Kongenitale Anlage- und Entwicklungsstörungen stellen eine bedeutende Herausforderung in der Medizin dar, da sie oft mit erhöhter Mortalität und Morbidität sowohl vor als auch nach der Geburt einhergehen. Diese Störungen können isoliert auftreten oder im Rahmen von genetischen Syndromen. Sie werden in drei Hauptkategorien unterteilt: Malformationen (Fehlbildungen während der Embryonalentwicklung), Deformationen (Fehlbildungen durch äußere mechanische Einwirkungen) und Disruptionen (Störungen der Entwicklung durch äußere Einflüsse). Anomalien des Zentralnervensystems (ZNS) bilden mit einer Prävalenz von 1 % die größte Gruppe dieser Störungen. Die Entwicklung und Prognose der betroffenen Patienten hängt entscheidend vom Ausmaß und der Lokalisation der Störung sowie vom Vorhandensein weiterer Symptome ab.
Zeitlicher Ablauf der ZNS-Entwicklung und zugehörige Störungen
Die Entwicklung des ZNS ist ein komplexer Prozess, der sich über die gesamte Schwangerschaft erstreckt. Bestimmte Zeitpunkte sind besonders anfällig für Störungen, die zu spezifischen Malformationen führen können. Die Tabelle 1 gibt einen Überblick über die wichtigsten Entwicklungsphasen und die entsprechenden potenziellen Fehlbildungen:
| Zeitpunkt | Entwicklungsvorgang | Malformationen |
|---|---|---|
| 1.-2. SSW | Anlage der Keimblätter | |
| 3.-4. SSW | Neurulation (Entwicklung von Neuralplatte, -wülsten und -rinne) | Dysraphien: Anenzephalus, Enzephalozele, Myelomeningozele, Arnold-Chiari-Malformation |
| 4.-6. SSW | Ventrale Induktion, Ausbildung von Telenzephalon, Rhombenzephalon, Auge, medianer Längsfissur, Kleinhirnanlage | Holoprosenzephalie, Dandy-Walker-Malformation, Kleinhirnhypoplasien, Mikroenzephalie |
| 6.-16. SSW | Neuronale und später gliale Proliferation | Mikroenzephalie, Makroenzephalie |
| 12.-24. SSW | Migrationsvorgänge, Ausbildung Corpus callosum, Fissura sylvii, Septum pellucidum, Kleinhirnwurm, Kleinhirnmassenzunahme | Lissenzephalie, Polymikrogyrie, Heterotopien, Schizenzephalie, septooptische Dysplasie, Corpus-callosum-Hypoplasie/-Aplasie, Kleinhirnwurmhypoplasie/-aplasie |
| 25.-36. SSW | Zunehmend Organisationsprozesse inklusive Gyri-/Sulci-Entwicklung mit Sekundär- und Tertiärfurchen, Myelinisierung | Fokale kortikale Dysplasien |
| 24. SSW bis ca. 2 |
Ursachen kongenitaler Entwicklungs- und Anlagestörungen
Die Entstehung kongenitaler Entwicklungs- und Anlagestörungen ist multifaktoriell bedingt. Genetische Veränderungen und umweltbedingte Faktoren spielen eine entscheidende Rolle. Genetische Ursachen umfassen chromosomale Veränderungen sowie Mutationen in einzelnen oder mehreren Genen. Umweltfaktoren, die als Teratogene wirken, können Medikamente, Virusinfektionen, Stoffwechselkrankheiten und radioaktive Strahlung sein. Zu den wichtigsten teratogenen Medikamenten bzw. Noxen in der Schwangerschaft zählen Phenytoin, Valproinsäure, Carbamazepin, Primidon, Trimetoprim, Benzodiapine, Retinoide sowie Alkohol und Kokain. Fruchtschädigende Virusinfektionen umfassen Zytomegalie, Röteln, Windpocken, Herpes simplex und Toxoplasmose.
Entwicklung des Nervensystems: Ein Überblick
Die Entwicklung des Nervensystems beginnt in der 3. Schwangerschaftswoche (SSW) mit der Ausbildung der Neuralplatte. Die Chorda dorsalis induziert an der Dorsalseite des Embryos die Neuralplatte aus dem darüber liegenden Ektoderm. Die Neuralplatte verbreitert sich und stülpt sich entlang der zentralen Achse ein, wodurch die Neuralrinne mit den lateral lokalisierten Neuralwülsten entsteht. Am Tag 22 fusionieren die Neuralwülste und bilden das Neuralrohr. Aus den oberen zwei Dritteln der Neuralplatte entwickelt sich das Gehirn, während aus dem unteren Drittel das Rückenmark entsteht. Der Verschluss des Neuralrohrs erfolgt in kraniale und kaudale Richtung. Störungen beim Verschluss des Neuralrohrs führen zu Neuralrohrdefekten wie der Spina bifida oder Anenzephalie.
Entwicklung des Rückenmarks
Das Rückenmark entwickelt sich aus den Anteilen des Neuralrohrs, die sich unterhalb des 4. Somitenpaars befinden. Im Verlauf der Entwicklung verdicken sich die Seitenwände des Neuralrohrs, und sein Lumen verkleinert sich zum Zentralkanal. Im sich entwickelnden Rückenmark bilden sich drei Schichten: die äußere Marginalzone, die intermediäre Zone (Mantelschicht) und die ventrikuläre Zone. Aus der Marginalzone entwickelt sich die weiße Substanz des Rückenmarks, während aus der ventrikulären Zone Neuroblasten entstehen, die in die intermediäre Zone wandern und zu Neuronen differenzieren. Störungen bei der Differenzierung des Rückenmarks führen zu Neuralrohrdefekten verschiedener Schweregrade wie Spina bifida oder Meningomyelozele.
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Entwicklung des Gehirns
Das Gehirn entwickelt sich aus den Anteilen des Neuralrohrs, die sich oberhalb des 4. Somitenpaars befinden. In der 4. Woche entwickeln sich die drei primären Hirnbläschen: das Vorderhirn (Prosenzephalon), das Mittelhirn (Mesenzephalon) und das Stammhirn (Rhombenzephalon). In der 5. Woche teilt sich das Vorderhirn in das Telenzephalon und Dienzephalon, und das Stammhirn trennt sich in das Met- und Myelenzephalon. Das Kleinhirn entwickelt sich ab der 4. Woche aus den dorsalen Abschnitten der Dachplatte des Mesenzephalons. Die Kleinhirnkerne und Purkinje-Zellen entstehen zwischen der 8. und 13. Woche. Die Ausbildung der Großhirnrinde beginnt im 6. Monat und verläuft von innen nach außen.
Diagnostik von ZNS-Malformationen
Eine gründliche Anamnese und körperliche Untersuchung sind essenziell für die ätiologische und prognostische Einordnung einer Malformation des ZNS. Anamnestisch sollten pränatale und familiäre Risikofaktoren erfragt werden. Prä- und postnatal gehören die bildgebenden Verfahren zu den wichtigsten diagnostischen Mitteln. Sie umfassen insbesondere die Sonografie und die Magnetresonanztomografie (MRT). Die Sonografie wird pränatal in den Schwangerschaftsvorsorgeuntersuchungen eingesetzt. Anlagestörungen des ZNS können mithilfe des Ultraschalls bereits frühzeitig erkannt werden. Postnatal stellt die MRT die Methode der Wahl dar, der Einsatz pränatal hat in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen. Für einen Teil der kongenitalen Anlage- und Entwicklungsstörungen des ZNS sind die zugrunde liegenden molekulargenetischen Ursachen bekannt. Genetische Veränderungen können mittels Chromosomenanalyse, Mikroarray, Kandidatengen- oder Next-Generation-Sequenzierung diagnostiziert werden.
Neuralrohrdefekte: Spina bifida und Anenzephalie
Die häufigsten Malformationen des Nervensystems sind Verschlussstörungen des Neuralrohrs, die auch als Dysraphien bezeichnet werden. Hierbei handelt es sich um eine gestörte Neurulation zwischen der 3. und 4. SSW. Die Anenzephalie beschreibt eine Verschlussstörung des anterioren Neuroporus mit fehlender Entwicklung wesentlicher Teile des Gehirns.
Meningeome: Tumoren der Hirnhaut
Meningeome sind Tumoren der weichen Hirnhaut (Pia mater) und machen etwa 25 Prozent aller Neubildungen im zentralen Nervensystem aus. Sie treten meistens bei Erwachsenen auf, wobei Frauen doppelt so oft betroffen sind wie Männer. Etwa 90 Prozent der Meningeome sind gutartig und wachsen langsam. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) teilt Meningeome in drei verschiedene Schweregrade ein: WHO-Grad 1 (Meningeom), WHO-Grad 2 (Atypisches Meningeom) und WHO-Grad 3 (Anaplastisches Meningeom). Die Behandlung und Prognose hängen von dieser Einstufung ab. Die Symptome eines Meningeoms sind vielfältig und können Müdigkeit, Kopfschmerzen, neurologische Störungen, Seh-, Sprach- und Riechstörungen, Krampfanfälle sowie psychische Veränderungen umfassen. Die Diagnose erfolgt in der Regel durch bildgebende Verfahren wie MRT und CT. Die Behandlungsmöglichkeiten umfassen Überwachung, Operation, Strahlentherapie oder Radiochirurgie.
Plagiozephalus: Schiefkopf beim Säugling
Plagiozephalus, auch als Schiefkopf bezeichnet, ist eine Verformung des Schädels bei Säuglingen. Er kann durch eine vorzeitige Verknöcherung der Schädelnähte (Kraniosynostose) oder durch eine bevorzugte Lagerung des Kindes auf einer Seite entstehen. Die Diagnose wird in der Regel durch eine körperliche Untersuchung gestellt. Die Behandlungsmöglichkeiten umfassen Lagerungsmaßnahmen, Physiotherapie, Osteopathie oder eine Helmtherapie.
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Kraniosynostose: Vorzeitiger Verschluss der Schädelnähte
Eine Kraniosynostose ist eine frühzeitige Verknöcherung einer oder mehrerer der Schädelnähte, die mit einer umschriebenen oder allgemeinen Wachstumsstörung des Schädelskeletts einhergeht. Die Ursache isolierter Synostosen ist bisher noch ungeklärt. Die Folgen von Synostosen können ästhetisch problematische Schädel-Deformierungen, erhöhter Druck im Kopf, eine zu flache Augenhöhle, eine Unterentwicklung des Mittelgesichts sowie Entwicklungsverzögerungen sein. Die Diagnose wird in der Regel durch eine körperliche Untersuchung und bildgebende Verfahren gestellt. Die Behandlungsmöglichkeiten umfassen eine Operation zur Erweiterung des Schädels.
Medulloblastom: Bösartiger Tumor des Kleinhirns
Das Medulloblastom ist ein hochgradig bösartiger, solider Tumor, der durch eine Entartung von Zellen des Kleinhirns entsteht. Es ist der häufigste ZNS-Tumor bei Kindern und Jugendlichen. Die Symptome sind vielfältig und können Kopfschmerzen, Übelkeit, Erbrechen, Gleichgewichtsstörungen, Koordinationsstörungen und Sehstörungen umfassen. Die Diagnose erfolgt in der Regel durch bildgebende Verfahren und eine Gewebeprobe. Die Behandlungsmöglichkeiten umfassen Operation, Chemotherapie und Strahlentherapie.
Hydrocephalus: Wasserkopf
Ein Hydrocephalus ist eine Erkrankung, bei der sich übermäßig viel Liquor (Gehirn- und Rückenmarksflüssigkeit) im Schädelinneren ansammelt. Die Hauptursache ist eine Störung in der Zirkulation des Liquors im Gehirn. Die Symptome können je nach Alter, Schweregrad und den betroffenen Gehirnregionen variieren. Die Diagnose basiert auf den Anzeichen der Betroffenen, der Anamnese und den Ergebnissen der bildgebenden Diagnostik. Die Behandlungsmöglichkeiten umfassen eine Operation zur Ableitung des Liquors.
Asymmetrie des Gehirns
Das Gehirn arbeitet asymmetrisch, das heißt die Kontrolle der rechten Körperseite obliegt weitestgehend der linken Hemisphäre und umgekehrt. Jede der beiden Hemisphären ist für bestimmte Tätigkeiten zuständig. Man spricht hier von einer Lateralisierung der Funktionen.
Bedeutung des Abstands zwischen Kleinhirn und Schädeldecke
Der Abstand zwischen dem Kleinhirn und der Schädeldecke beim Fötus ist ein wichtiger Parameter, der bei der Ultraschalluntersuchung gemessen wird. Veränderungen dieses Abstands können auf verschiedene Anomalien hindeuten, wie z. B. eine Kleinhirnhypoplasie (Unterentwicklung des Kleinhirns), eine Dandy-Walker-Malformation oder andere Fehlbildungen der hinteren Schädelgrube. Ein vergrößerter Abstand kann auch auf einen Hydrocephalus hinweisen. Die genaue Ursache und Bedeutung von Veränderungen des Abstands zwischen Kleinhirn und Schädeldecke müssen jedoch immer im Zusammenhang mit anderen Befunden und dem Gestationsalter des Fötus beurteilt werden.
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