Das Gehirn, der zentrale Computer des Körpers, benötigt eine konstante und reichhaltige Versorgung mit Sauerstoff und Nährstoffen, um seine komplexen Funktionen ausführen zu können. Diese Versorgung wird durch ein Netzwerk von Arterien gewährleistet, die das Gehirn durchziehen und es mit Blut versorgen. Die korrekte Anatomie und Funktion dieser Arterien sind entscheidend für die Gesundheit und Leistungsfähigkeit des Gehirns. Störungen in diesem System können zu schwerwiegenden neurologischen Erkrankungen wie Schlaganfall führen.
Einführung in die arterielle Versorgung des Gehirns
Die arterielle Versorgung des Gehirns erfolgt hauptsächlich über zwei Hauptquellen: die Arteriae carotides internae (innere Halsschlagadern) und das vertebrobasiläre System, das aus den Arteriae vertebrales (Wirbelarterien) gebildet wird. Diese beiden Systeme stellen sicher, dass alle Bereiche des Gehirns ausreichend mit Blut versorgt werden. Die Komplexität dieser Blutversorgung wird durch den Circulus arteriosus Willisii (Willis-Kreis) noch erhöht, der als eine Art "Kreisverkehr" fungiert und eine Umverteilung des Blutflusses ermöglicht, falls ein Gefäß verstopft ist.
Die Arteriae Carotides Internae (ACI)
Ursprung und Verlauf
Die ACI entspringt aus der A. carotis communis und verläuft intrakraniell. Sie zieht neben der Pharynxwand nach oben und tritt im Canalis caroticus durch die Schädelbasis. Im Gegensatz zur A. carotis externa (ACE) gibt die ACI während ihres Verlaufs zwischen Hals und Schädelbasis keine Äste ab. Nach einer S-förmigen Krümmung (Karotissyphon) taucht sie an der Medialseite des Prc. clinoideus anterior auf und durchbohrt die Dura mater. Im Subarachnoidalraum teilt sie sich in die Hauptäste: A. cerebri anterior und A. cerebri media.
Segmentierung der ACI
Die ACI wird in verschiedene Segmente unterteilt, um eine präzise Lokalisierung von Gefäßveränderungen zu ermöglichen. Eine klinisch relevante Einteilung ist die nach Bouthillier, die sieben Segmente unterscheidet (C1-C7):
- C1 (Zervikales Segment): Der Abschnitt im Halsbereich.
- C2 (Petröses Segment): Der Abschnitt im Felsenbein.
- C3 (Foramen-lacerum-Segment): Der Abschnitt im Bereich des Foramen lacerum.
- C4 (Kavernöses Segment): Der Abschnitt im Sinus cavernosus.
- C5 (Klinoid-Segment): Der Abschnitt in der Nähe des Processus clinoideus anterior.
- C6 (Ophthalmishes Segment): Der Abschnitt, von dem die A. ophthalmica abgeht.
- C7 (Terminales Segment): Der Abschnitt, in dem sich die ACI in A. cerebri anterior und A. cerebri media aufteilt.
Äste der ACI
Die ACI gibt mehrere wichtige Äste ab, darunter:
Lesen Sie auch: Ernährungstipps zur Schlaganfallvorbeugung
- A. hypophysialis inferior: Versorgt die Hypophyse.
- Rr. ganglionares trigeminales: Versorgen das Ganglion trigeminale.
- R. meningeus: Versorgt die Dura mater.
- A. ophthalmica: Versorgt das Auge und die umliegenden Strukturen.
- A. communicans posterior (PCoA): Verbindet das Karotisstromgebiet mit dem vertebrobasilären Stromgebiet.
- A. choroidea anterior: Versorgt wichtige Hirnstrukturen wie den Plexus choroideus, die Capsula interna und den Tractus opticus.
- A. cerebri anterior (ACA): Versorgt den medialen Frontal- und Parietallappen.
- A. cerebri media (MCA): Versorgt die lateralen Anteile des Frontal-, Parietal- und Temporallappens.
Die Arteria Cerebri Anterior (ACA)
Ursprung und Verlauf
Die ACA ist ein kleinerer Endast der ACI. Sie verläuft medial über dem N. opticus nach rostral und tritt in die Fissura longitudinalis ein, wo beide ACA über die A. communicans anterior (ACoA) miteinander verbunden sind. Die ACoA ist eine häufige Prädilektionsstelle für Aneurysmen und die Grenze zur klinischen Einteilung in das A1- und A2-Segment.
Segmente der ACA
Die ACA wird in zwei Hauptsegmente unterteilt:
- A1-Segment: Der Abschnitt von der ACI bis zur A. communicans anterior.
- A2-Segment: Der Abschnitt von der A. communicans anterior bis zu den Endästen der ACA.
Versorgungsgebiet
Die ACA versorgt den medialen Frontal- und Parietallappen sowie die basalen Vorderhirnstrukturen. Ihre kortikalen Äste versorgen die Medialseite bis zum Sulcus parieto-occipitalis und einen fingerbreiten Streifen der angrenzenden Konvexität. Damit versorgt dieses Gefäß die Fußregion des Gyrus praecentralis.
Klinische Bedeutung
Ein Verschluss der ACA kann zu einer beinbetonten Parese und Hypästhesie führen, da die Gyri prae- und postcentralis mit ihren medialen Anteilen betroffen sind. Das Caput nuclei caudati wird meist von der A. recurrens Heubner versorgt, einem Ast der ACA.
Die Arteria Cerebri Media (MCA)
Ursprung und Verlauf
Die MCA ist der größere Endast der ACI und setzt als stärkstes Gefäß die Verlaufsrichtung der ACI fort, indem sie nach lateral in den Sulcus lateralis (Sylvische Fissur) zieht. Sie ist das wichtigste Gefäß für die Versorgung der Großhirnrinde.
Lesen Sie auch: Gehirnarterien: Eine Übersicht
Segmente der MCA
Anatomisch und klinisch werden 4, teilweise 5 Gefäßabschnitte unterschieden (M1-M4):
- M1-Segment (Pars sphenoidalis): Verläuft von der ACI bis zur ersten großen Aufzweigung im Sulcus lateralis.
- M2-Segment (Pars insularis): Verläuft im Sulcus lateralis und zweigt sich in seine Endäste auf.
- M3-Segment (Pars opercularis): Verläuft entlang des Operculums.
- M4-Segment (Pars terminalis): Die Endäste der MCA, die die Hirnrinde versorgen.
Versorgungsgebiet
Die MCA versorgt die Basalganglien (ohne Caput nuclei caudati), das Knie der Capsula interna, die Inselrinde, große laterale Anteile des Frontal-, Parietal- und Temporallappens.
Klinische Bedeutung
Infarkte und ischämische Attacken betreffen wesentlich häufiger die MCA als die ACA und PCA. Ein M1-Verschluss hat durch die Beteiligung der Capsula interna eine kontralaterale Hemiparese zur Folge. Die M4-Äste versorgen den Gyrus praecentralis und den Gyrus postcentralis fast bis zur Mantelkante, was bei einer Schädigung eine kontralaterale brachiofazial betonte Parese bzw. Hypästhesie verursacht.
Das Vertebrobasiläre System
Die Arteriae Vertebrales (VA)
Die A. vertebralis entspringt aus der A. subclavia; sie steigt im Hals durch die Öffnungen der Querfortsätze der (6.-1.) Halswirbel zum Trigonum vertebrale auf und tritt durch das Foramen magnum in die Schädelhöhle. Die VAs besitzen häufig anlagebedingt einseitige Hypoplasien ohne krankhaften Wert.
Verlauf und Äste
Die VA verläuft nach dorsal in Richtung auf den Proc. transversus des 7. Halswirbelkörpers. Subarachnoidaler Verlauf mit Abgang der A. cerebelli inferior posterior und A. spinalis anterior. Vereinigung der paarigen VA zur A. basilaris. In der Sonografie wird die A. vertebralis abgangsnah häufig mit der A. thyroidea inferior verwechselt.
Lesen Sie auch: Gehirn und Arterien: Anatomische Details
Die Arteria Basilaris
Die VAs vereinigen sich zur A. basilaris überwiegend am Ponsunterrand, selten schon auf Höhe der Medulla oblongata. Klinisch und anatomisch werden keine Segmente unterschieden. In ihrem Verlauf gibt sie die paarige A. cerebelli inferior anterior (AICA), die Aa. pontis und die paarige A. cerebelli superior (SUCA) ab. Die A. labyrinthi zur Versorgung des Innenohrs kann direkt aus der A. basilaris oder aus der AICA hervorgehen. Am pontomesenzephalen Übergang erfolgt die Aufteilung der A. basilaris in die paarige A. cerebri posterior.
Die Arteria Cerebri Posterior (PCA)
Ursprung und Verlauf
Die A. cerebri posterior (ACP) entsteht durch Teilung der A. basilaris am Vorderrand der Brücke, vor dem Austritt des CN III.
Segmente der PCA
Es werden drei Abschnitte (P1-P3) der PCA unterschieden:
- P1-Segment (Pars praecommunicalis): Der Abschnitt von der A. basilaris bis zur A. communicans posterior.
- P2-Segment (Pars postcommunicalis): Der Abschnitt nach der A. communicans posterior.
- P3-Segment (Pars quadrigemina): Der Abschnitt im Bereich der Lamina quadrigemina.
Versorgungsgebiet
Die PCA versorgt den Okzipitallappen und den basalen Teil des Temporallappens sowie kaudale Abschnitte von Striatum und Thalamus. Sie verzweigt sich an der medialen Fläche des Okzipitallappens und an der mediobasalen Fläche des Temporallappens. Der Thalamus wird vollständig aus dem vertebrobasilären Stromgebiet durch Äste der PCoA (vordere Anteile) und der PCA (P1-P2, mittlere und hintere Anteile) versorgt.
Klinische Bedeutung
Durchblutungsstörungen des Thalamus und der Capsula interna können zu kontralateralen Hemihypästhesien und Hemiparesen führen. Ein ischämischer Schlaganfall im Posteriorstromgebiet kann zu einer kontralateralen homonymen Hemianopsie führen, da die A. calcarina die Area striata in 25 % allein versorgt.
Die Kleinhirnarterien
Das Cerebellum wird von seinen drei paarigen Arterien mit hoher interindividueller Variabilität versorgt:
- A. cerebelli inferior posterior (PICA): Entspringt der A. vertebralis.
- A. cerebelli inferior anterior (AICA): Entspringt der A. basilaris.
- A. cerebelli superior (SUCA): Entspringt der A. basilaris.
Die PICA teilt sich in einen medialen und einen lateralen Ast, um den inferioren Vermis cerebelli, die laterale Medulla oblongata und die posteroinferioren Kleinhirnhemisphären zu versorgen. Die AICA vaskularisiert den Pedunculus cerebellaris medius und inferior, den unteren lateralen Pons und Teile des ventralen Cerebellums mit dem paarigen Flocculus. Die SUCA besitzt einen medialen und einen lateralen Ast. Ihre Versorgungsgebiete sind der obere laterale Pons, der obere Vermis cerebelli, der Pedunculus cerebellaris superior und die obere Kleinhirnhemisphäre.
Der Circulus Arteriosus Willisii
Der Circulus arteriosus Willisii stellt einen Kreislauf des arteriellen Blutes dar und hat viele anatomische Varianten. Der Kreis wird über Anastomosen zwischen dem vorderen und hinteren Arteriensystem gebildet, die das Gehirn mit arteriellem Blut versorgen. Diese Dualität bietet ein Sicherheitsnetz, wenn eines der Systeme durch Okklusion, Trauma oder einen neoplastischen Prozess versagt.
Der Willis-Kreis besteht aus fünf Komponenten:
- A. communicans anterior
- A. cerebri anterior
- A. carotis interna
- A. communicans posterior
- A. cerebri posterior
Venöse Drainage des Gehirns
Die venöse Versorgung des Gehirns erfolgt über die Hirnvenen, die in den Sinus sagittalis superior und inferior, dem Sinus rectus und schließlich in den Sinus transversus münden und über den Sinus sigmoideus, welcher in der V. jugularis interna endet, das Blut zum Herzen zurücktransportiert. Beiden Systeme sind über Anastomosen miteinander verbunden → drainieren über die Sinus durae matris → in V. jugulares internae.
Es gibt zwei Hauptvenensysteme:
- Oberflächliches Venensystem (Vv. cerebri superficiales): Drainiert das Blut aus den Rindengebieten des Cerebrums und Cerebellums.
- Tiefes Venensystem (Vv. cerebri profundae): Sammelt das Blut aus den tiefen medullären und nukleären Hirnanteilen.
Klinische Relevanz: Erkrankungen der Hirnarterien
Erkrankungen der Hirnarterien können zu schwerwiegenden neurologischen Ausfällen führen. Einige der wichtigsten Erkrankungen sind:
- Intrakranielle Aneurysmen: Abnormale Erweiterungen der Arterienwand im ZNS, meist im Bereich des Circulus arteriosus Willisii.
- Arterielle Dissektionen: Verlust der Intaktheit der Arterienwandstruktur, was zu einer intramuralen Hämatombildung und einem falschen Lumen führt.
- Subclavian-Steal-Syndrom: Umkehr des Blutflusses in der A. vertebralis aufgrund einer Verengung/Verschluss der A. subclavia.
- Apoplex (Schlaganfall): Kann ischämisch (durch Verschluss einer Arterie) oder hämorrhagisch (durch Blutung) sein.
Risikofaktoren für Schlaganfälle sind Bluthochdruck, zerebrale Amyloid-Angiopathie, neoplastische Erkrankungen und zerebrale Aneurysmen.