Aufbau und Funktion der Hirnhäute (Meningen) und ihre Beziehung zur Halswirbelsäule (HWS)

Die Hirnhäute, auch Meningen genannt, sind schützende Membranen, die das Gehirn und das Rückenmark umgeben. Sie spielen eine entscheidende Rolle für die Gesundheit und Funktion des zentralen Nervensystems. Dieser Artikel beleuchtet den Aufbau der Hirnhäute, ihre Funktionen und ihre Beziehung zur Halswirbelsäule, insbesondere im Hinblick auf Erkrankungen und diagnostische Verfahren.

Anatomie der Wirbelsäule und des Rückenmarks

Um die Beziehung zwischen Hirnhäuten und der Halswirbelsäule zu verstehen, ist es wichtig, die grundlegende Anatomie der Wirbelsäule und des Rückenmarks zu betrachten.

Die Wirbelsäule (Columna vertebralis)

Die Wirbelsäule ist die zentrale Achse des menschlichen Körpers und erstreckt sich vom Schädel bis zum Kreuzbein. Sie besteht aus 33 Wirbeln, die durch Bandscheiben und Bänder miteinander verbunden sind. Diese Konstruktion ermöglicht sowohl Stabilität als auch Flexibilität.

• Abschnitte der Wirbelsäule:

  • Halswirbelsäule (HWS): 7 Wirbel (C1-C7)
  • Brustwirbelsäule (BWS): 12 Wirbel (Th1-Th12)
  • Lendenwirbelsäule (LWS): 5 Wirbel (L1-L5)
  • Kreuzbein (Os sacrum): 5 verschmolzene Wirbel
  • Steißbein (Os coccygis): 3-5 verschmolzene Wirbel

• Besondere Merkmale der Halswirbelsäule: Die Halswirbelsäule zeichnet sich durch ihre hohe Beweglichkeit aus, die durch die spezielle Form der Wirbelkörper und die Anordnung der Gelenke ermöglicht wird. Der erste Halswirbel (Atlas) und der zweite Halswirbel (Axis) bilden zusammen die Kopfgelenke, die Drehbewegungen des Kopfes ermöglichen. Die Querfortsätze der Halswirbel weisen ein Foramen transversarium auf, durch das die Arteria vertebralis verläuft, welche das Gehirn mit Blut versorgt.

  Lesen Sie auch: Anatomie der Nerven im Detail

Das Rückenmark (Medulla spinalis)

Das Rückenmark ist ein langer, zylindrischer Nervenstrang, der im Spinalkanal der Wirbelsäule verläuft. Es verbindet das Gehirn mit dem peripheren Nervensystem und ist für die Übertragung von sensorischen und motorischen Informationen verantwortlich. Das Rückenmark endet etwa auf Höhe des ersten Lendenwirbels, während sich die Spinalnerven als Cauda equina (Pferdeschwanz) weiter nach unten erstrecken.

• Aufbau des Rückenmarks:
  • Graue Substanz: Enthält Nervenzellkörper und Synapsen.
    • Vorderhorn: Motorische Nervenzellen
    • Hinterhorn: Sensorische Nervenzellen
    • Seitenhorn: Nervenzellen des autonomen Nervensystems
  • Weiße Substanz: Enthält Nervenfasern (Axone), die in aufsteigenden und absteigenden Bahnen verlaufen.

Spinalnerven

Aus dem Rückenmark entspringen 31 Spinalnervenpaare, die segmental angeordnet sind und durch die Foramina intervertebralia austreten. Jeder Spinalnerv teilt sich in Äste auf, die verschiedene Bereiche des Körpers versorgen.

• Ramus meningeus: Versorgt die Hirnhäute, den Wirbelkanal und die Facettengelenke.
• Rami communicantes: Fasern des sympathischen Nervensystems, die periphere Gefäße und die Haut innervieren.
• Ramus dorsalis: Versorgt die hintere Rumpfwand und die Rückenmuskulatur.
• Ramus ventralis: Zieht zur vorderen Rumpfwand und versorgt Haut und Muskulatur.

Aufbau der Hirnhäute

Die Hirnhäute sind dreischichtige Membranen, die das Gehirn und das Rückenmark umhüllen und schützen. Von außen nach innen bestehen sie aus:

1. Dura mater (harte Hirnhaut): Die äußerste, dickste und widerstandsfähigste Schicht. Sie besteht aus dichtem Bindegewebe und dient als Schutzbarriere. Im Bereich des Rückenmarks ist die Dura mater nicht mit der Knochenhaut der Wirbelkörper verbunden, sondern durch den Epiduralraum getrennt, der Fettgewebe und den Plexus venosus vertebralis enthält.

2. Arachnoidea (Spinnengewebshaut): Eine zarte, netzartige Membran, die zwischen der Dura mater und der Pia mater liegt. Der Subarachnoidalraum zwischen der Arachnoidea und der Pia mater ist mit Liquor cerebrospinalis (Gehirn-Rückenmark-Flüssigkeit) gefüllt, der als Stoßdämpfer und Nährstofflieferant dient.

   Lesen Sie auch: Nervensystem: Grundlagen verständlich gemacht

3. Pia mater (weiche Hirnhaut): Die innerste, dünnste und gefäßreichste Schicht, die direkt auf der Oberfläche des Gehirns und des Rückenmarks aufliegt und deren Konturen folgt.

Funktion der Hirnhäute

Die Hirnhäute erfüllen mehrere wichtige Funktionen:

• Schutz: Sie schützen das Gehirn und das Rückenmark vor mechanischen Beschädigungen.
• Stützfunktion: Sie stabilisieren das Gehirn und das Rückenmark innerhalb des Schädels und des Spinalkanals.
• Flüssigkeitsraum: Der Subarachnoidalraum enthält den Liquor cerebrospinalis, der das Gehirn und das Rückenmark umspült, mit Nährstoffen versorgt und Abfallprodukte abtransportiert.
• Barrierefunktion: Die Hirnhäute bilden eine Barriere zwischen dem Blutkreislauf und dem Nervengewebe und regulieren den Stoffaustausch.

Beziehung der Hirnhäute zur Halswirbelsäule

Die Halswirbelsäule spielt eine entscheidende Rolle für den Schutz und die Stabilität des Rückenmarks und der Hirnhäute im Halsbereich. Die enge anatomische Beziehung zwischen der HWS und den Meningen führt dazu, dass Erkrankungen oder Verletzungen der Halswirbelsäule Auswirkungen auf die Hirnhäute haben können und umgekehrt.

Meningismus

Der Meningismus ist ein klinisches Syndrom, das durch Nackensteifigkeit, Kopfschmerzen und Lichtscheu gekennzeichnet ist. Er entsteht durch eine Reizung der Hirnhäute, typischerweise im Rahmen einer Meningitis (Hirnhautentzündung). Die Nackensteifigkeit resultiert aus der schmerzhaften Verspannung der Nackenmuskulatur, die durch die Reizung der Meningen ausgelöst wird.

• Ursachen des Meningismus:

  Lesen Sie auch: Gehirnaufbau: Eine leicht verständliche Einführung

  • Meningitis: Entzündung der Hirnhäute, meist durch Bakterien oder Viren verursacht.
  • Subarachnoidalblutung: Blutung zwischen der Arachnoidea und der Pia mater.
  • Meningeosis neoplastica: Absiedlung von Tumorzellen in den Hirnhäuten.
  • Sinusvenenthrombose: Blutgerinnsel in den venösen Blutleitern des Gehirns.
  • Sepsis: Ausbreitung von Bakterien oder Pilzen im Blutkreislauf.
  • Sonnenstich: Entzündungsreaktion der Hirnhäute durch übermäßige Sonneneinstrahlung.

• Diagnostik des Meningismus:

  • Anamnese: Erhebung der Krankengeschichte und der aktuellen Beschwerden.
  • Körperliche Untersuchung: Prüfung der Nackensteifigkeit und anderer neurologischer Zeichen.
  • Nervendehnungszeichen: Lasègue-Zeichen, Kernig-Zeichen, Brudzinski-Zeichen.
  • Blutuntersuchung: Entzündungsparameter, Erregernachweis.
  • Liquorpunktion: Untersuchung des Nervenwassers auf Zellen, Proteine und Erreger.
  • Bildgebende Verfahren: Computertomographie (CT) oder Magnetresonanztomographie (MRT) des Gehirns und der Halswirbelsäule.

• Therapie des Meningismus: Die Behandlung richtet sich nach der Ursache. Bei bakterieller Meningitis ist eine sofortige Antibiotikatherapie erforderlich. Bei viraler Meningitis werden in der Regel nur die Symptome behandelt.

Pseudomeningismus

Der Pseudomeningismus ist ein Zustand, der ähnliche Symptome wie ein Meningismus aufweist, jedoch nicht durch eine Reizung der Hirnhäute verursacht wird. Die Nackensteifigkeit und Kopfschmerzen können durch Erkrankungen der Halswirbelsäule, wie z.B. Bandscheibenvorfälle, Arthrose oder Muskelverspannungen, ausgelöst werden.

Verletzungen der Halswirbelsäule und ihre Auswirkungen auf die Hirnhäute

Verletzungen der Halswirbelsäule, wie z.B. Frakturen oder Luxationen, können zu direkten oder indirekten Schädigungen des Rückenmarks und der Hirnhäute führen. Eine Kompression des Rückenmarks kann zu neurologischen Ausfällen führen, während eine Verletzung der Hirnhäute zu einer Liquoraustritt (Liquorrhoe) führen kann.

Diagnostische Verfahren

Verschiedene diagnostische Verfahren werden eingesetzt, um Erkrankungen der Hirnhäute und ihre Beziehung zur Halswirbelsäule zu untersuchen:

• Magnetresonanztomographie (MRT): Die MRT ist ein bildgebendes Verfahren, das detaillierte Bilder des Gehirns, des Rückenmarks und der Hirnhäute liefert. Sie ermöglicht die Darstellung von Entzündungen, Blutungen, Tumoren und anderen Veränderungen.
• Computertomographie (CT): Die CT ist ein weiteres bildgebendes Verfahren, das vor allem zur Beurteilung von knöchernen Strukturen eingesetzt wird. Sie kann Frakturen, Luxationen und andere knöcherne Veränderungen der Halswirbelsäule darstellen.
• Liquorpunktion: Die Liquorpunktion ist ein invasives Verfahren, bei dem Nervenwasser aus dem Subarachnoidalraum entnommen und untersucht wird. Sie dient zur Diagnose von Entzündungen, Blutungen und anderen Erkrankungen des zentralen Nervensystems.

Entwicklung der Wirbelsäule

Die Entwicklung der Wirbelsäule ist ein komplexer Prozess, der während der Embryonalentwicklung stattfindet. In der frühen Embryonalentwicklung ist die Rumpfanlage in kraniokaudaler Richtung segmental gegliedert, wobei die einzelnen Segmente als Somiten bezeichnet werden. Diese Somiten differenzieren sich in Dermatome, Myotome und Sklerotome. Die Sklerotome bestehen aus Mesenchymzellen und bilden die Grundlage für die Skelettentwicklung.

Neugliederung der Sklerotome

Ein wichtiger Schritt in der Entwicklung der Wirbelsäule ist die Neugliederung der Sklerotome. Dabei wandern die Mesenchymzellen aus, umschließen die axialen Strukturen (Neuralrohr, Chorda) und bilden das paraxiale Mesenchym. Die lateralen Partien des paraxialen Mesenchyms differenzieren sich in einen kranialen und einen kaudalen Abschnitt. Der kraniale Teil ist locker gebaut, wohingegen der kaudale deutlich kompakter erscheint. Der kaudale, verdichtete Bereich bildet die Wirbelbögen und die Rippen. Im Bereich der Perichordalröhre werden Gewebeverdichtungen sichtbar, die als Bandscheibenanlagen anzusehen sind und eine Segmentierung erzeugen. Die zwischen den Bandscheibenanlagen liegenden Abschnitte der Perichordalröhre bilden die Wirbelkörper, mit deren definitiver Abgrenzung die endgültige Gliederung der Wirbelsäulenanlage abgeschlossen ist.

Knorpelbildung und Ossifikation

In der weiteren Entwicklung beginnt die Knorpelbildung in der mesenchymalen Wirbelsäulenanlage. Dabei bilden sich ein die Chorda dorsalis umfassender Knorpelkern und ein bilateral angelegter, dorsolateral der Rückenmarksanlage positionierter Bogenkern. Im nächsten Schritt verwachsen diese 3 Knorpelzentren zu einer einheitlichen knorpeligen Wirbelsäulenanlage, wobei der Bogenschluss in der Mediansagittalen erst noch längere Zeit unvollständig bleibt.

tags: #hws #aufbau #hirnhaute