Hirnhäute: Aufbau, Funktion und Erkrankungen

Die Hirnhäute (Meningen) sind schützende Bindegewebsschichten, die das Gehirn und das Rückenmark umgeben. Sie gewährleisten Formstabilität und schützen das zentrale Nervensystem vor mechanischen Einflüssen, Volumenänderungen und Temperaturschwankungen. Es lassen sich drei übereinander liegende Schichten unterscheiden, die sich in Aufbau, Anatomie und Funktion unterscheiden.

Entwicklung der Hirnhäute

Die drei Hirnhäute, Dura mater, Arachnoidea mater und Pia mater, entwickeln sich aus dem embryonalen Neuralrohr.

Aufbau der Hirnhäute

Das Gehirn ist von drei Hirnhäuten umgeben, die von außen nach innen wie folgt heißen:

• Dura mater ("harte Hirnhaut")
• Arachnoidea mater ("Spinngewebshaut")
• Pia mater ("weiche Hirnhaut")

Dura mater ("harte Hirnhaut")

Die Dura mater ist die äußerste und dickste Schicht der Hirnhäute. Sie befindet sich direkt unter dem Schädelknochen und besteht aus einer dicken, zähen Membran. Sie wird auch als Pachymeninx bezeichnet. Die Dura mater gibt dem Gehirn Struktur.

Aufbau:

• Die Dura mater besteht aus zwei Schichten: dem Stratum periostale (Stratum fibrosum) und dem Stratum meningeale.
• Das Stratum periostale ist die äußerste, oberflächliche Schicht, die aus straffem Bindegewebe und elastischen Fasern besteht. Es kleidet als äußerste Schicht die Innenfläche des Schädels aus und stellt gleichzeitig dessen Periost dar. Dieses Periost ist bis ins Jugendalter hinein noch fest mit dem Schädelknochen verwachsen. Dadurch wird sichergestellt, dass sich der kindliche Schädel, dessen einzelne Knochen noch durch weiche Nähte getrennt sind, nicht verformen kann. Beim Erwachsenen dann lässt sich das Periost leicht vom Knochen lösen - nur an der Schädelbasis bleibt es immer fest mit dem Knochen verbunden.
• Das Stratum meningeale ist die innere Schicht, die dicht an der Arachnoidea anliegt und sich dort in die lappenartige Faltenstruktur teilt. Sie ist dünn und weniger fest verbunden.

Besonderheiten:

• Zwischen den Durablättern befinden sich die Sinus durae matris, die venösen Blutgefäße des Gehirns. Sie sorgen für den Transport des venösen Blutes aus dem Schädel und übernehmen eine Drainage-Funktion des Rückenmarks und des Gehirns.
• Die Dura mater ist reich an Blutgefäßen und Schmerzrezeptoren. Die Dura Mater wird über drei Arterien versorgt, die der äußeren Halsschlagader entspringen. Durch den fünften Hirnnerv ist die sensitive Versorgung der Meningen sichergestellt. Sie gehört zu den empfindlichsten der drei Hirnhäute, da sie mit zahlreichen Schmerzrezeptoren ausgestattet ist. Durch den hohen Anteil peptiderger Axone (Crpg, Substanz P) im Bereich der Hirnhaut, steht sie mit Kopfschmerzformen wie der Migräne im Zusammenhang, auch wenn die genauen Pathomechanismen für dieses Krankheitsbild noch nicht endgültig geklärt sind. Die hohe Dichte der Schmerzrezeptoren erklärt auch die starken Kopfschmerzen bei einer Reizung der Meningen durch Blut, das sich bei einer Subarachnoidalblutung zwischen den Hirnhautblättern ausbreitet. Auch Entzündungen der Hirnhäute sind häufig mit starken Kopf- und Nackenschmerzen verbunden.
• Die Dura mater bildet Duplikaturen, die trennend zwischen die beiden Großhirnhälften und zwischen Großhirn und Kleinhirn vorspringen: die Hirnsichel (Falx cerebri), die Kleinhirnsichel (Falx cerebelli) und das Kleinhirnzelt (Tentorium cerebelli). Als erste unter den Duralfalten zu nennen, ist die Falx cerebri, die Großhirnsichel, eine zwischen den beiden Großhirnhemisphären midsagittal gestellte Duraplatte. Durch die Falx werden die beiden Hemisphären in die rechte und linke Großhirnhälfte unterteilt. Des Weiteren ist das Kleinhirn vom Okzipitallappen durch das Tentoriumcerebelli, das Kleinhirnzelt, getrennt. Eine weitere, sehr variable Duraplatte, ist die Falxcerebelli, die Kleinhirnsichel. Zudem ist noch das Diaphragma sellae zu erwähnen. Dieses Durablatt spannt sich zwischen den vorderen und hinteren Processus clinoidei über die Fossa hypophysialis aus, in deren Mitte sich ein Loch für den Durchtritt des Hypophysenstiels befindet. Eine der weiteren Falten der Dura an der Schädelbasis, ist das Cavum trigeminale, auch Meckel‘s Cave genannt. Sie befindet sich an der Vorderfläche des Felsenbeins am Boden der mittleren Schädelgrube und umschließt das Ganglion trigeminale. Sie besitzt eine Öffnung für den Nervustrigeminus, den 5.

Funktionen:

• Schutz des Gehirns und des Rückenmarks vor äußeren Einflüssen wie Vibrationen und Stößen.
• Strukturgebung des Gehirns und Sicherstellung der richtigen Lage der Gehirnteile. Außen schützt sie den Schädel in der Wachstumsphase vor Verformungen und innen gleicht sie die in Folge von Atmung und Herzschlag entstehenden Volumenschwankungen des Gehirns aus.
• Barriere zwischen Gehirn und Schädeldecke, die vor der Ausbreitung bakterieller Infektionen schützt.
• Ableitung des venösen Blutes aus dem Gehirn.

Arachnoidea mater ("Spinngewebshaut")

Die Arachnoidea mater ist die mittlere der drei Hirnhäute. Sie wird auch als Leptomeninx encephali bezeichnet, wenn sie zusammen mit der Pia mater betrachtet wird.

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Aufbau:

• Die Arachnoidea mater ist eine dünne, spinnwebenartige Schicht, die aus Bindegewebe besteht.
• Sie bildet die äußere Schicht des Subarachnoidalraums.
• Sie spannt sich über das Gehirn aus, ohne in die Furchen zu ziehen. Sie folgt der Kontur des Gehirns, ohne in die Furchen zu ziehen und besitzt keine eigene Blutversorgung.
• Sie besteht aus Arachnoidalsepten, die sich wie ein Netz zwischen Arachnoidea und Pia mater ausbreiten und diese trennen.
• Von der Spinnenwebenhaut gehen knopfförmige Ausdehnungen in die Blutleiter der harten Hirnhaut ab. Diese knopfförmigen Ausdehnungen nennt man Arachnoidalzotten und versorgen die Spinnwebenhaut mit Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit.

Funktionen:

• Abdichtung des Liquorraums nach außen und Bildung einer natürlichen Barriere. Die Arachnoidea mater dichtet den Liquorraum nach außen ab und bildet auf diese Weise eine natürliche Barriere.
• Resorption des Liquors aus dem Subarachnoidalraum und Abgabe ins Blut über die Arachnoidalzotten. Über diese Arachnoidalzotten wird der Liquor aus dem Subarachnoidalraum resorbiert und ins Blut abgegeben.

Pia mater ("weiche Hirnhaut")

Die Pia mater ist die innerste der drei Hirnhäute. Sie wird auch als Leptomeninx encephali bezeichnet, wenn sie zusammen mit der Arachnoidea mater betrachtet wird.

Aufbau:

• Die Pia mater ist eine von Gefäßen durchzogene, glänzende Schicht, die direkt auf dem Gehirn aufliegt.
• Sie folgt all seinen Windungen und Furchen.
• Sie besteht aus zwei Schichten: Lamina interna piae und Lamina externa piae.
• Sie ist stark vaskularisiert und versorgt das Rückenmark mit Blut.

Funktionen:

• Teil der Gefäßknäuel namens Plexus choroidei, die in den Ventrikeln Liquor absondern. Die Pia mater ist Teil der Gefäßknäuel namens Plexus choroidei, die in den Ventrikeln Liquor absondern.
• Transport des Liquors. Die Pia Mater ist für den Liquor-Transport verantwortlich, der sich zwischen ihr und der Spinngewebshaut befindet.
• Versorgung des Gehirns mit Blut.

Die Zwischenräume der Hirnhäute

Die Räume zwischen den Hirnhäuten werden als Epiduralraum, Subduralraum und Subarachnoidalraum bezeichnet.

• Epiduralraum: Raum zwischen der Dura mater und dem Schädelknochen bzw. dem Wirbelkanal. Im Bereich des Rückenmarks liegt zwischen der Dura und der Knochenhaut (Periost), die den Wirbelkanal auskleidet, ein ringförmiger Spalt, der Epiduralraum (Cavitas epiduralis). In diesen Raum wird bei einer epiduralen Narkose ein Betäubungsmittel eingebracht. Kommt es im Rahmen eines Schädelhirntraumas zu einer Verletzung der A. meningeamedia, blutet es in den Epiduralraum ein. Blutungen in diesem Raum können sich schnell vergrößern und führen so zu einem erhöhtem Hirndruck, der zu Hirnschäden und zum Tod führen kann. Therapeutisch muss bei einem raumfordernden Epiduralhämatom eine schnelle operative Entlastung mit Hämatomausräumung stattfinden. Hierzu wird eine Schädeleröffnung mit einem Trepan wie dem evoDrill von evonos und eine anschließende Kraniotomie durchgeführt. Das der Dura aufliegende Blut wird entfernt und die Hirnhaut mit Hochnähten am Knochen fixiert. Der entnommene Knochendeckel kann anschließend meist wieder eingesetzt und mit Knochenplättchen fixiert werden. Für diese kranielle Befestigung bietet evonos mit evoFix von evonos ein breites Sortiment unterschiedlicher Plättchen an.
• Subduralraum: Kapillarer Spaltraum zwischen der Dura mater und der Arachnoidea mater. Unterhalb der Dura mater liegt ein enger Raum, der Subduralraum, der die Dura mater von der mittleren der drei Hirnhäute, der Arachnoidea (Spinngewebshaut), trennt. Auch in diesem kapillaren Spaltraum kann es zu Einblutungen kommen, man spricht dann von einem Subduralhämtom. Es kann sich bei Verletzungen von kleinen Brückenvenen über Wochen entwickeln, aber auch akut im Rahmen eines Schädelhirntraumas entstehen. Auch hier ist eine schnelle operative Entlastung notwendig, da es sonst durch den Shift des Gehirns zu einer Einklemmung kommen kann. Der Schädel muss durch eine Kraniotomie eröffnet werden, danach die darunter liegende Dura mater und anschließend kann das sichtbare Blut entfernt werden.
• Subarachnoidalraum: Raum zwischen der Arachnoidea mater und der Pia mater. Hier befindet sich die Hirn-Rückenmarksflüssigkeit (Liquor cerebrospinalis), auch Nervenwasser genannt. Die Arachnoidea ist von der Pia mater durch den Subarachnoidalraum getrennt. Dieser ist mit Liquor (CSF) gefüllt und wird von bindegewebigen Kollagenfaserbündeln, den Arachnoidaltrabekeln durchzogen, welche die beiden Schichten miteinander verbinden. Im Bereich des Rückenmarks ist der Spaltraum (subarachnoidale Spaltraum) besonders weit. Die beiden Seitenventrikel der Großhirnhemisphären stehen in Verbindung mit dem in der Mitte gelegenen dritten Ventrikel des Zwischenhirns; von hier führt der Aquädukt zum vierten Ventrikel. Dieser steht über drei Öffnungen mit dem subarachnoidalen Raum (Spaltraum) zwischen Kleinhirn und verlängertem Mark in Verbindung. Der klare, farblose Liquor füllt auch den subarachnoidalen Spaltraum im Bereich des Schädels und des Rückenmarks, so dass ein Flüssigkeitsmantel das ganze Gehirn und Rückenmark umgibt. Der Liquordruck beträgt im Liegen 7-12 cm Wassersäule. Das gesamte Volumen von Ventrikelsystem und Subarachnoidalraum liegt bei etwas 125 ml. Ungefähr das Vierfache dieser Menge wird täglich in den Hirnventrikeln produziert. Bei Erkrankungen kann der Liquordruck und die Zusammensetzung des Liquors in typischer Weise verändert sein. Unterhalb des Conus medullaris ist dieser Raum vergrößert, man spricht von der Cisterna lumbalis, in der sich die Caudaequina befindet. Aus diesem Raum kann Hirnflüssigkeit gut entnommen werden. Dazu wird unter sterilen Bedingungen mit einer Nadel zwischen den Dornfortsätzen der unteren Wirbel eingegangen. Die Hirnwasserentnahme kann Aufschlüsse über chronische neurologische Erkrankungen geben, während die Beschaffenheit des Liquors Hinweise auf eine Entzündung, wie eine Meningitis, geben kann.

Erkrankungen der Hirnhäute

Die Hirnhäute können von verschiedenen Erkrankungen betroffen sein, darunter:

• Hirnhautentzündung (Meningitis): Eine Entzündung der Hirnhäute, die meist bakteriell, viral oder parasitär bedingt ist. Eine Meningitis ist eine Entzündung der Hirnhäute, die das Gehirn und Rückenmark umgeben. Diese Erkrankung kann lebensbedrohlich sein und erfordert sofortige medizinische Behandlung. Eine Meningitis kann durch verschiedene Erreger verursacht werden: Bakterien, Viren (oft weniger schwerwiegend), Pilze (selten, insbesondere bei Menschen mit geschwächtem Immunsystem), Parasiten und andere Mikroorganismen (auch selten). Die Diagnose wird durch klinische Untersuchung, Bluttests und eine Lumbalpunktion gestellt, bei der eine Probe des Liquors entnommen und untersucht wird. Ungeachtet ihrer Ursache äußert sich eine Meningitis üblicherweise durch Symptome wie Kopfschmerzen, Fieber, Schwindel und Nackensteifigkeit. Auch neurologische Ausfälle sind bei einer Hirnhautentzündung möglich. Unbehandelt kann es bei einer Hirnhautentzündung zu lebensbedrohlichen Komplikationen wie zum Beispiel einer Blutvergiftung (Sepsis) kommen, die im schlimmsten Fall tödlich endet. Entzündungen des Gehirns mit Ausbreitung auf die Hirnhäute werden meist Meningoenzephalitis genannt.
• Epiduralblutungen: Blutungen zwischen der Dura mater und dem Schädel, die häufig durch Traumata verursacht werden. Ein direktes Trauma des Kopfes kann sogenannte Epiduralblutungen zur Folge haben. Diese Blutungen zwischen der Dura mater und dem Schädel führt häufig zu einer Veränderung des Bewusstseinszustands.
• Subduralblutungen: Blutungen zwischen der Dura mater und der Arachnoidea mater, die häufig durch Traumata verursacht werden. Blutungen zwischen der Dura mater und der Arachnoidea mater sind häufig die Folge von Kindesmisshandlungen, Stürzen, Fahrrad- oder Autounfällen.
• Sinusvenenthrombose: Blutgerinnsel in den venösen Sinus, die einen hämorrhagischen Infarkt oder ein Hirnödem verursachen können. Nach einem Trauma (und auch nach einer Infektion) kann sich in den venösen Sinus ein Blutgerinnsel bilden. Diese sogenannte Sinusvenenthrombose kann einen hämorrhagischen Infarkt oder ein Hirnödem verursachen.
• Meningeome: Neoplasien im Bereich der Hirnhäute, die in der Regel gutartig sind. Neoplasien im Bereich der Hirnhäute (Meningen) werden als Meningeome bezeichnet. Hierbei handelt es sich um langsam wachsende, in der Regel gutartige Tumore. In seltenen Fällen können sie allerdings auch atypisch bzw. maligne sein. Symptome treten nur dann auf, wenn der Tumor auf die benachbarten Bereiche drückt. Je nach Position können daraus unterschiedliche Auffälligkeiten und Beschwerden resultieren. Ein Meningeom ist ein Tumor, der von den Hirnhäuten ausgeht. Diese Tumore sind in der Regel gutartig, können aber durch ihr Wachstum Druck auf das Gehirn und das Rückenmark ausüben. Die Symptome eines Meningeoms hängen von der Lage und Größe des Tumors ab: Kopfschmerzen, Sehstörungen, Hörverlust oder Ohrgeräusche, Schwäche oder Lähmungen in den Gliedmaßen, kognitive oder Verhaltensänderungen. Die Diagnose erfolgt durch bildgebende Verfahren wie MRT oder CT-Scans.
• Meningeale Karzinomatose: Eine schwere Komplikation, bei der sich Krebszellen in den Hirnhäuten ausbreiten. Meningeale Karzinomatose ist eine schwere und oft tödliche Komplikation, bei der sich Krebszellen in den Hirnhäuten ausbreiten. Eine meningeale Karzinomatose tritt typischerweise bei fortgeschrittenen Stadien bestimmter Krebsarten auf: Brustkrebs, Lungenkrebs, Melanom, Magen-Darm-Krebs. Die Diagnose wird durch eine Kombination aus bildgebenden Verfahren (MRT, CT) und der Analyse des Liquors nach Tumorzellen gestellt.
• Arachnoiditis: Eine chronische Entzündung der Arachnoidea, die zu anhaltenden Schmerzen und neurologischen Ausfällen führen kann. Neben der Meningitis gibt es noch weitere, leider nicht gleichsam bekannte und erforschte Erkrankungen der Meningen. Eine davon ist die chronische Entzündung der Arachnoidea (= Arachnoiditis). Wer von dieser Erkrankung betroffen ist, leidet an anhaltenden Schmerzen im unteren Rückenbereich, im Rumpf, in Armen und Beinen. Darüber hinaus können Gleichgewichtsstörungen, Taubheitsgefühle, Sehschwäche und eine Störung der Blasen-, Darm und Sexualfunktion auftreten.

Schmerzen der Hirnhäute

Schmerzen der Hirnhäute können verschiedene Ursachen haben, da diese empfindlichen Gewebe auf Entzündungen, Infektionen, Tumore oder andere Reizungen reagieren können.

Diagnose

Die Diagnose von Erkrankungen der Hirnhäute erfolgt in der Regel durch eine Kombination aus:

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• Klinischer Untersuchung
• Bildgebenden Verfahren: MRT oder CT-Scans
• Lumbalpunktion: Entnahme und Untersuchung von Liquor

Behandlung

Die Behandlung von Erkrankungen der Hirnhäute richtet sich nach der jeweiligen Ursache. Sie kann beispielsweise umfassen:

• Antibiotika: Bei bakterieller Meningitis
• Antivirale Medikamente: Bei viraler Meningitis
• Chirurgische Entfernung: Von Tumoren oder Blutgerinnseln
• Strahlentherapie: Bei bösartigen Tumoren
• Chemotherapie: Bei manchen Tumoren
• Schmerzmittel: Zur Linderung von Schmerzen

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