Seit den späten 1990er Jahren wurde in der Tiermedizin ein Krankheitskomplex beschrieben, der zuvor nur in der Humanmedizin bekannt war. Dieser Artikel beleuchtet die Produktion und Entstehung des Liquor cerebrospinalis (Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit), seine Funktionen und die damit verbundenen Erkrankungen.
Einführung in den Liquor cerebrospinalis
Der Liquor cerebrospinalis, umgangssprachlich auch als Hirnwasser bezeichnet, ist eine klare Körperflüssigkeit, die das zentrale Nervensystem (ZNS), bestehend aus Gehirn und Rückenmark, umgibt und schützt. Er erfüllt essenzielle Aufgaben für das reibungslose Funktionieren des ZNS.
Zusammensetzung und Entstehung des Liquors
Der Liquor besteht hauptsächlich aus Wasser und enthält wichtige Stoffe wie Elektrolyte, Glukose, Laktat, Proteine, eine geringe Anzahl an Zellen und Antikörper. Der Großteil des Nervenwassers wird im Plexus choroideus, einem speziellen Geflecht in den Hirnventrikeln, gebildet. Pro Stunde entstehen circa 30 Milliliter der klaren Flüssigkeit - pro Tag kommen dabei etwa 500 bis 700 Milliliter Liquor zusammen.
Das Ventrikelsystem
Das Ventrikelsystem besteht aus vier Kammern, die sich einzelnen Abschnitten des Gehirns zuordnen lassen:
- Seitenventrikel (I und II): Liegen in den beiden Hemisphären und gliedern sich in Vorderhorn, Mittelteil, Hinterhorn und Unterhorn.
- Dritter Ventrikel: Ein enger, spaltförmiger Raum im Zwischenhirn, der an Thalamus, Epithalamus und Hypothalamus grenzt.
- Vierter Ventrikel: Liegt zwischen Hirnstamm und Kleinhirn und setzt sich nach unten hin in den Zentralkanal des Rückenmarks fort.
Die vier Ventrikel stehen miteinander in Kontakt. Zwei kurze Ausbuchtungen, die Foramina interventricularia, verbinden je einen Seitenventrikel mit dem dritten Ventrikel. Der Aquaeductus mesencephali leitet den Liquor vom dritten in den vierten Ventrikel.
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Funktionen des Liquors
Der Liquor erfüllt mehrere zentrale Aufgaben im Körper:
- Schutzfunktion: Er bildet ein "Polster" um Gehirn und Rückenmark und schützt sie vor Erschütterungen, Stößen und Druck.
- Versorgung des ZNS: Er transportiert Nährstoffe wie Glukose und Elektrolyte, die für die Funktion der Nervenzellen wichtig sind.
- Abtransport von Stoffwechselprodukten: Er entfernt Abbauprodukte des Stoffwechsels aus dem Gehirn und Rückenmark.
- Aufrechterhaltung des Hirndrucks: Er trägt zur Aufrechterhaltung eines konstanten Hirndrucks bei.
Liquorfluss und Resorption
Da ständig neuer Liquor produziert wird, muss die Gehirn-Rückenmark-Flüssigkeit ebenso gleichmäßig wieder abfließen. Spezielle Ausbuchtungen in der Arachnoidea (Arachnoidalzotten oder Granulationen) unterhalb der Schädeldecke ermöglichen, dass der Liquor entweichen kann. Durch die ständige Neuproduktion fließt das Hirnwasser mit einem gewissen Druck durch und wird wieder ins Blut aufgenommen.
Erkrankungen im Zusammenhang mit dem Liquor cerebrospinalis
Störungen der Liquorproduktion, -zirkulation oder -resorption können zu verschiedenen Erkrankungen führen.
Hydrocephalus (Wasserkopf)
Ein Hydrocephalus ist eine Erkrankung, bei der sich übermäßig viel Liquor im Schädelinneren ansammelt. Dies kann angeboren sein oder im Laufe des Lebens erworben werden. Ursachen können Infektionen, Blutungen, Tumore, Kopfverletzungen oder angeborene Fehlbildungen sein.
Es gibt verschiedene Arten von Hydrocephalus:
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- Kommunizierender Hydrocephalus: Der Liquorfluss zwischen den Hirnkammern und dem Subarachnoidalraum ist nicht blockiert, das Problem liegt meist in der unzureichenden Aufnahme des Liquors.
- Normaldruckhydrocephalus (NPH): Eine Sonderform des kommunizierenden Hydrocephalus, bei der der Druck im Schädelinneren normal ist. Hauptsymptome sind Gangunsicherheit, Gedächtnisstörungen oder Inkontinenz.
- Nichtkommunizierender Hydrocephalus: Der Liquorfluss ist zwischen den Hirnkammern durch eine Blockade oder Verengung gestört.
- Hydrocephalus e vacuo: Hierbei handelt es sich nicht um einen Hydrocephalus im eigentlichen Sinne, sondern um die Folgen einer Hirnatrophie.
Die Diagnose eines Hydrocephalus erfolgt durch eine sorgfältige medizinische Untersuchung und bildgebende Verfahren wie Computertomografie (CT) oder Magnetresonanztomografie (MRT). In einigen Fällen kann eine Lumbalpunktion durchgeführt werden, um den Liquordruck zu messen und den Liquor auf Anomalien zu untersuchen.
Die Behandlung richtet sich nach der Ursache und dem Schweregrad des Hydrocephalus. Oft wird ein Shunt eingesetzt, um den Liquor in einen anderen Körperbereich abzuleiten.
Liquorleck
Ein Liquorleck ist ein Riss in den Häuten, die das Hirnwasser umgeben, wodurch Flüssigkeit austreten kann. Dies kann nach einer Lumbalpunktion oder durch Verletzungen wie einen Schädelbasisbruch auftreten. Symptome können starke Kopfschmerzen, Übelkeit, Nackenschmerzen, Beeinträchtigungen des Seh- und Hörvermögens, Schwindel und Konzentrationsstörungen sein. In der Regel heilen die Symptome innerhalb weniger Tage von selbst.
Chiari-Malformation
Die Chiari-Malformation ist eine strukturelle Fehlbildung des Gehirns, bei der Hirngewebe durch eine Öffnung an der Schädelbasis (Foramen magnum) in den Spinalkanal hineinragt. Dies kann zu einer Kompression des Kleinhirns und des Hirnstammes führen. Kleine, brachycephale Toy-Rassen stehen im Vordergrund, an erster Stelle steht der Cavalier King Charles Spaniel. Er ist mit Abstand die am häufigsten betroffene Rasse.
Syringomyelie
Der Begriff Syringomyelie beschreibt für zystische Hohlräume im Rückenmark. Das Wort stammt aus dem Griechischen und bezeichnet Hohlräume tubulärer Form. Die Bezeichnung Syringomyelie leitet sich von dem Begriff Syrinx ab und setzt sich aus diesem und dem Begriff Myelos (griechisch: Rückenmark) zusammen, also langgestreckter flüssigkeitsgefüllter Hohlraum im Rückenmark.
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Liquordiagnostik
Der Liquor enthält wichtige Hinweise auf den Gesundheitszustand des zentralen Nervensystems. Die Untersuchung des Nervenwassers (Liquordiagnostik) kann Veränderungen in der Zusammensetzung, Zellzahl oder bestimmten Proteinen aufspüren. Eine Liquordiagnostik wird zum Beispiel bei Verdacht auf neurologische Erkrankungen wie Entzündungen, Blutungen, Tumore oder Infektionen des zentralen Nervensystems durchgeführt.
Lumbalpunktion
Zur Untersuchung des Liquors wird eine Liquorprobe über eine sogenannte Lumbalpunktion entnommen. Dabei führt dieder ÄrztinArzt eine Nadel in den Liquorraum des Rückenmarks im unteren Rückenbereich (Lumbalbereich) ein. Alternativ kann eine Ventrikelpunktion durchgeführt werden, um Liquor direkt aus einem Hirnventrikel zu gewinnen.
Liquor und freie Radikale
Im Liquor cerebrospinalis enthalten sind freie Radikale, die bei der Energiegewinnung der Zellen entstehen und als Signalmoleküle eine wichtige Rolle spielen. Ein gestörtes Gleichgewicht zwischen Bildung und Elimination von freien Radikalen kann zu Krankheiten führen.
Liquor und Herzchirurgie
Neurologische Komplikationen nach Eingriffen an der Aorta sind bekannt. Die Relevanz des ROS-Metabolismus im Liquor cerebrospinalis in Bezug auf diese Komplikationen ist unklar. Es bedarf weiterer Forschung, um die pathophysiologische Bedeutung der ROS im Liquor cerebrospinalis in Bezug auf herzchirurgische Patienten und Eingriffe zu verstehen.
Fluidmechanik des Liquors
Der Liquor cerebrospinalis folgt den Gesetzen der Physik. Themenfelder wie Hydrostatik und Hydrodynamik werden relevant und können den Erfolg der Hydrocephalustherapie maßgeblich beeinflussen. Anhand von Flaschen und Bechern lassen sich simple Modelle erstellen, die uns dabei helfen können, grundlegende hydrostatische Effekte im menschlichen Körper zu verstehen.
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