Beurteilung des Normalen Liquors: Definition, Analyse und Bedeutung

Wenn im Gehirn oder Rückenmark etwas nicht stimmt, lassen sich Spuren im Nervenwasser feststellen - mittels Lumbalpunktion und Liquoranalyse. Dieser Artikel beleuchtet die Definition des normalen Liquors, die Methoden zur Beurteilung und die Bedeutung dieser Analyse für die Diagnose verschiedener neurologischer Erkrankungen.

Einführung in den Liquor

Das Nervenwasser, auch Liquor cerebrospinalis genannt, umfließt Gehirn und Rückenmark und wirkt wie eine Art Spülflüssigkeit für diese Organe. Bestimmte Zellen im Gehirn produzieren und erneuern das Nervenwasser laufend. Es schützt das Gehirn gegen Stöße und Druck von außen. Die Darstellung der Hirnwasserverteilung kann bei einigen neurologischen Erkrankungen für Diagnose und Therapie von Bedeutung sein.

Die Lumbalpunktion: Gewinnung des Liquors

Um den Liquor zu gewinnen, wird eine Lumbalpunktion durchgeführt. Bei einer Lumbalpunktion entnimmt man es aus dem Inneren des Wirbelsäulenkanals. Am häufigsten führt man die Nadel zwischen dem dritten und vierten Lendenwirbel ein (lumbal). Diese liegen im Bereich des unteren Rückens. Üblicherweise sitzt der Patient leicht nach vorne gekrümmt, wenn das Nervenwasser entnommen wird. Manche Erkrankte können nicht sitzen. Dann findet die Lumbalpunktion in Seitenlage mit angezogenen Knien statt. Manchmal liegen Untersuchte auf dem Bauch. Man durchleuchtet sie während der Lumbalpunktion mit Röntgen-Strahlen. Dann kann die Ärztin genau sehen, wie sie die Nadel führen muss. Wenn der Raum mit dem Nervenwasser erreicht ist, tropft es heraus und sammelt sich in einem Röhrchen. Die Punktion ist nicht sehr schmerzhaft.

Wann ist eine Lumbalpunktion nicht geeignet?

Lumbalpunktion und Liquoranalyse kommen in einigen Fällen nicht infrage. Bei bestimmten Krankheiten kann der Druck im Gehirn erhöht sein, etwa bei einem großen Gehirntumor. Im Verdachtsfall stellen das eine CT oder MRT vor der Punktion fest. Auch bei stark erhöhter Blutungsneigung sollte keine Lumbalpunktion durchgeführt werden. Meistens kommt diese durch Medikamente zustande. Einfache Blutverdünner wie Aspirin oder Clopidogrel sind in Ordnung.

Mögliche Risiken und Komplikationen

Insgesamt ist die Lumbalpunktion ein risikoarmer Eingriff. Von 100 Patienten haben 5 bis 10 anschließend Kopfschmerzen. Das ist am ehesten bei einem größeren Nervenwasserverlust der Fall. Der Grund dafür kann sein, dass nach der Entfernung der Nadel noch Liquor aus dem kleinen Loch in der Hirnhaut ins Gewebe tropft. Die Kopfschmerzen treten meist innerhalb der ersten zwei Tage nach der Punktion auf. Sie verstärken sich typischerweise beim Aufrichten und klingen nach vier bis fünf Tagen ab. Gegen die Schmerzen hilft viel zu trinken, Koffein oder das Medikament Theophyllin. Äußerst selten halten die Beschwerden länger an. Der Grund kann dann ein bleibendes kleines Leck im Rückenmarkskanal sein. Extrem selten treten bei 1 von 2.000 behandelten Personen weitere Probleme auf. Dazu gehören Blutungen oder Infektionen an der Punktionsstelle oder an den Hirnhäuten.

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Die Liquoranalyse: Was ist "normal"?

Nachdem Nervenwasser entnommen ist, folgt die Liquoranalyse als nächster Schritt. Das Nervenwasser ist normalerweise klar wie Wasser. Es enthält nur wenige Zellen, vor allem Lymphozyten. Diese kommen auch im Blut vor und sind wichtig für das Immunsystem. Ist im Gehirn und Rückenmark etwas entzündet, steigt der Anteil an Zellen und anderen Bestandteilen im Nervenwasser. Die genaue Menge gibt Hinweise auf die Ursache. Das können etwa Bakterien, Viren, Parasiten und Pilze sein. Auch Autoimmun-Entzündungen können aus solchen Veränderungen erkannt werden. Zu diesen gehört unter anderem die Multiple Sklerose.

Bestandteile der Liquoranalyse

Die Liquoranalytik besteht aus einem 3-teiligen Stufenprogramm. Angesichts der Zusammensetzung des zellarmen Liquors und der Besonderheiten der Liquorphysiologie sind mehrere die Präanalytik und Analytik sowie die Interpretation der Befunde betreffende Grundregeln zu beachten.

• Zellprofil: Automaten zur Zellzählung und -differenzierung sollten wegen unzuverlässiger Befunde vermieden werden. Die Differenzialzytologie sollte uneingeschränkt bei jeder Punktion unabhängig von der Gesamtzellzahl durchgeführt werden. Eine Zellvermehrung ≥ 5/µl kommt vor bei ZNS-Entzündungen, aber auch bei Tumorinfiltration der Meningen sowie als Reizreaktion nach Traumen, intrazerebralen und subarachnoidalen Blutungen, intrathekaler Applikation von Medikamenten (z. B. Zytostatika) oder nach wiederholter Lumbalpunktion und Anlage einer externen Ventrikeldrainage. Das normale Zellbild besteht aus mononukleären Zellen mit deutlichem Überwiegen von Lymphozyten gegenüber Monozyten.
• Laktat und Glukose: Die Bestimmung des Liquorlaktats ist - da auch ohne Kenntnis des korrespondierenden Serumwertes diagnostisch relevant - gegenüber der Bestimmung der Liquorglukose, die stets in Bezug zur Serumglukose beurteilt werden muss (normal: Liquor-/Serumquotient > 0,5), vorteilhaft. Zu einem Anstieg des Liquorlaktats kommt es insbesondere bei Infektionen durch Bakterien und Mycobakterium tuberculosis sowie auch bei Meningeosis carcinomatosa.
• Proteinprofil: Liquor und Serum (verdünnt) müssen für die Proteinanalytik im selben Test und im vergleichbaren Konzentrationsbereich gemessen werden, um methodischen Impräzisionen vorzubeugen. Für die Beurteilung der Blut-Liquor-Schrankenfunktion (BLS) und einer möglichen intrathekalen Produktion von Immunglobulinen müssen für Albumin (Referenzprotein für die BLS) und Immunglobuline die Liquor-/Serumkonzentrationsquotienten berechnet werden.

Interpretation der Ergebnisse

Die zusammenfassende Darstellung der erhobenen Einzelparameter in einem integrierten Gesamtbefund ist unerlässlich, um krankheitstypische Befundmuster sowie deren Plausibilität auf Anhieb zu erfassen. Der integrierte Gesamtbefund umfasst obligat Angaben zu:

• der zellulären Beschaffenheit des Liquors (Zellzahl und Zytologie).
• den Liquor-/Serumquotienten von Albumin und den Immunglobulinen. QAlb reflektiert die individuelle BLS, da Albumin rein extrazerebral (in der Leber) produziert wird und somit die Albuminkonzentration im Liquor ausschließlich aus dem Blut stammt. Mit Bezug auf QAlb erlaubt die vergleichende Analyse der Liquor-/Serumquotienten für die Immunglobulinklassen eine quantitative Aussage darüber, ob sich mehr IgG, IgA oder IgM im Kompartiment Liquor befindet, als dies theoretisch durch reine Diffusion zu erwarten wäre. Ist dies der Fall, liegt eine intrathekale Ig-Produktion vor, die einen entzündlichen Prozess im ZNS nachweist und je nach Befundmuster dessen nähere Eingrenzung ermöglicht.
• der Relation der Immunglobulin-Quotienten zum Albumin-Quotienten anhand von Quotendiagrammen, die von Reiber und Felgenhauer etabliert wurden und einer empirisch und theoretisch fundierten Hyperbelfunktion folgen. Die Quotientendiagramme für IgG, IgA, IgM werden, sortiert nach der Radiusgröße der Proteine (IgG < IgA < IgM), grafisch untereinander wiedergegeben, was neben der Erkennung krankheitstypischer Muster dem Labor auch die Überprüfung der Befundplausibilität gestattet.
• oligoklonalen IgG-Banden (OKB). OKB treten unspezifisch bei subakuten und chronischen Entzündungen des ZNS als Korrelat einer oligoklonalen B-Zell-Aktivierung auf. Der qualitative Nachweis liquorspezifischer OKB mittels isoelektrischer Fokussierung weist gegenüber den auf der Grundlage quantitativer Messungen ermittelten Quotientendiagrammen mit höherer Empfindlichkeit das Vorliegen einer intrathekalen IgG-Synthese nach. Ein OKB-Muster liegt vor, wenn in parallelen Liquor-/Serumproben ≥ 2 Banden im Liquor, aber nicht im Serum (Typ-2-Muster) oder ≥ 2 liquorspezifische Banden zusätzlich zu identischen Banden in Liquor und Serum (Typ-3-Muster) zur Darstellung kommen.

Spezialanalytik

• Demenzmarker: Gegenwärtig sind die Biomarker Amlyoid-β1-42 (Aβ1-42), Amlyoid-β1-40 (Aβ1-40), Gesamt-Tau und Phospho-Tau-181 (pTau) sowie 14-3-3-Protein und der PrPSc-Aggregationsassay klinisch validiert und etabliert und können vor allem zur Positivdiagnostik verwendet werden (siehe Tabelle 1 bzgl. Referenzwerte für Alzheimer-Demenz). Andere primäre Demenzen, wie zum Beispiel die PPA (primär progrediente Aphasien) oder DLB (Demenz mit Lewy-Körperchen, „dementia with Lewy bodies“) bieten jedoch eine signifikante Überlappung einiger Biomarker, insbesondere Amyloid-β1-42 (Aβ1-42) und Gesamt-Tau, sodass eine rein neurochemische Differenzierung der unterschiedlichen Demenzätiologien basierend auf diesen Liquorbiomarkern allein gegenwärtig unzureichend ist.
• Erregerdiagnostik bei Infektionen des ZNS: Erregerspezifische Antikörperindizes (AI) ermöglichen den diagnostisch bedeutsamen Nachweis einer intrathekalen Synthese von IgG-Antikörpern mit Spezifität für diverse Erregerantigene. Die Berechnung gelingt durch Quotientenbildung der Liquor-/Serumkonzentrationen des spezifischen IgG (QIgGspez) und deren Bezug auf die Liquor-/Serumkonzentrationen des Gesamt-IgG (QIgGgesamt). Werte ≥ 1,5 zeigen an, dass der Anteil des spezifischen IgG am Gesamt-IgG im Kompartiment Liquor größer ist als der Anteil des spezifischen IgG am Gesamt-IgG im Serum und belegen eine intrathekale Synthese des spezifischen IgG.

Klinische Bedeutung der Liquoranalyse

Die Untersuchung des Liquors ist für die Diagnosestellung einer Vielzahl von neurologischen Erkrankungen von Bedeutung. Sie kann bei Verdacht auf Meningitis, multiple Sklerose, Blutungen oder Meningeosis carcinomatosa die Therapieentscheidung bestimmen.

Beispiele für typische Befundmuster bei verschiedenen Erkrankungen

• Multiple Sklerose: Es liegt eine leichte Zellzahlerhöhung (maximal bis 50/µl) mit wenigen transformierten Lymphozyten und Plasmazellen vor. Eine intrathekale IgG-Synthese, die im Krankheitsverlauf persistiert, wird entweder rechnerisch im Quotientendiagramm oder mit deutlich höherer Empfindlichkeit durch liquorspezifische OKB (Typ-2- oder Typ-3-Muster) nachgewiesen. Es besteht eine 2- oder 3-fach positive MRZ-Reaktion (Parameter mit höchster Spezifität für MS, weniger sensitiv [ca. 63 % der Fälle] als OKB [> 90 %]).
• Autoimmunenzephalitis: Häufig, aber nicht in allen Fällen, liegt eine leicht bis mäßig ausgeprägte lymphozytäre Zellzahlerhöhung vor (bis ca. 100/µl), gegebenenfalls eine gering- bis mäßiggradige BLS-Funktionsstörung, oft eine intrathekale IgG-Synthese, am häufigsten in Form einer liquorspezifischen OKB.
• Bakterielle Meningitis: Das Liquorprofil zeigt typischerweise eine deutliche Erhöhung der Zellzahl, erhöhte Laktatwerte und eine beeinträchtigte Blut-Liquor-Schrankenfunktion.
• Virale Infektionen: Im Allgemeinen zeigen Virusinfektionen des ZNS in der Liquordiagnostik ein einheitlicheres Muster als bakterielle Infektionen. Die hauptsächlichen Unterschiede sind häufig normale Laktatwerte im Liquor, die Abwesenheit einer IgA-Synthese zum Zeitpunkt der ersten diagnostischen Punktion und eine schwächer ausgeprägte Blut-Liquor-Schrankenfunktionsstörung.

Die Rolle der Liquordiagnostik in der Differenzialdiagnose

Die Liquordiagnostik ist ein wichtiger Baustein in der Differenzialdiagnose neurologischer Erkrankungen. Sie ermöglicht es, verschiedene Erkrankungen wie bakterielle und virale Infektionen, Autoimmunerkrankungen und Neoplasien des ZNS voneinander abzugrenzen.

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Herausforderungen und Limitationen der Liquordiagnostik

Die Liquorzytologie ist methodisch und bezüglich der Interpretation sehr anspruchsvoll. Es muss betont werden, dass Liquordiagnostik nur eine differenzialdiagnostische Hilfe, aber keine Diagnose anbietet. Die Interpretation der Liquorbefunde erfordert ein umfassendes Verständnis der physiologischen und pathophysiologischen Zusammenhänge im ZNS.

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