen:LiquorZisternen bilden eine Art Wasserkissen für das Gehirn und umgeben die Hirnnerven in ihrem Anfangsteil mit strumpfartigen Ausstülpungen. Von den Zisternen steigt der Großteil des Liquors zum Sinus sagittalis superior hinauf und umspült dabei die Großhirnhemisphären, während ein kleinerer Teil im Subarachnoidalraum abwärts bis zum Sakrum (S2) fließt und dabei das Rückenmark umspült. Kaudal des Rückenmarks, unterhalb des Conus medullaris (kaudal des Lendenwirbels L2), befindet sich die Cisterna lumbalis. Aus dieser Cisterna lumbalis wird beispielsweise mit einer Lumbalpunktion:LiquorentnahmeLumbalpunktion Liquor zur diagnostischen Zwecken entnommen. Aus dem Subarachnoidalraum wird der Liquor entweder über Granulationes arachnoideae in die Sinus durae matris oder entlang der Duratrichter der Spinalnerven in vertebrale venöse Plexus oder Lymphbahnen drainiert.
Im Subarachnoidalraum:LiquorzirkulationSubarachnoidalraum ist eine Liquorzirkulation:SubarachnoidalraumLiquorzirkulation in beiden Richtungen (kaudal- und kranialwärts) möglich, also auch vom Subarachnoidalraum der Wirbelsäule in Richtung der Zisternen im Schädel.

Mechanismen der Liquorbewegung

Bei der Liquorbewegung:MechanismenLiquorbewegung werden zwei Komponenten unterschieden: einerseits eine Strömung von den Bildungsorten zu den Resorptionsstellen des Liquors und andererseits eine durch die arterielle Pulswelle hervorgerufene Hin- und Herbewegung, die die erste LiquorströmungLiquorströmung überlagert. Eine der treibenden Kräfte für die Liquorproduktion ist der aktive Transport von Natriumionen-Transport:LiquorbewegungNatriumionen durch die Na+/K+-ATPase der Plasmamembran der Epithelzellen des Plexus choroideus. Wasser- und Chlorid-Ionen folgen über Wasser- und Chloridkanäle den in den Liquor gepumpten Na+-Ionen.
Die treibende Kraft und die funktionelle Bedeutung der Liquorbewegung:treibende KraftLiquorbewegung werden ansonsten noch nicht gut verstanden. Nicht nur der Sekretionsdruck, der Kinozilienschlag des Ependyms oder der Druckgradient zwischen inneren und äußeren Liquorräumen spielen hierbei eine Rolle, sondern auch die intrazerebrale Volumenzunahme bei der Herzsystole trägt zur Liquorbewegung bei.
Eine weitere wichtige treibende Kraft bei der Liquorbewegung:arterielle PulsationenLiquorbewegung durch das Ventrikelsystem ist die arterielle Pulsation der Plexus choroidei. Die geringeren Pulsationen des Gehirns haben, wegen der begrenzten Elastizität des Hirngewebes, kaum Einfluss auf die Liquorbewegung im Ventrikelsystem, tragen aber zur Entleerung der oberflächlichen Hirnvenen und zur subarachnoidealen Liquorbewegung in den nicht-ventrikulären Liquorräumen bei. Die arterielle Pulsation der Plexus verursacht gleichzeitig eine Hin- und Herbewegung des Liquors, durch die sich die nach ihrer Herkunft verschiedenartigen Liquorbestandteile vermischen.
Die allgemeine Strömungsrichtung:LiquorStrömungsrichtung wird durch den Kinozilienschlag der Ependymzellen lokal modifiziert, sodass stellenweise komplexe gegenläufige Strömungen unmittelbar an der Ependymoberfläche entstehen können; diese Details der Liquorströmung sind beim Menschen aber kaum untersucht!
Die Kinozilien der Ependymzellen erzeugen durch ihr koordiniertes Schlagen wandnahe Liquorbewegungen, die teilweise wirbelartig, aber im Ganzen zu den Öffnungen des vierten Ventrikels gerichtet sind. Worthington und Cathcart (1966) gaben an, dass dieser Kinozilienschlag der Ependymzellen noch lange (mehrere Stunden) über den Todeszeitpunkt hinaus anhält. Sie deuten den Effekt der Liquorbewegung:Kinozilien der EpendymzellenLiquorbewegung interessanterweise als Reinigung der Ependymoberfläche.
Aus biodynamischer Sicht ist es der dritte Hirnventrikel, wo der LCS sozusagen mit dem Breath of Life aufgeladen wird und der Funke des Lebens in den LCS eindringt (Kern 2005). In der indischen und tibetischen Medizin gilt der dritte Ventrikel:dritter als HauptenergiezentrumVentrikel als ein Hauptenergiezentrum (Stirnchakra oder drittes Auge).
Bei der Liquorströmung sind grundsätzlich zwei Wege zu unterscheiden:
  • 1.

    der gut bekannte Weg in den inneren Liquorräumen über die Ventrikel und die Öffnungen des vierten Ventrikels zum äußeren Liquorraum ventrikuläre Liquorströmung

  • 2.

    der beim obstruktiven Hydrozephalus für wahrscheinlich gehaltene und im Tierexperiment nachweisbare, aber weiterhin relativ unbekannte transmurale Weg durch das Hirnparenchym transmurale Liquorströmung. Autoren wie Schmidt (1987) und Benninghoff-Drenckhahn (Band 2, 2004) geben an, dass etwa 15 % des Liquorvolumens dem transmuralen Weg folgen.

Ventrikuläre Liquorströmung

Die Hauptmenge des Liquorströmung:ventrikuläreLiquors stammt aus den Seitenventrikeln, von denen der Liquor durch die Foramina interventricularia in den dritten Ventrikel und durch den Aquädukt in den vierten Ventrikel fließt. Durch die Aperturae mediana und laterales erreicht der Liquor dann die Cisterna cerebellomedullaris und die Cisternae pontis laterales und breitet sich komplex im Subarachnoidalraum:LiquorflussSubarachnoidalraum aus. Richtung und Ausbreitung dieser Strömung sind wenig untersucht worden. Allgemein wird angenommen, dass beim Kind eine Liquormenge von etwa 0,1–0,2 ml/min aus den Öffnungen des vierten Ventrikels (Apertura mediana und Aperturae laterales ventriculi quarti) in den Subarachnoidalraum übertritt. In den basalen Zisternen:basaleZisternen aufsteigend, fließt der Liquor an den Hirnarterien und ihren Ästen entlang in die Cisterna chiasmatis und von dieser in die paarige Cisterna fossae lateralis cerebri. Von dort aus verteilt sich der Liquor in die Subarachnoidalräume der Hirnfurchen auf der Facies superolateralis hemisphaerii und gelangt zur Innenfläche (Facies medialis) der Hemisphären, der auch Liquor aus der Cisterna venae magnae cerebri zugeführt wird. Diese Cisterna venae magnae cerebri steht ihrerseits durch Vermittlung der Cisternae ambientes mit der Cisterna interpeduncularis und über die Cisterna cerebellaris superior mit der Cisterna cerebellomedullaris in Verbindung. Von der Cisterna cerebellomedullaris und der Cisterna pontis absteigend erreicht der Liquor das Spatium subarachnoideum spinale.
In die Cisterna(-ae):cerebellomedullarisCisterna cerebellomedullaris injizierte Kontrastmittel brauchen in der Regel etwa 10–12 Stunden, um sich im gesamten Subarachnoidalraum zu verteilen. Radioaktive Substanzen, die in die Seitenventrikel eingebracht werden, erreichen in etwa 20 Minuten den thorakalen Subarachnoidalraum:Verteilung radioaktiver SubstanzenSubarachnoidalraum:Verteilung injizierter KontrastmittelSubarachnoidalraum und in etwa 50 Minuten die Cisterna lumbalis. In aufsteigender Richtung gelangen diese Substanzen in etwa 50 Minuten bis zur Konvexität der Hemisphären.
Man kann bei der Liquorbewegung:im SubarachnoidalraumLiquorbewegung im Subarachnoidalraum, ausgehend von der Cisterna cerebellomedullaris, verschiedene Hauptflussrichtungen beobachten:
  • 1.

    Dorsalwärts in den Subarachnoidalraum, der das Cerebellum umgibt (Abb. 8.1).

  • 2.

    Kaudalwärts in den spinalen Subarachnoidalraum. Hierbei fließt der LCS allerdings abwechselnd ventral und dorsal in der Wirbelsäule (Abb. 8.2 b). Hier spielen die Druckverhältnisse und die Beweglichkeit des duralen Schlauchs im Canalis vertebralis eine Rolle.

  • 3.

    Ventralwärts zur Cisterna basalis und weiter zu den die Großhirnhemisphären umgebenden Zisternen.

Greitz et al. (1993) beschrieben den Liquorfluss in verschiedenen Phasen des Herzzyklus-Phasen:LiquorströmungHerzzyklus (vgl. auch Greitz & Hannerz 1996). Die dominante Liquorströmung:HerzrhythmusLiquorströmung wird durch die Herzrhythmusaktivität ausgelöst und tritt im Subarachnoidalraum an den Konvexitäten des Spinalkanals auf (ventral in der HWS, dorsal in der BWS und ventral in der LWS; Abb. 8.2 b). Greitz und Hannerz (1996) beschrieben auch die komplexe Liquorströmung und präsentierten ein Zirkulationsmodell, das von dem allgemein angenommenen Strömungsmodell abweicht. Nach ihrer Hypothese sind die Pulsationen im lumbosakralen Spinalkanal viel kleiner als in den thorakalen und zervikalen Abschnitten des Spinalkanals. Am größten seien die Pulsationen im Bereich des Foramen magnum.
Der Subarachnoidalraum:KompartmenteSubarachnoidalraum kann anhand der Strömungsgeschwindigkeit des Liquorströmung:GeschwindigkeitskompartimenteLiquors in fünf Kompartimente unterteilt werden:
  • ein Hoch-Geschwindigkeits-Kompartiment im Bereich des Hirnstamms und der zervikothorakalen Region

  • zwei Mittlere-Geschwindigkeits-Kompartimente: eine im Bereich des Aqueductus cerebri (Sylvius-Aquädukt) und der unteren Hälfte der Fissura longitudinalis cerebri und eine zweite im Lumbalbereich in Höhe von L5

  • zwei Niedrig-Geschwindigkeits-Kompartimente im Scheitelbereich (Vertex) und im lumbosakralen Bereich.

Die schnelle Mischung des Liquors, die im Hochgeschwindigkeitsbereich der Wirbelsäule stattfindet, vermittelt oft fälschlich den Eindruck einer Zwei-Wege-Zirkulation. In Höhe des Foramen magnum wird kontinuierlich frischer Liquor aus dem vierten Ventrikel in den Subarachnoidalraum gepumpt. Greitz und Hannerz (1996) wiesen darauf hin, dass injizierte Kontrastmittel deswegen gehäuft in den Niedrig-Geschwindigkeits-Kompartimenten (Sackgassen) und nur spärlich in den Hoch-Geschwindigkeits-Kompartimenten anzutreffen sind. Sie vermuten ferner, dass die extrazellulären Flüssigkeitsräume mit den Hirnkapillaren:LiquorresorptionHirnkapillaren kommunizieren und dadurch in signifikantem Maße Liquor ins Blut resorbiert wird und die Blut-Hirn-Schranke passieren kann. Die wichtigste Resorption der LCS findet ihrer Ansicht nach durch das zentrale zentrales Nervensystem:LiquorresorptionNervensystem ins Blut statt.
Baledent et al. (2004) untersuchten mittels MRT die zerebrale Blut- und LCS-Strömung bei Patienten mit einem Hydrocephalus communicans und bei gesunden Freiwilligen. Sie fanden heraus, dass eine Venenkompression und/oder veränderte intrakraniale subarachnoideale Liquorströmung die ventrikuläre Liquorströmung:HydrocephalusLiquorströmung steigerte, was bei Patienten mit einem Hydrocephalus communicans durch eine vaskulär bedingte Hirnausweitung kompensiert wurde.

Transmurale Liquorströmung

Im Vergleich zum interstitiellen Bereich des restlichen Körpers, in dem es spezialisierte Gefäße (Lymphgefäße) gibt, muss der Hirnbereich ohne spezialisierte Gefäße auskommen. Anders als die Lymphe, die über pumpende Gefäße zum Angulus venosus und danach zum Herzen geführt wird, zirkuliert der LCS-Zirkulation:Schutz vor HirndruckerhöhungLCS-Zirkulation:im Schädel und SpinalkanalLCS völlig frei im Schädel und Spinalkanal. Die gefäßfreie Beweglichkeit des LCS innerhalb des Schädels und Spinalkanals ermöglicht eine schnellere Volumenkompensation bei regionaler Zunahme des intrakranialen Blutvolumens (z. B. bei jedem Pulsschlag) und schützt das Gehirn vor Druckerhöhungen.
Die transmurale Liquorströmung:transmuraleLiquorströmung (etwa 15 % des gesamten Liquorvolumens) nimmt den Weg durch den Interzellularraum des Gehirns und Rückenmarks (Abb. 8.3), der teilweise über die Interzellularräume der Ependymzellen, wo es keine Zonulae occludentes gibt, mit dem Ventrikelsystem kommuniziert (Rauber und Kopsch 1987, Benninghoff-Drenckhahn 2004, Schmidt 1987).
Die transmurale transmurale Verbindung:LiquorräumeVerbindung zwischen inneren und äußeren Liquorräume:transmurale VerbindungLiquorräumen, die sich im Tierversuch mehrfach mit Markierungsstoffen nachweisen ließ, mündet unter anderem in perivaskulären Bindegewebsräumen.
Im Rattenhirn zirkuliert interstitielle Flüssigkeit bevorzugt durch perivaskuläre Räume und Axone. Es gibt Belege dafür, dass auch beim Menschen ein Teil des LCS über den Subarachnoidalraum in arterielle perivaskuläre Räume an der ventralen Oberfläche des Gehirns recycelt und von dort über arachnoideale Granulationen und an Hirnnerven entlang zu den Lymphgefäßen im Nacken drainiert werden kann (Abbott 2004).Pumptechniken:Verbesserung der LiquorströmungProteoglykan-Ablagerungen:Alzheimer-KrankheitLiquorströmung:PumptechnikenAmyloid-Ablagerungen:Alzheimer-KrankheitAlzheimer-Krankheit:Ablagerungen im Gehirn

Fazit

Hierdurch ergeben sich meiner Meinung nach interessante Sichtweisen: Stauungen der transmuralen Liquorströmung könnten hypothetisch für Ablagerungen und demzufolge Verunreinigungen im interzellulären Raum des Gehirns und Rückenmarks sorgen. So lassen sich beispielsweise Ablagerungen von Amyloiden und Proteoglykanen im Gehirn von Patienten mit Alzheimer-Krankheit feststellen (Ariga et al. 2010, Van Horssen 2003). Im Schädelbereich und an den venolymphatischen Drainagestellen angewandte Pumptechniken sowie Techniken zur Verbesserung der Liquorströmung (u. a. durch Atmungstechniken und kraniosakrale Techniken) und der Abflussmöglichkeiten der epiduralen venösen Plexus der Wirbelsäule können dazu beitragen, den interstitiellen Raum im Gehirn und im Bindegewebe auszuwaschen, und demzufolge sinnvolle Therapieansätze bilden. Allerdings sind hier noch weitere Untersuchungen notwendig!

Das Lymphsystem der Kopf-, Hals- und Nackenregion

Die Lymphe ist das Allerfeinste, Intimste und Zarteste
in dem ganzen Körperbetrieb.
Man spricht immer vom Blut und seinen Mysterien
und nennt es einen besonderen Saft.
Aber die Lymphe ist ja erst der Saft des Saftes,
die Essenz, Blutmilch,
eine ganz deliziöse Tropfbarkeit.
(Thomas Mann: Der Zauberberg. S. Fischer Verlag, Berlin 1924)

Einführung

Das Lymphsystem des Thorax, des Abdomens, des Beckens, der Extremitäten und teilweise auch der Halsregion wurde in meinem vorigen Buch besprochen (Meert 2007).
Obwohl es viele Variationen gibt, lässt sich die Einmündung der Lymphgefäße Lymphgefäße:Einmündung am Venenwinkelim Venenwinkel schematisch darstellen (Abb. 8.4).
Allgemein wird die Lymphe aus folgenden Regionen zum linken Venenwinkel Venenwinkel:Lymphdrainagedrainiert:
  • Lymphe der linken Kopf- und Halsseite

  • Lymphe der linken oberen Extremität

  • Lymphe der linken Lunge (hauptsächlich des Lobus superior)

  • Lymphe der linken Thoraxwand

  • Lymphe der linken mediastinalen Seite

  • Lymphe des Bauchraums und der Bauchorgane

  • Lymphe des Beckenraums und der Beckenorgane

  • Lymphe der beiden unteren Extremitäten.

Die Lymphe aus folgenden Regionen wird zum rechten Venenwinkel drainiert:
  • Lymphe der rechten Kopf- und Halsseite

  • Lymphe der rechten oberen Extremität

  • Lymphe der rechten Lunge und eines Teils der linken Lunge (hauptsächlich des Lobus inferior)

  • Lymphe der rechten Thoraxwand

  • Lymphe der rechten mediastinalen Seite.

Lymphsystem der Schädelhöhle, der Hals- und Nackenregion

Die Lymphe aus der Kopf-, Hals- und Nackenregion Kopf-Hals-Nackenregion:Lymphsystemwird allgemein zu den tiefen Lymphknoten und den tiefen vertikal verlaufenden Lymphbahnen des Halses, Trunci jugulares, drainiert. Diese münden dann letztendlich im homolateralen Venenwinkel, Venenwinkel:rechterVenenwinkel:linkermanchmal auch zuerst noch im Ductus Ductus:lymphaticuslymphaticus dexter auf der rechten Seite bzw. im Ductus Ductus:thoracicusthoracicus auf der linken Seite. Weil der linke Venenwinkel die zentrale Sammelstelle für den Thorax, das Abdomen, das Becken, die unteren Extremitäten und die linke obere Extremität darstellt, können sich hier Metastasen ansiedeln und eine sog. Virchow-Drüse,Virchow-Drüse:Metastasen d. h. eine vergrößerte, verbackene Lymphknotengruppe im linken supraklavikulären Bereich, bilden.
Eine sorgfältige Palpation des linken und rechten klavikulären Bereichs sollte standardmäßig durchgeführt werden. Bei Verdacht ist der Patient unbedingt zum Arzt zu überweisen.
Horizontales Lymphsystem der Kopf-, Hals- und Nackenregion
Im Allgemeinen wird die oberflächliche Lymphe der Kopfschwarte, des Gesichts und des Halses zu einem oberflächlichen Lymphknotenring (Lymphknotenring:kraniozervikalerCirculus Circulus:lymphaticus pericervicalislymphaticus pericervicalis) im kraniozervikalen Übergang abgeleitet. Diese Lymphknoten und Lymphbahnen befinden sich in dem Bindegewebe, das mit der Lamina superficialis der Fascia cervicalis, mit der Fascia temporalis und der Galea aponeurotica in Verbindung steht.
Dieser transversal orientierte Ring (Abb. 8.5) besteht bilateral aus den:
  • Nodi lymphatici (lymphoidei) submentales

  • Nodi lymphatici submandibulares

  • Nodi lymphatici preauriculares (oder parotidei)

  • Nodi lymphatici retroauriculares (oder mastoidei)

  • Nodi lymphatici occipitales.

Frontale Lymphgefäße begleiten die V. supraorbitalis, die V. angularis und die V. facialis. Sie ziehen dann über die Wangen zu den Nodi lymphatici submentales und submandibulares. Viele Lymphgefäße der frontalen und parietalen Kopfhautregion, der Nasenwurzel, des Ober- und Unterlids, der Ohrmuschel, der Parotis und des äußeren Gehörgangs drainieren zu Lymphknoten der vorderen Ohrregion, den Nodi lymphatici preauriculares. Aus der mittleren parietalen Kopfhautregion und dem Ohrbereich wird die Lymphe zu den Nodi lymphatici retroauriculares geleitet. Die Lymphe aus der Okzipitalregion wird zu den Nodi lymphatici occipitales drainiert. Die Lymphgefäße der Speicheldrüsen, des Mundbodens, des Zungenkörpers, des Gaumens, des Zahnfleischs, der Zähne und des vorderen Teils der Nasenhöhle drainieren zu den Nodi lymphatici submandibulares und submentales.
Vertikales Lymphsystem der Kopf-, Hals- und Nackenregion
Es gibt praktisch zwei fasziale Engpässe im Lymphsystem der Kopf-, Hals- und Nackenregion, Kopf-Hals-Nackenregion:Lymphsystem, vertikalesdie bevorzugt von Spannungen und funktionellen venolymphatischen Stauungen venolymphatische Stauungen:kraniozervikaler Übergangbetroffen sind:
  • Der kraniozervikale Übergang, kraniozervikaler Übergang:venolymphatische Stauungenwo oberflächliche Lymphbahnen des Kopfbereichs aus dem relativ horizontal verlaufenden Lymphknotenring (Circulus lymphaticus pericervicalis) zu den vertikal verlaufenden, tiefen Lymphbahnen des Halses abbiegen. Dabei müssen sie sowohl die Fascia cervicalis superficialis als auch die Fascia cervicalis media (Lamina pretrachealis) durchbohren.

  • Vor der Einmündung in den Venenwinkel Venenwinkel:Spannungenim retroklavikulären Bereich müssen Spannungen an den Ansatzstellen des zervikalen Operkulums, das aus myofaszialen Hals- und Nackenstrukturen besteht, überwunden werden (Meert 2007).

Man kann aus didaktischen Gründen etwa fünf tiefe und oberflächliche vertikale Lymphbahnen Lymphbahnen:vertikaleschematisieren, die Lymphe aus der Kopf-, Hals- und Nackenregion zur V. subclavia drainieren (Abb. 8.6):
  • Nodi (Trunci) lymphatici jugulares interni, die tief entlang der Vv. jugulares internae verlaufen und zusätzlich den Bereich der Halsorgane drainieren. Földi et al. (2005) unterscheiden Nodi Truncus(-i):lymphatici jugulareslymphatici jugulares interni anteriores, die sich ventral der V. jugularis interna befinden, von Nodi lymphatici jugulares interni laterales, die teilweise hinter der V. jugularis interna auf dem M. scalenus anterior liegen. Sie drainieren die Nasenhöhle, den Gaumen, die Zunge, die Tonsillen, das äußere Ohr, das Mittelohr, die Tuba auditiva, den Pharynx, den Larynx und die Stimmbänder.

  • Nodi (Trunci) lymphatici cervicales anteriores profundi (Truncus(-i):lymphatici cervicales anteriores profundijuxtaviscerales), die ventral der V. jugularis interna, seitlich des Larynx, der Glandula thyroidea und der Trachea liegen und vor allem den tiefen ventralen Halsbereich und den Mundboden drainieren. Földi et al. (2005) unterscheiden Nodi lymphatici prelaryngei, Nodi lymphatici preglandulares, Nodi lymphatici pretracheales und Nodi lymphatici laterotracheales cervicales. Diese Lymphknoten drainieren die Lymphe aus dem Bereich des Larynx, der Schilddrüse, der Nebenschilddrüse, der Trachea und des Ösophagus.

  • Nodi (Trunci) lymphatici cervicales anteriores superficiales, Truncus(-i):lymphatici cervicales anteriores superficialesdie sich zwischen der Fascia cervicalis superficialis und der Fascia cervicalis media (Lamina pretrachealis) befinden. Sie drainieren gemeinsam mit der inkonstanten V. jugularis anterior die oberflächliche Vorderwand des Halses.

  • Nodi (trunci) lymphatici cervicales laterales (posteriores) superficiales et profundi, Truncus(-i):lymphatici cervicales lateralesdie dorsal der V. jugularis interna liegen und zusätzlich den Bereich zwischen Lamina superficialis und Lamina prevertebralis der Fascia cervicalis drainieren. Földi et al. (2005) unterscheiden zwischen den oberflächlichen Nodi lymphatici jugulares externi entlang der V. jugularis externa und den tiefen Nodi lymphatici cervicales laterales profundi, die sich dorsal der V. jugularis interna, kranial unter dem M. sternocleidomastoideus und kaudal unter dem M. trapezius befinden.

  • Nodi (Trunci) lymphatici retropharyngeales. Truncus(-i):lymphatici retropharynegalesDiese Lymphbahnen der zentralen myofaszialen Kette (myofasziale Kette:zentrale (MFK), LymphbahnenMFK) drainieren den Bereich (Spatium prevertebrale oder retropharyngeale) zwischen der Lamina pretrachealis und prevertebralis der Fascia cervicalis, den Pharynx, die Nasenhöhle, die Nasennebenhöhle, den weichen Gaumen, die Tuba auditiva und die Paukenhöhle. Die Mobilität der Halsfaszien und der zentralen MFK spielt eine außerordentliche Rolle für den Lymphabfluss dieser Regionen. Földi et al. (2005) unterscheiden zwischen Nodi lymphatici retropharyngei laterales, die etwas mehr lateral liegen, und Nodi lymphatici retropharyngei mediales, die sich in Höhe der Mittellinie befinden.

Die retropharyngealen Lymphbahnen sind im Übergangsbereich zwischen Kehlkopf und Speiseröhre mit dem median gelegenen venösen Plexus laryngopharyngicus und dem lateral befindlichen Plexus pharyngo-oesophagicus vergesellschaftet (von Lanz & Wachsmuth 2004). Nach von Lanz und Wachsmuth (2004) erfolgt der Hauptabfluss dieses venösen Plexus über klappenführende Vv. comitantes laryngicae superiores zur V. lingualis.
Es gibt auch einen Abfluss nach kaudal, durch die Pharynxmuskulatur (Schlundschnürer) hindurch, nämlich über die Vv. pharyngicae zur V. jugularis interna.
Das Lymphsystem der Schädelhöhle
Gehirn und Rückenmark haben keine Lymphgefäße, weil aufgrund der stärker ausgeprägten Basalmembran (Blut-Hirn-Schranke)Blut-Hirn-Schranke theoretisch keine lymphpflichtige Eiweißlast anfällt. Da das zentrale Nervensystem (ZNS) zentrales Nervensystem (ZNS):LCS als Lymphekeine Lymphgefäße besitzt, übernimmt der Liquor cerebrospinalis (LCS) weitgehend die Aufgaben, die in anderen Geweben von der Lymphe erfüllt werden. Die Prälymphe oder interstitielle Flüssigkeit aus dem ZNS fließt sozusagen als LCS ab.
Allgemein wird angenommen, dass der LCS über Granulationes arachnoideae (Pacchioni-Granulationen) Pacchioni-Granulationen:LCSzu den venösen Sinus der Schädelhöhle drainiert wird. Weil sich diese Granulationen erst nach der Geburt entwickeln, erscheint es dringend geboten, diese Annahme zu überprüfen. Es muss noch andere Verbindungen zwischen dem Gehirn und dem venösen System geben. Johnston (2003) hob die Bedeutung der Lymphgefäße für den Transport des LCS hervor. Boulton et al. (1988) konnten experimentell bei Schafen nachweisen, dass Druck und Strömung in den zervikalen Lymphgefäßen durch einen intrakraniellen Druckanstieg zunehmen. In den mesenterialen Lymphgefäßen ließ sich dagegen keine Änderung feststellen. Das zeigt, dass es eine anatomische Kontinuität zwischen den LCS-Kompartimenten und den extrakranialen Lymphbahnen geben muss (Boulton et al. 1998).
Verbindungen des Subarachnoidalraums zum Lymphsystem bestehen hauptsächlich über die Austrittsstellen der Hirn- und Spinalnerven (Földi et al. 2005, Tuma et al. 2008). Die Pia mater umhüllt die Spinalnerven, die durch den Subarachnoidalraum Subarachnoidalraum:Duratrichterverlaufen. Wenn sie den Subarachnoidalraum verlassen, bilden die Meningen einen sog. Duratrichter Duratrichter:Spinalnervenum die Nervenwurzel (Abb. 8.7). Diese Duratrichter Duratrichter:Subduralraumkönnen als Verteilerstationen für den Lymphabfluss und die Liquordrainage zum Lymphsystem und zu den Plexus venosus vertebrales gesehen werden.
Dura mater, Arachnoidea und Pia mater bilden sozusagen einen Strumpf um die Nervenwurzel, der sich durch den Epiduralraum hindurch bis zum Foramen intervertebrale bzw. zum Schädelforamen erstreckt. Dort verschmilzt der Meningenstrumpf mit der Kapsel des Spinalganglions oder mit dem Epineurium der Spinal- bzw. Hirnnerven.
Földi et al. (2005) betonen, dass es im Bereich der Duratrichter Duratrichter:SubarachnoidalraumProtrusionen vom Subarachnoidalraum Subarachnoidalraum:Duratrichterin die Dura mater gibt, sodass Liquor vom Subarachnoidalraum in die Lymphgefäße der Dura mater und in die Plexus venosi vertebrales gelangen kann (Abb. 8.8; vgl. auch Schünke et al. 2006).
In der Dura mater sind Lymphgefäße Lymphgefäße:Dura materim Bereich der Austrittsstellen der Rückenmarksnerven beschrieben (Benninghoff-Drenckhahn 2004). Die Dura mater Dura mater:Lymphgefäßegeht im Bereich der Austrittsstellen in das Epineurium Epineurium:Spinalnervender Spinalnerven über, sodass sich auch der Subarachnoidalraum etwas in die Duratasche hinein verlängert. Auch hier lassen sich Neurothelprotrusionen Neurothelprotrusionen:Liquorder Arachnoidea finden. Durch die aufgelockerten Verbindungen (Junctions) zwischen den Neurothelzellen in diesem Bereich kann Liquor vom Subarachnoidalraum über Neurothelprotrusionen an den Austrittsstellen der Spinalnerven in die Lymphgefäße und die Plexus venosi vertebrales gelangen. Von dort fließt die Lymphe dann zu den tiefen Lymphbahnen entlang der Wirbelsäule ab (Földi 2005).
Von den Lymphgefäßen im Bereich der Foramina der Wirbelsäule und des Schädels wird die Lymphe zu den tiefen zervikalen Lymphknoten (Nodi lymphatici cervicales anteriores profundi und Nodi lymphatici retropharyngeales) bzw. zum Ductus Ductus:thoracicusthoracicus und zu den lumbalen Lymphknoten drainiert.
Auch im Bereich der Hirnnerven-Austrittsstellen findet ein Austausch zwischen dem Subarachnoidalraum Subarachnoidalraum:Lymphgefäße der Dura materund den Lymphgefäßen der Dura mater statt (Földi et al. 2005). Am besten untersucht ist bislang die Liquordrainage:
  • Liquordrainage entlang den Fila olfactoria des N. olfactorius (I. Hirnnerv) durch die Öffnungen in der Lamina cribrosa des Os ethmoidale zu den Lymphgefäßen der Nasenschleimhaut

  • entlang dem N. opticus (II.) im Subarachnoidalraum bis zu den Lymphgefäßen der retrobulbären Dura mater und zu Lymphkapillaren in den Weichteilen der Orbita

  • entlang dem N. vestibulocochlearis (VIII.) im Bereich der Fenestra cochleae (rundes Fenster). Durch das lockere Netzwerk in der Membran der Fenestra cochleae wird Flüssigkeit aus dem Innenohr in Lymphgefäße der Schleimhaut des Mittelohrs abgeleitet.

  • entlang von prälymphatischen Kanälen in der Adventitia der Hirnarterien (perivaskuläre Räume). Interstitielle Hirnflüssigkeit kann durch die lückenhafte Membrana perivascularis gliae in den perivaskulären Raum eindringen und sich an den Gefäßen entlang zu den extrakraniellen Lymphgefäßen verteilen. Darüber hinaus kann bei Überdruck, Hirnblutungen etc. anfallende Lymphe durch die Foramina der Schädelbasis zu den extrakraniellen Lymphgefäßen drainiert werden.

Schädelforamina:Lösen von Spannungen

Praktische Bedeutung

Das behutsame Abtasten, Auffinden und Lösen von Spannungen im Bereich der Schädelforamina und der intervertebralen Öffnungen kann demzufolge außerordentlich wichtig für die Drainage des Kopfes und der Wirbelsäule sein!

In persönlichen Gesprächen teilte mir Prof. W. Neuhuber von der Uni Erlangen mit, dass es bis heute noch nicht geklärt sei, wo sich der Übergang von Dura mater zum Epineurium genau befindet. Auf jeden Fall handelt es sich dabei aber um eine funktionell extrem wichtige Stelle für den Flüssigkeitstransport. Denken Sie nur daran, was Stauungen in diesem Bereich auslösen können, indem sie Druck auf die Nervenwurzel ausüben.
Földi et al. (2005) betonen, dass das Perineurium im PerineuriumBereich der Austrittsstellen von Hirn- und Spinalnerven kontinuierlich in die weichen Meningen übergeht und somit eine Verbindung zwischen dem Perineuralraum und dem Subarachnoidalraum des ZNS besteht, die einen möglichen Resorptionsweg des LCS darstellen könnte.

Liquorresorption und Verbindung zum extrakranialen Lymphsystem

Die Granulationes Granulationes:arachnoideaearachnoideae (Pacchioni-Granulationen), Pacchioni-Granulationendie besonders in die Lacunae laterales des Sinus sagittalis superior hineinragen, gelten seit jeher als die Stellen, an denen der Liquor cerebrospinalis (LCS) (ausschließlich oder hauptsächlich) in die venösen Sinus und in andere Duragefäße übertritt (Abb. 8.9). Darüber hinaus scheinen arachnoidale Granulationen pränatal nicht zu existieren (Johnston & Papaiconomou 2002). Schmidt (1987) zufolge soll es Arachnoidalzotten auch in den Venen der Zwischenwirbellöcher (Vv. intervertebrales) geben.
Als wichtigster Faktor beim Übertritt des Liquors ins Sinusblut gilt der hydrostatische Druckgradient. Druckgradient:LiquorresorptionÜblicherweise besteht im Liquor der Hirnventrikel aufgrund der schnellen Resorption ein leichter Unterdruck von 4 bis 7 cmH2O (ca. 392 bis 686 Pa).
Fox et al. (1996) suchten bei Autopsien nach intraduralen Kanälen im Bereich des Sinus sagittalis superior und der Lacunae laterales der parasagittalen Dura. Sie fanden bei allen untersuchten Leichen ein ausgedehntes Netzwerk intraduraler Kanäle mit einem Durchmesser von 0,02 bis 2,00 mm. Durch diese Kanäle könnte der Liquor cerebrospinalis von den arachnoidealen Granulationen zum Sinus sagittalis superior gelangen. Der genaue Transportmechanismus des LCS durch diese Strukturen scheint aber noch immer spekulativ zu sein (Johnston & Papaiconomou 2002).
Wie die nachfolgend beschriebenen Untersuchungen aber zeigen, wird der Liquor Liquorresorption:EndoneuriumLiquorresorption:Duragefäßeaußer in Duragefäßen auch an anderen Stellen resorbiert. In erster Linie kommt hierfür der Weg über das Endoneurium (in Endoneurium:LiquorresorptionFortsetzung der von meningealen Zellen umgebenen intrakranialen Perineuralräume) in Betracht, also eigentlich die Durascheiden der Hirn- und Rückenmarksnerven. Aus dem Endoneurium ist offenbar ein Abfluss in Lymphbahnen (und Lymphknoten) möglich.
Markersubstanzen gelangen im Tierversuch auf diesem Weg rasch (innerhalb von Minuten) vom Ventrikelsystem des Gehirns und seinem Interzellularraum in tiefe Halslymphknoten bzw. aus dem äußeren Liquorraum des Rückenmarks in paravertebrale Lymphknoten. In den Subarachnoidalraum Subarachnoidalraum:injizierte Farbstoffeinjizierte Farbstoffe lassen sich schon nach 10 bis 30 Sekunden im Blut auffinden (Welsch 2003).
Caversaccio et al. (1996) untersuchten die Nodi lymphatici cervicales laterales profundi superiores bei Patienten, die an einer intrazerebralen Blutung starben, und verglichen die Resultate mit zwei Kontrollgruppen ohne zerebrale Läsionen. Sie fanden heraus, dass ein erhöhter Liquordruck eineLiquordruck:Liquordrainage gesteigerte Liquordrainage in Liquordrainage:Liquordruckden zervikalen Lymphknoten zur Folge hatte. Sie vermuten, dass es eine Kommunikation zwischen dem Gehirn und dem Immunsystem im Kopf- und Nackenbereich gibt.
Zakharov et al. (2004) leiteten den LCS bei LCS:Lamina cribrosaneugeborenen Lämmern entlang von kranialen und spinalen Nerven ab und berichteten über eine Resorption in Lymphgefäßen, die außerhalb des ZNS liegen. In einer weiteren Studie zeigte sich, dass der Transport des LCS mit dem Verlauf der Nn. olfactorii durch die Lamina Lamina:cribrosa (Os ethmoidale)cribrosa des Os ethmoidale in Zusammenhang stehen könnte (Zakharov et al. 2004).
Mollanji et al. (2001) gaben an, dass der LCS am LCS:Lamina cribrosaBulbus olfactorius entlang durch die Lamina Lamina:cribrosa (Os ethmoidale)cribrosa des Os ethmoidale zur nasalen Submukosa transportiert und dort von zervikalen Lymphgefäßen absorbiert werden könnte. Sie vermuten, dass bei Schafen 40–48 % des LCS zu Lymphgefäßen abgeleitet wird. In der Literatur fanden sie keine eindeutigen Hinweise, dass sich eine Obstruktion der zervikalen Lymphgefäße dauerhaft auf die Dynamik des LCS auswirkt. Die schnelle Regenerierbarkeit und die enorme Komplexität des Lymphgefäßnetzes erschweren die Untersuchung von Effekten eines unterbrochenen Lymphabflusses. Es ist fast unmöglich, alle relevanten Lymphgefäße zu blockieren; überdies kann Lymphflüssigkeit (auch der LCS) von den Lymphknoten zu Kapillaren der Vasa vasorum umgelenkt und in den Lymphknoten proteinfreie Flüssigkeit zwischen Blut und Lymphe ausgetauscht werden. Auch der Compliance (Viskoelastizität) des umgebenden Gewebes muss Rechnung getragen werden. Um trotzdem in dieser Richtung zu forschen, suchten Mollanji et al. (2001) nach einer anderen Möglichkeit. Als sie die Lamina Lamina:cribrosa (Os ethmoidale)cribrosa des Os ethmoidale bei Schafen abdichteten und künstlichen LCS in LCS:Lamina cribrosaein Liquorkompartiment einspritzten, fanden sie heraus, dass der LCS-Transportweg durch die Lamina cribrosa zu den zervikalen Lymphgefäßen wahrscheinlich vor allem bei niedrigeren intrakranialen Drücken und der Transportweg über die Villi arachnoideales eher bei höheren intrakranialen Drücken (und bei Obstruktion der Lamina cribrosa) eingeschlagen wird.
Johnston (2003) vermutet, dass bei relativ niedrigen intrakranialen Drücken der Großteil des LCS LCS:Lamina cribrosadurch die Lamina Lamina:cribrosa (Os ethmoidale)cribrosa des Os ethmoidale zur nasalen Submukosa drainiert wird.
In der fetalen und neonatalen Periode Neonatalperiode:LiquordrainageFetalperiode:Liquordrainagespielen die Villi arachnoideales anscheinend keine Rolle bei der Drainage des LCS. Wahrscheinlich sind sie deswegen auch kaum beim menschlichen Fetus, sondern in zunehmendem Maße erst bei Erwachsenen vorzufinden. Aus dieser Sicht wird klar, dass der Transport des LCS vor der Geburt fast ausschließlich über extrakranielle Lymphgefäße erfolgt.
Die Dynamik der zervikalen Lymphgefäße spielt eine wichtige Rolle für den Transport des LCS (Abb. 8.10). Eine Unterbrechung des lymphatischen (LCS-)Transports wird sich daher auf die kraniale Physiologie auswirken und viele Hirnnerven sowie zervikale Spinalnerven betreffen. Dies lässt sich allerdings sehr schwer experimentell untersuchen, weil es fast unmöglich ist, sämtliche Verbindungen zwischen dem LCS und dem Lymphsystem zu blockieren.
Hydrozephalus:LCS-Transport Hydrozephalus:Liquordrainage

Klinische Bedeutung

Extrakraniale Lymphgefäße spielen also beim Transport des LCS eine wichtige Rolle, vor allem offenbar beim Fetus und Neugeborenen, da kaum arachnoideale Granulationen vorhanden sind. Man sollte sich daher nicht nur bei der Pathogenese des Hydrozephalus, sondern auch bei einer Stauungsproblematik (z. B. bei manchen Kopfschmerzarten) über die Rolle der Villi arachnoideales und die Bedeutung der extrakranialen Lymphgefäße des Halses und Nackens für den kranialen Transport des LCS Gedanken machen.

Auch um neue Therapieformen beim Hydrozephalus entwickeln zu können, ist es notwendig, wie Johnston et al. (2004) betonen, die Mechanismen der lymphatischen Liquordrainage besser zu verstehen.

In einer späteren Studie fanden Johnston et al. (2004) keinen überzeugenden Beweis für einen direkten LCS-Transport im venösen System, sodass es weiterer quantitativer Studien bedarf, die Rolle der arachnoidealen Granulationen beim Transport des LCS zu belegen. Dafür lieferten Autopsien, die sie an verschiedenen Tieren und Primaten, inklusive Affen, aber nur an einem Menschen durchführten, direkte Beweise für eine Verbindung zwischen dem LCS und dem nasalen Lymphsystem.
Es sei hier noch einmal darauf hingewiesen, dass die Liquordynamik (insbesondere die Liquorverschiebung durch das Foramen magnum aus dem Schädelinneren zum Spinalraum) stark mit den venösen Abflussverhältnissen im Schädelinneren und Spinalkanal zusammenhängt (Kap. 5.1.3 und Kap. 6.3.1Kap. 5.1.3Kap. 6.3.1).
Alzheimer-Krankheit:Pathogenese

Klinische Bedeutung

Wenn bei chirurgischen Eingriffen die Nn. olfactorii unterbrochen wurden, scheinen nicht regelmäßig wahrnehmbare Störungen der Liquorzirkulation aufzutreten (Koh et al. 2005). Es erscheint aber einleuchtend, dass dafür der LCS kompensatorisch über den spinalen Subarachnoidalraum zu epiduralen Lymphgefäßen der Wirbelsäule umgeleitet wird. Nachdenklich stimmt auch die Angabe von Duong et al. (2000), dass 8 % der Patienten nach Schädelbasisoperationen einen postoperativen Hydrozephalus entwickelten. Weller (1998) hält es sogar für denkbar, dass die lymphatische Drainage zerebraler Antigene zur Pathogenese der Alzheimer-Krankheit oder der Multiplen Sklerose (MS) beiträgt. Wostyn et al. (2009) vermuten, dass die Alzheimer-Krankheit durch erhöhte mechanische Belastung des ZNS (Druckerhöhung oder Traumata), aber beispielsweise auch durch regelmäßig ausgeführte starke Valsalva-Manöver (Husten, Gewichtheben usw.) ausgelöst werden kann. Sie stellen drei Hypothesen zur Entstehung der Alzheimer-Krankheit auf: mechanische Stressbelastung des Hippocampus, veränderte Sekretionsprozesse der Plexus choroideus und hämodynamische Veränderungen der zerebralen Durchblutung.

Es erscheint mir durchaus sinnvoll, sowohl die arterielle Durchblutung als auch die venöse und lymphatische Drainage der Schleimhäute der Nasenhöhlen, der Nebenhöhlen und der Nackenregion zu verbessern sowie den Intervertebralbereich der Wirbelsäule stärker in die Behandlung des Schädels einzubeziehen, um einen besseren Transport des LCS zu gewährleisten!

Multiple Sklerose (MS):Pathogenese Valsalva-Manöver:Alzheimer-Krankheit
LCS-Transport:VerbesserungFöldi et al. (2005) geben an, dass nach Farbstoffinjektionen ins Gehirn, nach einer Hirnblutung und bei Hirnblutung:Abbauprodukte in LymphknotenPatienten mit Alzheimer-Krankheit Farbstoffe, Alzheimer-Krankheit:pathologische Proteine in LymphknotenBlutabbauprodukte oder pathologische Proteine nach einiger Zeit in zervikalen Lymphknoten nachweisbar sind. Sie beschreiben prälymphatische Kanäle, die in der Adventitia der Adventitia:HirnarterienHirnarterien (Virchow-Robin-Räume) liegen. DieVirchow-Robin-Räume Hirnarterien treten durchHirnarterien:Adventitia Foramina an der Schädelbasis in den Schädel ein, um dann durch den Subarachnoidalraum zum Gehirn zu ziehen. Anfangs noch von Pia mater und Arachnoidea umkleidet, verlieren die Hirnarterien aber bei der weiteren Verästelung ihre piale Umkleidung. So entsteht über die Basalmembran und die Membrana perivascularis gliae eine Verbindung zwischen der Gefäßwand und dem Interstitium des Gehirns in Form von perivaskulären Räumen.
Man kann perivaskuläre Räumealso feststellen, dass die interstitielle Flüssigkeit des Gehirns,interstitielle Flüssigkeit:Gehirn die über Gehirn:interstitielle Flüssigkeitden Spaltraum in der Wand von Kapillaren in den intraadventitiellen Raum (Virchow-Robin-Raum) der Hirnarterien gelangt, durch die Foramina des Schädels in die Lymphgefäße der extrakraniellen Hirnarterien drainiert Hirnarterien:extrakraniellewird (Földi et al. 2005).
Damit wird wiederum betont, wie wichtig Spannungsfreiheit im Bereich der Schädelforamina ist! Das Schädelforamina:Spannungsfreiheitgilt es aus meiner Sicht unbedingt bei der kraniosakralen Arbeit zu berücksichtigen!

Blut-Hirn- und Blut-Liquor-Schranke

Normalerweise sind die Endothelzellen in den Gefäßen des Körpers relativ locker miteinander verbunden, sodass Substanzen leicht aus dem Gefäß ins umliegende Gewebe wandern können. In den Kapillaren des Gehirns aber sorgen Tight Junctions (Zonulae Tight JunctionsoccludentesZonulae:occludentes, enge Verbindungen aus dichten Proteinbündeln) für einen ungewöhnlich festen Kontakt zwischen den Endothelzellen, der als Blut-Hirn-Schranke aufgefasst Blut-Hirn-Schrankewird. Diese Blut-Hirn-Schranke (Abb. 8.11 a) bildet eine komplexe selektiv wirkende Barriere, die kontrolliert, was aus dem Blut ins Interstitium des Gehirns gelangt. Sie hält einerseits unerwünschte Substanzen von den Hirnzellen fern und lässt andererseits Nährstoffe (z. B. Glukose) und Atemgase passieren. Die Endothelzellen der Hirnkapillaren werden als Hirnkapillaren:Endothelzellenanatomisches Substrat der Blut-Hirn-Schranke angesehen (Deetjen et al. 2005, Welsch 2003, Felgenhauer 1999). Zwei weitere Zelltypen tragen zum Aufbau der Blut-Hirn-Schranke bei. Zum einen gibt es Perizyten (PerizytenBindegewebszellen), die von außerhalb der Blutbahn die Endothelzellen mit ihren dünnen Fortsätzen umklammern und wahrscheinlich eine entgiftende Funktion besitzen, weil sie Stoffe aus der Umgebung aufnehmen und abbauen können. Zum anderen Astrozyten (GliazellenAstrozyten), deren Füßchen zum Großteil die Außenfläche der Hirnkapillaren bedecken und die wahrscheinlich eine versorgende Funktion ausüben.
Weil es aber Spalten (Gap Junctions) zwischen Gap Junctionsden Fortsätzen der Astrozyten gibt, können auch größere Moleküle zwischen den Astrozyten hindurchtreten, die daher keinen echten Beitrag zur Barrierefunktion der Blut-Hirn-Schranke leisten (Deetjen 2005).
Auch Pinozytosevesikel kommen in der Blut-Hirn-Schranke viel Blut-Hirn-Schrankeseltener vor und bilden keine Kanäle. Das Endothel ist daher undurchlässig für Proteine und Harnsäure, während die Durchlässigkeit für fettlösliche Substanzen ausschließlich von deren Fettlöslichkeit abhängig ist. Dahinter folgen die Basalmembran und direkt danach der Extrazellulärraum des Hirnparenchyms.
Alle Stoffe können daher nur durch die Zellkörper der Endothelzellen hindurch ins Gehirn gelangen, entweder durch Diffusion (Transzytose) oder mittels spezieller Transportmechanismen. Auch für den Export von Stoffen sind Transportsysteme erforderlich.
Die Transportmechanismen für Transportmechanismen:Blut-Hirn-SchrankeSubstanzen durch die Blut-Hirn-Schranke kann man Blut-Hirn-Schranke:Transportmechanismenfolgendermaßen zusammenfassen:
  • Passive Diffusion: Fettlösliche kleinere Moleküle (Atemgase) und auch größere Moleküle können ungehindert passiv durch die Endothelzellen der Blut-Hirn-Schranke diffundierenBlut-Hirn-Schranke:Diffusion, passive.

  • Passiver Transport: Das Gehirn benötigt eine ständige Energiezufuhr, weil keine lokalen Vorräte angelegt werden. Deswegen befindet sich in der Basalmembran ein passiverBasalmembran:Glukose-Transporter(energieunabhängiger) Glukose-Transporter, der die Glukose-Transporter:BasalmembranDiffusion entlang des Konzentrationsgradienten erleichtert.

  • Aktiver Transport: über energieabhängige Aminosäurentransporter, gekoppelt an Na+/K+-ATPase.

  • Aktive Na/K-ATPase:AminosäurentransportIonenkanäle und Austauscherproteine: sind energieabhängig und an Na+/K+-ATPase gekoppelt.

Die Blut-Liquor-Schranke (Abb. 8.11 b) wird vom Epithel des Plexus choroideus und vom Endothel der Kapillaren aufgebaut. Im Bereich des Plexus choroideus sind die Interzellularspalten zwischen den Endothelzellen etwas weiterEndothelzellen:Plexus choroideus geöffnet; hier hat die Blut-Liquor-Schranke andere Blut-Liquor-SchrankePermeabilitätscharakteristika (durchlässiger) als die Blut-Hirn-Schranke (Deetjen 2005). Durch die Blut-Liquor-Schranke können bestimmte Vitamine und Nukleotide aus dem Blut in den Liquor übertreten und damit ins Hirngewebe gelangen, was die Produktion des LCS ermöglicht.
  • Die innerste Schicht der Blut-Liquor-Schranke besteht aus Blut-Liquor-Schranke:EndothelEndothel und kann als Makrofilter bezeichnet Makrofilter:Blut-Liquor-Schrankewerden. Sie verfügt, im Unterschied zur Blut-Hirn-Schranke, über Fenestrationen und Pinozytosebläschen, die sogar Pinozytosebläschen:Blut-Liquor-SchrankeKanälchen bilden. Hier werden schon einmal alle Blutzellen zurückgehalten. Kleinere Moleküle, wie z. B. IgM und kleinere Viren, können aber passieren. Eine proteinreiche Flüssigkeit gelangt auch durch diesen Makrofilter hindurch.

  • Darauf folgen die Basalmembran (Lamina Basalmembran:Blut-Liquor-Schrankepropria Lamina:propria (Tela choroidea)oder Tela choroidea) und eine Bindegewebsschicht aus einem Netz von Kollagenfibrillen und einer gelartigen Grundsubstanz (Matrix). Hier werden die Proteine zurückgehalten.

  • Die äußerste Schicht besteht aus Epithelzellen (Ependym, Epithelzellen:Blut-Liquor-SchrankeLamina epithelialis choroidea), die über Zonulae occludentes Zonulae:occludentesfür die wirkungsvollste Filterung sorgen. Ihre Poren (leaky junctions) sind als Mikrofilter zu Mikrofilter:Epithelzellenbetrachten. Proteinreiche Flüssigkeit, die den Endothelfilter passiert hat, wird hier durch Ultrafiltration oder aktiven Transport durch das Plexusepithel in den Liquorraum befördert.

Fettlösliche Bestandteile können allerdings den Mikrofilter der äußersten Schicht (Zonulae occludentes) umgehen und transepithelial in den Liquor gelangen.
Die Blut-Liquor-Schranke ist in der Blut-Liquor-Schranke:SelektivitätBlut-Liquor-Schranke:Permeabilitäteinen Richtung (Blut Liquor) sehr selektiv, aber in der anderen Richtung (Liquor Blut) sehr permeabel.
Manche Blutzellen, wie Makrophagen und aktivierte T-Lymphozyten, können genauso wie manche Viren aus den kleinen Hirngefäßen ins Gehirn eindringen. Die früher allgemein als unüberwindlich eingeschätzte Blut-Hirn-Schranke wird also Blut-Hirn-Schranke:MakrophagenBlut-Hirn-Schranke:Makromolekülenur von wasserlöslichen Makromolekülen und den meisten Blutzellen respektiert (Felgenhauer 1999)!
Auch toxische Stoffwechselprodukte (Metaboliten) wie Ammoniak oder aufgenommene toxische Substanzen können nicht durch die Blut-Hirn-Schranke zum Gehirn gelangen.
Die selektivere Blut-Hirn-Schranke ist Blut-Hirn-Schranke:SelektivitätBlut-Hirn-Schranke:Durchlässigkeit für Medikamenteklinisch insofern bedeutsam, als sie für Medikamente nur durchlässig ist, wenn die Arzneistoffe kleiner als 500 Dalton und fettlöslich sind. Für bestimmte Hirnerkrankungen wie Alzheimer-Demenz, amyotrophe Lateralsklerose oder auch Hirntumoren ist es aus pharmakologischer Sicht notwendig, Blut-Hirn-Schranken-gängige Medikamente herzustellen.

Zusammensetzung des Liquor cerebrospinalis

Die Zusammensetzung des Liquor Liquor:Zusammensetzungcerebrospinalis (LCS) weicht von der eines reinen Blutplasma-Ultrafiltrats ab und ist hochkomplex. Der Liquor enthält relativ wenig Glukose, kaum Eiweiß und nur wenige Zellen. Sein Elektrolytgehalt entspricht in etwa dem der Extrazellularflüssigkeit, mit der er in einem kontinuierlichen Austausch steht.
Im Vergleich zum Blutplasma nimmt die Konzentration bestimmter Substanzen (beispielsweise Transthyretin oder Präalbumin, Tau-Transferrin oder Tau-Globulin, Prostaglandin-D-Synthase oder -trace-Protein, Cystatin C oder -trace-Protein) im Liquor zu und die von anderen ab (beispielsweise IgG, IgA, IgM, Fibrinogen). Auch wenn der Hirnmetabolismus normal ist, spiegeln sich Änderungen im Blutplasma in der Zusammensetzung des LCS wider, sodass es sinnvoll ist, die Liquorkonzentration der Liquorkonzentration:und BlutplasmakonzentrationSubstanzen stets mit ihrer Konzentration im Blutplasma zu vergleichen. Wichtig bei der Liquoruntersuchung sind unter anderem Zytologie, Gesamteiweiß, Immunglobuline und Glukose. Eine Liquorpunktion wird lumbalLiquorpunktion:lumbaleLiquorpunktion:subokzipitale und manchmal subokzipital ausgeführt.
Der pH-Wert des lumbalen LCS liegt bei 7,LCS:pH-Wert28–7,32 und der des zisternalen LCS bei 7,32–7,34 (McBride 1998).
Wasser, Chlorid und CO2 diffundieren schnell durch die Blut-Liquor-Schranke. Bei Blut-Liquor-Schranke:Diffusionfettlöslichen Stoffen (inklusive Anästhetika und Alkohol) hängt die Diffusion vom Plasma zum LCS von ihrer Fettlöslichkeit ab. Glukose, Harnstoff und Kreatinin diffundieren frei, es dauert aber Stunden, bis sich ein Gleichgewicht einstellt. Proteine diffundieren nur langsam und mit steigender Molekulargröße zunehmend schwieriger.
Die Indikationen für eine Lumbalpunktion können grob Lumbalpunktion:Indikationenin vier Hauptkategorien eingeteilt werden:
  • Meningitis

  • Meningitis:LumbalpunktionSubarachnoidalblutung

  • ZNS-Subarachnoidalblutung:LumbalpunktionMalignome

  • ZNS-Malignome:Lumbalpunktiondemyelinisierende Krankheiten.

Eine demyelinisierende Krankheiten:LumbalpunktionVerfärbung des normalerweise wasserklaren LCS, eine Erhöhung der Zellzahl und des Proteingehalts weisen auf pathologische Veränderungen (Entzündung, Blutung etc.) hin.
Detaillierte Ausführungen zur Liquorzusammensetzung würden den Rahmen dieser Arbeit sprengen, deshalb möchte ich zur Vertiefung auf andere Werke der Neurologie verweisen.
Es darf nicht vergessen werden, dass lumbaler Liquor und die extrazelluläre Flüssigkeit des Gehirns verschiedene Flüssigkeiten sind. Da der extrazelluläre Raum des Hirnparenchyms offen mit dem freien Liquorraum in Verbindung steht, bleiben aus wissenschaftlicher Sicht noch etliche Fragen offen. Auch die Proteinzusammensetzung der extrazellulären Flüssigkeit ist übrigens noch weitgehend unbekannt.

Funktionen des Liquor cerebrospinalis

  • 1.

    Hydrodynamischer Puffer. Man kann den LCS als LCS:FunktionenWaterbag (mit Wasser gefüllter Airbag) für das empfindliche Gehirn betrachten. Zusammen mit den Meningen, die als Auffangnetz für eine Abpufferung bei Aufpralltraumata sorgen, fängt der LCS mechanische LCS:als PufferBelastungen auf.

  • 2.

    Stoffaustausch zwischen Blut und Nervengewebe: von Nährstoffen und Elektrolyten (pH-Wert des Liquors), aber auch Liquor:StoffaustauschSubstanzen aus dem Hypothalamus und der Neurohypophyse (z. B. Endorphine oder Hormone). Die Konstanthaltung des inneren (Ionen-)Milieus (v. a. der Kaliumkonzentration) ist funktionell von großer Bedeutung für die Aufrechterhaltung der neuronalen Erregbarkeit.

  • 3.

    neuronale Erregbarkeit:konstantes inneres MilieuAbtransport von Abfallstoffen aus dem Gehirn.

  • 4.

    Immunologische Aufgaben: Der LCS enthält LCS:MakrophagenLCS:LymphozytenAbwehrzellen (Lymphozyten und Makrophagen) und sorgt damit für eine Immunüberwachung. Die engen Verbindungen zwischen dem Liquor- und Lymphsystem sind bis heute noch nicht ganz geklärt.

  • 5.

    Der LCS trägt zur LCS:Grundregulation des HirnparenchymsGrundregulation im Interstitium oder Parenchym des Gehirns bei. Er ist auch ein wichtiger Teil der extrazellulären Matrix des Gehirns.

Interessant sind die MRT-Untersuchungen von Blatter et al. (1995) an 194 gesunden Freiwilligen (männlich und weiblich) im Alter zwischen 16 und 65 Jahren. Die Untersucher korrigierten die Daten auf Differenzen im intrakranialen Gesamtvolumen, indem sie das (totale) Hirnvolumen und das (totale) LCS-Volumen addierten. Dabei stellte sich heraus, dass Gewicht und Volumen des Gehirns mit dem Alter abnehmen, wovon Männer stärker als Frauen betroffen sind. Der Verlust an Hirnvolumen wird durch Hirnvolumen:Verlust im Altereine Ventrikelerweiterung (Expansion Ventrikelerweiterung:im Alterdes Ventrikelvolumens), insbesondere des dritten Ventrikels, kompensiert.

Pathologische Veränderungen des Liquor cerebrospinalis

Ein Anstieg des Hirndrucks geht mit Symptomen wie starken Kopfschmerzen, Kopfschmerzen:HirndruckanstiegBenommenheit, Erbrechen und Sehstörungen einher.
Typische Zeichen einer Meningitis sind Meningitis:typische ZeichenKopfschmerzen, Fieber und Nackensteifigkeit.
Eine parainfektiöse Form der Meningitis ist vor Meningitis:parainfektiöseallem bei viralen Infektionen, z. B. Herpes zoster, zu befürchten.
Eine bakterielle Meningitis verursacht Meningitis:viraleMeningitis:bakterielleein deutlich schwereres Krankheitsbild als die virale Form und führt unbehandelt zum Tod des Patienten. Selbst unter antibiotischer Therapie kann sie katastrophal verlaufen und nicht komplett ausheilen. Es ist wichtig, hier so schnell wie möglich mit der ärztlichen Behandlung zu beginnen. Nach einem kurzen Prodromalstadium mit Müdigkeit, Abgeschlagenheit, Lichtscheu und Inappetenz kommt es zu heftigen Kopfschmerzen, hohem Fieber und einer raschen Verschlechterung des Zustands mit Bewusstseinstrübung, Nackensteifigkeit, (Hirnnerven-)Ausfallerscheinungen und Krampfanfällen.

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