Der Liquor cerebrospinalis, oft als Hirnwasser bezeichnet, ist eine klare Flüssigkeit, die das zentrale Nervensystem (ZNS) umgibt und schützt. Dieses System besteht aus Gehirn und Rückenmark. Der Liquor befindet sich im Subarachnoidalraum zwischen der Arachnoidea mater und der Pia mater. Er dient als Stoßdämpfer, unterstützt die Homöostase und ermöglicht den Stoffaustausch im Gehirn. Die Blut-Liquor-Schranke (BLS) spielt eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung dieser Funktionen.
Liquor cerebrospinalis: Mehr als nur Hirnwasser
Der Liquor cerebrospinalis erfüllt wichtige Aufgaben im Gehirn und Rückenmark. Seine Bedeutung wird oft erst bei Erkrankungen deutlich, die das Gleichgewicht stören.
Anatomie und Zirkulation des Liquors
Das Gehirn besitzt vier Hohlräume, die Ventrikel, welche durch Foramen und Aquädukte verbunden sind. Dieses innere Liquorsystem ist mit dem äußeren Liquorsystem im Subarachnoidalraum verbunden. Das Rückenmark hat ebenfalls ein inneres Liquorsystem, den Canalis centralis.
Die Hirnflüssigkeit zirkuliert: Sie wird im Plexus choroideus gebildet, der die Ventrikel seitlich und am Dach bedeckt. Von dort fließt sie von innen nach außen über die Apertura mediana und die Aperturae laterales.
Funktionen des Liquors
- Schutz: Gehirn und Rückenmark schwimmen im Liquor, was eine Stoßdämpfung ermöglicht.
- Homöostase: Der Liquor sorgt für stabile Verhältnisse im Gehirn, die für die Funktion von Signalwegen wichtig sind.
- Diagnostik: Die Zusammensetzung des Liquors kann zur Diagnose von ZNS-Erkrankungen genutzt werden.
Die Blut-Liquor-Schranke: Ein selektiver Türsteher
Die Blut-Liquor-Schranke (BLS) ist eine physiologische Barriere zwischen dem Blutkreislauf und dem Liquor cerebrospinalis. Sie kontrolliert die Zusammensetzung des Liquors und schützt das empfindliche innere Milieu von Gehirn und Rückenmark.
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Aufbau der Blut-Liquor-Schranke
Die BLS wird von den Tight Junctions der Epithelzellen des Plexus choroideus gebildet, der sich in den Hirnventrikeln befindet. Diese Zellverbindungen verhindern, dass Moleküle unkontrolliert aus dem Blut in den Liquorraum gelangen.
Der Plexus choroideus ist ein stark durchblutetes Gewebenetzwerk in den Hirnventrikeln. Seine Epithelzellen sind durch Tight Junctions verbunden, die wie ein wasserdichter Reißverschluss wirken.
Funktion der Blut-Liquor-Schranke
Die BLS ist ein dynamischer Kontrollpunkt, der das Gleichgewicht im ZNS aufrechterhält. Sie transportiert Nährstoffe wie Glukose und Aminosäuren aktiv in den Liquor und pumpt Stoffwechselabfälle heraus.
- Selektiver Transport: Die BLS lässt nur bestimmte Substanzen passieren. Fettlösliche Substanzen wie Alkohol und Nikotin können die Zellmembranen direkt durchdringen, während große Moleküle wie Proteine einen aktiven Transport benötigen.
- Schutzfunktion: Die BLS verhindert, dass schädliche Substanzen und Krankheitserreger ins Gehirn gelangen.
Blut-Liquor-Schranke vs. Blut-Hirn-Schranke
Obwohl die Blut-Liquor-Schranke und die Blut-Hirn-Schranke zusammenarbeiten, gibt es wesentliche Unterschiede:
- Ort: Die Blut-Hirn-Schranke befindet sich in den Kapillaren des Hirngewebes, während die Blut-Liquor-Schranke von den Epithelzellen des Plexus choroideus gebildet wird.
- Zelltyp: Die Blut-Hirn-Schranke wird von Endothelzellen gebildet, die Blut-Liquor-Schranke von Epithelzellen.
- Funktion: Die Blut-Hirn-Schranke schützt das Hirngewebe direkt, während die Blut-Liquor-Schranke die Produktion und Kontrolle der Liquor-Zusammensetzung übernimmt.
Klinische Bedeutung der Blut-Liquor-Schranke
Die Integrität der Blut-Liquor-Schranke ist für die Gesundheit des zentralen Nervensystems von großer Bedeutung. Eine Störung der BLS kann auf neurologische Erkrankungen hinweisen.
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Liquordiagnostik
Die Untersuchung des Liquors ermöglicht es, Informationen über entzündliche oder krankhafte Prozesse im ZNS zu erhalten. Die Liquordiagnostik ist ein wichtiger Bestandteil bei der Diagnose von neurologischen Erkrankungen.
- Lumbalpunktion: Die Entnahme von Liquor erfolgt meist durch eine Lumbalpunktion im Bereich der Cauda equina. Dabei wird eine Hohlnadel zwischen den Lendenwirbelkörpern eingeführt, um Liquor zu entnehmen.
- Albumin-Quotient: Der Albumin-Quotient (QAlb) wird verwendet, um die Dichtigkeit der Blut-Liquor-Schranke zu beurteilen. Ein erhöhter QAlb deutet auf eine Störung der BLS hin.
Erkrankungen und die Blut-Liquor-Schranke
Eine gestörte Blut-Liquor-Schranke kann bei verschiedenen neurologischen Erkrankungen auftreten:
- Meningitis: Bei einer Hirnhautentzündung kann die BLS durchlässiger werden, was zu einer erhöhten Anzahl von Zellen und Proteinen im Liquor führt.
- Multiple Sklerose: Entzündliche Prozesse bei Multipler Sklerose können die BLS schädigen.
- Hydrocephalus: Eine Störung der Liquorproduktion oder -zirkulation kann zu einem Hydrocephalus führen, der mit neurologischen Störungen einhergeht.
- Virale Meningitis: Eine virale Meningitis zeigt sich oft diffus im Liquor, mit leicht erhöhter Zellzahl und Proteinen.
Therapeutische Ansätze zur Überwindung der Blut-Liquor-Schranke
Die Blut-Liquor-Schranke stellt eine Herausforderung für die Behandlung von Hirntumoren dar, da viele Medikamente die Schranke nicht passieren können. Forscher arbeiten an Strategien, um die BLS gezielt zu überwinden:
- Nanopartikel: Medikamente werden in Nanopartikel verpackt, die an Rezeptoren der Schrankenzellen andocken.
- Fokussierter Ultraschall: Hochfrequente Schallwellen werden auf eine bestimmte Hirnregion gerichtet, um die BLS vorübergehend zu öffnen.
Die Rolle des Rückenmarks
Das Rückenmark ist ein wichtiger Teil des zentralen Nervensystems und wird ebenfalls vom Liquor umgeben und geschützt. Der Canalis centralis, ein Hohlraum in der Mitte des Rückenmarks, ist mit Liquor gefüllt.
Funktion des Liquors im Rückenmark
Der Liquor umfließt das Rückenmark im Subarachnoidalraum und schützt es vor Erschütterungen und Stößen. Er dient als flüssiges Lagerungssystem und ermöglicht den Stoffaustausch.
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Lumbalpunktion und das Rückenmark
Bei einer Lumbalpunktion wird die Nadel unterhalb des Endes des Rückenmarks eingeführt, um Verletzungen zu vermeiden. In diesem Bereich befinden sich nur noch die Nervenwurzeln, die die Nerven der unteren Extremitäten bilden.
Praktische Informationen zur Lumbalpunktion
Die Lumbalpunktion ist einRoutineeingriff zur Entnahme von Liquor. Hier sind einige wichtige Informationen:
Vorbereitung und Durchführung
- Der Patient sitzt vornübergebeugt auf einer Untersuchungsliege, um die Wirbelsäule zu beugen.
- Die Nadel wird meist zwischen dem 4. und 5. Lendenwirbelkörper eingeführt.
- Nach dem Einstich tropft Nervenwasser aus der Nadel, das zur Analyse aufgefangen wird.
Therapeutische Anwendung der Lumbalpunktion
- Lumbalanästhesie: Zur Schmerzstillung bei Operationen.
- Medikamentengabe: Medikamente können direkt ins Rückenmark eingebracht werden.
- Spontanes Liquorunterdrucksyndrom: Zur Behandlung von Kopfschmerzen durch Injektion von Blut vor den Liquorraum.
- Normaldruckhydrocephalus: Entnahme von Nervenwasser zur Besserung des Gangbildes und der Gedächtnisleistung.
- Pseudotumor cerebri: Zur Diagnose und vorübergehenden Linderung von Beschwerden durch erhöhten Liquordruck.
Mögliche Komplikationen
Schwere Komplikationen sind selten. Es besteht ein geringes Risiko für postpunktionelle Kopfschmerzen, die sich in aufrechter Körperhaltung bemerkbar machen.
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