Anatomie der Hirnhäute und Liquorräume

Die Hirnhäute (Meningen) und die Liquorräume bilden ein komplexes System, das das Gehirn und das Rückenmark schützt und ernährt. Dieses System besteht aus mehreren Schichten und Räumen, die jeweils spezifische anatomische und funktionelle Eigenschaften aufweisen.

Die Hirnhäute (Meningen)

Das menschliche Gehirn und das Rückenmark sind von drei übereinander liegenden Bindegewebsschichten umgeben, die als Hirnhäute (Meningen) bezeichnet werden. Diese Schichten schützen das zentrale Nervensystem (ZNS) vor mechanischen Einflüssen und Temperaturschwankungen. Von außen nach innen sind dies:

• Dura mater (harte Hirnhaut)
• Arachnoidea mater (Spinnwebenhaut)
• Pia mater (weiche Hirnhaut)

Zwischen diesen Schichten befinden sich Räume, die entweder physiologisch vorhanden sind oder sich unter pathologischen Bedingungen, wie beispielsweise durch eine Blutung nach einem Trauma, bilden können.

Dura Mater (Harte Hirnhaut)

Die Dura mater, auch harte Hirnhaut genannt, ist die äußerste und straffste der drei Hirnhäute. Sie bietet Schutz vor Verletzungen und Temperaturschwankungen. Sie kleidet die Innenfläche des Schädels aus und stellt gleichzeitig dessen Periost dar. Die Dura mater besteht aus zwei Schichten:

• Äußere Schicht: Diese Schicht besteht aus Bindegewebe und enthält Gefäße, die den Schädelknochen versorgen. Bis zum Jugendalter ist diese Schicht fest mit dem Schädelknochen verwachsen, was die Form des kindlichen Schädels stabilisiert. Beim Erwachsenen lässt sich das Periost leicht vom Knochen lösen, außer an der Schädelbasis, wo es immer fest verbunden bleibt.
• Innere Schicht: Diese Schicht besteht aus einer niedrigen Epithelschicht.

Duralfalten und Septen: Die Dura mater bildet Duplikaturen, die trennend zwischen die beiden Großhirnhälften und zwischen Großhirn und Kleinhirn vorspringen. Diese Falten und Septen tragen zur anatomischen Anordnung der Gehirnanteile bei und stabilisieren die Lage des Gehirns innerhalb des Schädels. Zu den wichtigsten Duralfalten gehören:

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• Falx cerebri (Großhirnsichel): Eine midsagittal zwischen den beiden Großhirnhemisphären gelegene Duraplatte, die diese in die rechte und linke Hälfte unterteilt. Eine Verschiebung des Gehirns durch eine Blutung kann zu einer subfalcinen Herniation führen, einer Einklemmung des Gehirns.
• Tentorium cerebelli (Kleinhirnzelt): Eine Duraschicht, die das Kleinhirn vom Okzipitallappen trennt und den infratentoriellen vom supratentoriellen Raum abgrenzt. Sie ist seitlich an den Oberkanten der Felsenbeine, hinten an den Rändern der Sulcisinustransversi und vorne am Processus clinoideus befestigt. Eine Volumenverschiebung unter das Tentorium cerebelli führt zu einer oberen Einklemmung.
• Falx cerebelli (Kleinhirnsichel): Eine variable Duraplatte, die das Kleinhirn teilweise trennt.
• Diaphragma sellae: Ein Durablatt, das sich zwischen den vorderen und hinteren Processus clinoidei über die Fossa hypophysialis spannt und ein Loch für den Durchtritt des Hypophysenstiels aufweist.

Blutversorgung und Innervation: Die Dura mater verfügt über eine besondere Blutversorgung durch die Vasa privata, die meningealen Arterien (A. meningea anterior, posterior und media), welche die Dura selbst versorgen. Die Vasa publica sind venös und leiten das Blut vom Gehirn in die Venae jugularis weiter. Die Innervation erfolgt über Äste des N. trigeminus und die Rami meningei der Spinalnerven.

Klinische Bedeutung: Die Dura mater ist mit zahlreichen Schmerzrezeptoren ausgestattet, insbesondere im Bereich der Hirnhautgefäße. Der hohe Anteil peptiderger Axone (CGRP, Substanz P) steht mit Kopfschmerzformen wie Migräne in Zusammenhang. Verletzungen der A. meningea media im Rahmen eines Schädelhirntraumas können zu einem Epiduralhämatom führen, das eine schnelle operative Entlastung erfordert. Bei Frakturen der Schädelbasis kann die Dura beschädigt werden, was zu einer Liquorfistel führen kann.

Arachnoidea Mater (Spinnwebenhaut)

Die Arachnoidea mater encephali, auch Spinnengewebshaut genannt, ist die mittlere der drei Hirnhäute. Sie liegt unterhalb der Dura mater und ist durch den Subduralraum von dieser getrennt. Die Arachnoidea besteht aus Bindegewebe und ist gefäßlos. Sie folgt der Kontur des Gehirns, ohne in die Furchen (Sulci) einzuziehen. Ihren Namen verdankt sie den feinen Bindegewebsfasern aus Kollagen (Trabekel), die sie durchziehen und mit der darunterliegenden Pia mater verbinden.

Struktur und Funktion: Die Arachnoidea bildet eine Abschlussmembran für den Liquorraum und ist an der Resorption des Liquors beteiligt. Sie liegt glatt auf der Hirnoberfläche auf und bildet an der Hirnbasis zisternenähnliche Erweiterungen. Die Arachnoidea bildet zottenartige Auswüchse (Arachnoidalzotten), die in die Dura mater, Venen und Schädelknochen reichen und über die der Liquor in das Blut abgegeben wird.

Klinische Bedeutung: Entzündungen der Arachnoidea (Arachnoiditis) können zu chronischen Schmerzen und neurologischen Ausfällen führen. Meningeome, die häufigste kraniale Neoplasie, gehen von den Arachnoidalzellen aus.

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Pia Mater (Weiche Hirnhaut)

Die Pia mater ist die innerste und weichste der drei Hirnhäute. Sie liegt direkt auf dem Gehirn auf, folgt den Furchen und Vertiefungen des Groß- und Kleinhirns und führt die Gefäße und Nerven, die in das Gehirn hineinführen. Die Pia mater reicht auch in die Hirnkammern hinein.

Struktur und Funktion: Die Pia mater ist eng mit dem Hirngewebe verbunden und bildet zusammen mit Teilen des Nervenrohres in den Hirnventrikeln die Plexus choroidei, die den Liquor absondern.

Die Liquorräume

Die Liquorräume sind mit Hirnwasser (Liquor cerebrospinalis) gefüllte Räume innerhalb und außerhalb des Gehirns und des Rückenmarks. Der Liquor dient als Puffer und schützt das Gehirn vor Stößen und Druckveränderungen. Er transportiert Nährstoffe und entfernt Stoffwechselprodukte.

Ventrikelsystem: Das Ventrikelsystem besteht aus vier miteinander verbundenen Kammern im Gehirn:

• Seitenventrikel (Ventrikel I und II): Diese liegen in den beiden Großhirnhemisphären und gliedern sich in Vorderhorn (Cornu frontale), Mittelteil (Pars centralis), Hinterhorn (Cornu occipitale) und Unterhorn (Cornu temporale).
• Dritter Ventrikel: Ein enger, spaltförmiger Raum im Zwischenhirn, der an den Thalamus, Epithalamus und Hypothalamus grenzt.
• Vierter Ventrikel: Liegt zwischen Hirnstamm (Medulla oblongata und Pons) und Kleinhirn. Er setzt sich nach unten hin in den Zentralkanal des Rückenmarks fort.

Die Ventrikel stehen über die Foramina interventricularia (Verbindung zwischen Seitenventrikeln und drittem Ventrikel) und den Aquaeductus mesencephali (Verbindung zwischen drittem und viertem Ventrikel) miteinander in Verbindung. Der vierte Ventrikel öffnet sich über die Apertura mediana und die Aperturae laterales zum äußeren Liquorraum.

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Subarachnoidalraum: Der Subarachnoidalraum ist der Raum zwischen der Arachnoidea mater und der Pia mater. Er ist mit Liquor gefüllt und wird von bindegewebigen Kollagenfaserbündeln, den Arachnoidaltrabekeln, durchzogen, welche die beiden Schichten miteinander verbinden. Der Subarachnoidalraum umgibt das gesamte Gehirn und Rückenmark und ist an einigen Stellen erweitert (Cisternen). Unterhalb des Conus medullaris ist der Raum als Cisterna lumbalis vergrößert, in der sich die Cauda equina befindet. Hier kann Liquor durch Lumbalpunktion entnommen werden.

Liquorzirkulation und Resorption: Der Liquor wird in den Plexus choroidei der Ventrikel produziert und zirkuliert durch das Ventrikelsystem in den Subarachnoidalraum. Die Resorption erfolgt über die Arachnoidalzotten in die venösen Sinus der Dura mater. Das gesamte Volumen von Ventrikelsystem und Subarachnoidalraum beträgt etwa 125 ml, wobei täglich etwa das Vierfache dieser Menge produziert wird.

Klinische Bedeutung: Störungen der Liquorzirkulation oder -resorption können zu einem Hydrocephalus führen, einer Erweiterung der Liquorräume mit erhöhtem Hirndruck. Eine Entzündung der Hirnhäute (Meningitis) kann durch eine Untersuchung des Liquors diagnostiziert werden. Eine Subarachnoidalblutung ist eine Blutung in den Subarachnoidalraum, meist aufgrund eines geplatzten Aneurysmas.

Klinische Aspekte

Erkrankungen der Hirnhäute

• Meningitis: Eine Entzündung der Hirnhäute, die durch Viren, Bakterien oder Pilze verursacht werden kann. Symptome sind Kopfschmerzen, Nackensteifigkeit, Fieber und Bewusstseinsstörungen.
• Arachnoiditis: Eine chronische Entzündung der Arachnoidea, die zu anhaltenden Schmerzen und neurologischen Ausfällen führen kann.
• Meningeome: Tumore, die von den Hirnhäuten ausgehen, meist gutartig und langsam wachsend. Die Symptome hängen von der Lage des Tumors ab.
• Epiduralhämatom: Eine Blutung zwischen der Dura mater und dem Schädelknochen, meist nach einem Trauma.
• Subduralhämatom: Eine Blutung zwischen der Dura mater und der Arachnoidea mater, die akut oder chronisch verlaufen kann.
• Subarachnoidalblutung: Eine Blutung in den Subarachnoidalraum, meist aufgrund eines geplatzten Aneurysmas.

Erkrankungen der Liquorräume

• Hydrocephalus: Eine Erweiterung der Liquorräume mit erhöhtem Hirndruck, verursacht durch Störungen der Liquorzirkulation oder -resorption.
• Normaldruckhydrocephalus: Eine Sonderform des Hydrocephalus, die mit Gedächtnisstörungen, Harninkontinenz und Gangstörungen einhergeht.

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