Das Gehirn, die Steuerzentrale des Körpers, benötigt eine konstante und reichhaltige Versorgung mit Sauerstoff und Nährstoffen, um seine komplexen Funktionen aufrechtzuerhalten. Die Blutversorgung des Gehirns ist ein komplexes System aus Arterien, Venen und Sinus, das durch verschiedene Schutzmechanismen ergänzt wird. Dieser Artikel beleuchtet die anatomischen Schichten und den Aufbau der Blutversorgung des Gehirns und geht auf klinische Aspekte ein.
Einführung in die Blutversorgung des Gehirns
Die Blutversorgung des Gehirns erfolgt über zwei Hauptquellen: die Arteriae carotides internae (innere Halsschlagadern) und das vertebrobasiläre System. Diese Systeme sind über den Circulus arteriosus Willisii miteinander verbunden, was eine redundante Versorgung ermöglicht.
Arterielle Versorgung des Gehirns
Die Arteriae carotides internae
Die A. carotis interna entspringt aus der A. carotis communis und verläuft intrakraniell. Sie teilt sich in ihre Endäste, die A. cerebri media und die A. cerebri anterior.
- A. cerebri media: Die A. cerebri media ist der größere Endast der A. carotis interna und versorgt einen Großteil der lateralen Oberfläche des Gehirns. Eine Minderdurchblutung dieser Arterie hat weitreichende Folgen für die Gesundheit. Ein Verschluss der Arteria carotis interna führt zu einer Minderversorgung und damit zu Störungen der auf der kontralateral zur minderversorgten Struktur gelegenen Seite (Lateralisation!). Ist also beispielsweise die Versorgung des motorischen oder prämotorischen Kortex auf der linken Hemisphäre gestört, so werden sich Lähmungserscheinungen auf der rechten Körperseite zeigen, es liegt eine sogenannte Parese (Lähmung) vor.
- A. cerebri anterior: Die A. cerebri anterior ist der kleinere Endast der A. carotis interna und verläuft entlang der Fissura longitudinalis cerebri nach posterior. Sie versorgt die anteromediale Oberfläche des Gehirns.
Das vertebrobasiläre System
Das vertebrobasiläre System besteht aus den Arteriae vertebrales, die sich zur A. basilaris vereinigen.
- A. vertebralis: Die A. vertebralis entspringt aus der A. subclavia. Aus ihr geht die A. spinalis anterior hervor.
- A. basilaris: Die A. basilaris entsteht durch die Vereinigung der beiden Aa. vertebrales im Bereich der Pons. Sie ist eine unpaar angelegte Arterie, im Gegensatz zu den paarig angelegten Aa. vertebrales. Die A. basilaris gabelt sich in die hinteren Hirnarterien (Aa. cerebri posteriores) und gibt Kleinhirnarterien (Aa. cerebelli) ab. Eine Gefahr stellt der Ponsinfarkt dar, der mit dem klinischen Bild eines „Locked-in-Syndroms“ einhergehen kann.
- Aa. cerebelli: Das Kleinhirn (Cerebellum) wird von den Ästen der Aa. vertebralis und der A. basilaris versorgt, insbesondere von der A. cerebellaris superior, der A. cerebellaris anterior inferior und der A. cerebellaris posterior inferior.
Der Circulus arteriosus Willisii
Der Circulus arteriosus Willisii ist ein arterieller Kreislauf, der die A. carotis interna und das vertebrobasiläre System verbindet. Er besteht aus den folgenden Komponenten:
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- A. communicans anterior
- A. cerebri anterior
- A. carotis interna
- A. communicans posterior
- A. cerebri posterior
Der Circulus arteriosus Willisii stellt ein wichtiges Sicherheitsnetz dar, da er eine alternative Blutversorgung des Gehirns ermöglicht, wenn eines der zuführenden Gefäße verstopft ist.
Venöse Versorgung des Gehirns
Das venöse System des Gehirns transportiert das sauerstoffarme Blut zurück zum Herzen. Es besteht aus oberflächlichen und tiefen Venen, die in die Dura-Sinus münden.
Oberflächliches Venensystem
Das oberflächliche Venensystem besteht aus den Venae cerebri superiores und den Venae cerebri inferiores.
Tiefes Venensystem
Das tiefe Venensystem besteht aus den Venae ventriculares, der Vena basilaris (aus Zusammenschluss der V. anterior cerebri mit der V. media cerebri) und der Vena magna cerebri (Galeni). Die Vena magna cerebri ist ein Auffangbecken für das Blut kleinerer Vv. und mündet in den Confluens venosus posterior.
Sinus durae matris
Die Hirnvenen drainieren in die Sinus durae matris, die sich zwischen den beiden Schichten der Dura mater befinden. Zu den wichtigsten Sinus gehören der Sinus sagittalis superior und inferior, der Sinus rectus und der Sinus transversus. Die Sinus durae matris leiten das Blut in die Vena jugularis interna, die das Gehirn verlässt.
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Die Hirnhäute (Meningen)
Das Gehirn und Rückenmark sind von drei Hirnhäuten umgeben:
- Dura mater: Die Dura mater ist die äußerste und dickste Hirnhaut. Sie besteht aus zwei Schichten, zwischen denen sich die Hirnsinus befinden. Wo sich die zwei Schichten der Dura mater trennen, wird die Lücke zwischen ihnen als duraler Venensinus bezeichnet. Diese Sinus leiten Blut und Liquor aus dem Gehirn ab und münden in die V. jugularis interna.
- Arachnoidea mater: Die Arachnoidea mater ist die mittlere Hirnhaut. Sie ist durch feine Bindegewebsstränge mit der Pia mater verbunden.
- Pia mater: Die Pia mater ist die innerste und zarteste Hirnhaut. Sie liegt direkt dem Gehirn und Rückenmark an.
Zwischen den Hirnhäuten befinden sich drei Räume:
- Epiduralraum: Der Epiduralraum befindet sich zwischen der Dura mater und der Schädelkalotte. Hier kann es bei Verletzungen zu einer Epiduralblutung kommen.
- Subduralraum: Der Subduralraum befindet sich zwischen der Dura mater und der Arachnoidea mater. Hier kann es bei Verletzungen zu einer Subduralblutung kommen.
- Subarachnoidalraum: Der Subarachnoidalraum befindet sich zwischen der Arachnoidea mater und der Pia mater. Er ist mit Liquor cerebrospinalis gefüllt und enthält die Hirnarterien und -venen.
Schutzmechanismen des Gehirns
Das Gehirn ist durch verschiedene Mechanismen vor Schäden geschützt:
- Schädel: Der knöcherne Schädel schützt das Gehirn vor mechanischen Einwirkungen.
- Hirnhäute: Die Hirnhäute bieten zusätzlichen Schutz und stabilisieren das Gehirn.
- Liquor cerebrospinalis: Der Liquor cerebrospinalis polstert das Gehirn ab und schützt es vor Stößen.
- Blut-Hirn-Schranke: Die Blut-Hirn-Schranke ist eine selektive Barriere, die verhindert, dass schädliche Substanzen aus dem Blut ins Gehirn gelangen.
Klinische Bedeutung der Blutversorgung des Gehirns
Störungen der Blutversorgung des Gehirns können zu schweren neurologischen Schäden führen. Zu den häufigsten Erkrankungen gehören:
- Schlaganfall (Apoplex): Ein Schlaganfall entsteht durch eine Unterbrechung der Blutversorgung des Gehirns, entweder durch einen Verschluss eines Blutgefäßes (ischämischer Schlaganfall) oder durch eine Blutung (hämorrhagischer Schlaganfall). Risikofaktoren sind Bluthochdruck, zerebrale Amyloid-Angiopathie, neoplastische Erkrankungen und zerebrale Aneurysmen.
- Intrakranielle Aneurysmen: Ein zerebrales oder intrakranielles Aneurysma ist eine abnormale Erweiterung eines lokalen Bereichs der Arterienwand im ZNS, normalerweise um den Circulus arteriosus Willisii herum.
- Arterielle Dissektionen: Die Aa. vertebralis und Aa. carotides internae sind lebenswichtige Bestandteile der Blutversorgung des Gehirns. Arterielle Dissektionen treten auf, wenn die Integrität der Arterienwandstruktur abrupt verloren geht, was zu einer intramuralen Hämatombildung und einem falschen Lumen zwischen der Tunica media und den Tunica Adventitia führt. Dieser Vorgang kann zu einem Aneurysma, einer Stenose oder einem Verschluss führen.
- Subclavian-Steal-Syndrom: Tritt auf, wenn eine Verengung/Verschluss der A. subclavia proximal des Ursprungs der A. vertebralis eine Umkehr des Blutflusses in der A. vertebralis ipsilateral bewirkt, um den ipsilateralen Arm weiter zu durchbluten. Die häufigste Ursache des Subclavian-Steal-Syndroms ist die Arteriosklerose.
- Sinusvenenthrombose: Als Folge eines Traumas oder einer Infektion können sich Blutgerinnsel in den venösen Sinus bilden. Eine Sinusvenenthrombose kann zu hämorrhagischen Infarkten und einem Hirnödem führen.
- Meningitis: Meningitis ist eine Entzündung der Hirnhäute, die mit Fieber und Nackensteifigkeit einhergeht. Die Ätiologie kann durch eine Untersuchung des Liquors ermittelt werden.
- Epiduralblutung: Blutung zwischen Dura mater und der Schädelkalotte. Epidurale Blutungen treten am häufigsten nach einem direkten Trauma des Kopfes auf. Die Patient*innen präsentieren sich typischerweise mit einem veränderten Bewusstseinszustand.
- Subduralblutung: ist lokalisiert zwischen Dura mater und Arachnoidea mater und hat im Gegensatz zur Epiduralblutung in der Regel einen chronischen Verlauf. Bei Säuglingen tritt sie typischerweise als Folge von Kindesmissbrauch auf. Bei jungen Erwachsenen sind Fahrrad- oder Autounfälle häufige Ursachen, wohingegen subdurale Blutungen bei älteren Erwachsenen häufig die Folge von Stürzen sind.
- Meningeome: Meningeome sind die häufigste kraniale Neoplasie und gehen aus den Arachnoidalzellen hervor, die sich in den Arachnoidalzotten befinden. Meningeome sind typischerweise gutartige, langsam wachsende Tumore, die sich jedoch in seltenen Fällen auch atypisch oder maligne präsentieren können. Die Symptome von Meningeomen hängen von ihrer Lage ab. Sie treten dann auf, wenn der Tumor benachbarte Strukturen komprimiert. Sie werden meistens operativ behandelt.
Diagnostik
Zur Beurteilung der Blutversorgung des Gehirns stehen verschiedene diagnostische Verfahren zur Verfügung:
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- Computertomographie (CT): Die CT kann Blutungen und Infarkte im Gehirn darstellen.
- Magnetresonanztomographie (MRT): Die MRT liefert detailliertere Bilder des Gehirns und kann auch Durchblutungsstörungen erkennen.
- Angiographie: Die Angiographie ist eine invasive Methode, bei der Kontrastmittel in die Blutgefäße injiziert wird, um diese darzustellen.
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