Das Gehirn, als energiehungriges Organ mit begrenzter Speicherkapazität, ist essentiell auf eine kontinuierliche und bedarfsgerechte Blutversorgung (CBF) angewiesen. Diese wird durch ein komplexes System von Hirnarterien sichergestellt, die den Temporallappen und andere Hirnregionen versorgen.
Zerebrale Autoregulation und Blutflusssteuerung
Um eine konstante Blutversorgung des Gehirns zu gewährleisten, findet eine zerebrale Autoregulation statt. Diese ermöglicht zwischen 50 und 180 mmHg des peripheren Blutdrucks eine Anpassung des Gefäßtonus durch das vegetative Nervensystem und lokale Signalmoleküle. Die zuführenden Gefäße sind von einem Geflecht aus Nervenfasern umgeben, die den Blutzufluss regulieren. Zusätzlich kann die Durchblutung einzelner Hirnbereiche durch vasoaktive Substanzen wie Stickstoffmonoxid (NO) an die Aktivität angepasst werden. Der Circulus arteriosus cerebri, auch Willis-Kreis genannt, ermöglicht durch Kurzschlüsse der Stromgebiete eine Umverteilung des Blutflusses zwischen den Hemisphären.
Die zentralen Hirnarterien und ihre Versorgungsgebiete
Die Blutversorgung des Gehirns erfolgt hauptsächlich über zwei Quellen: die Arteriae carotides internae (ACI) und das vertebrobasiläre System.
Arteria carotis interna (ACI)
Die ACI entspringt der A. carotis communis und versorgt nach ihrem Eintritt in den Schädel einen Großteil des Gehirns. Sie wird in sieben Segmente (C1-C7) unterteilt und gibt zahlreiche Äste ab, die verschiedene Hirnregionen versorgen. Die ACI versorgt den gesamten Frontal- und Parietallappen, den anterolateralen Temporallappen, die Hypophyse und das Auge. Anatomische Variationen der ACI treten in etwa 30 % der Fälle auf.
Aufteilung der ACI
Die ACI teilt sich in ihre Endäste, die Arteria cerebri media (MCA) und die Arteria cerebri anterior (ACA).
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Arteria cerebri media (MCA)
Die MCA ist der stärkste Ast der ACI und setzt deren Verlaufsrichtung fort. Sie zieht nach lateral in den Sulcus lateralis (Sylvische Fissur) und versorgt einen großen Teil des Gehirns. Anatomisch und klinisch werden vier bis fünf Gefäßabschnitte (M1-M4/M5) unterschieden.
Versorgungsgebiet der MCA
Die MCA versorgt die Basalganglien (ohne Caput nuclei caudati), das Knie der Capsula interna, die Inselrinde sowie große laterale Anteile des Frontal-, Parietal- und Temporallappens.
Klinische Relevanz der MCA
Infarkte im Bereich der MCA sind häufig und führen aufgrund der Beteiligung der Capsula interna zu einer kontralateralen Hemiparese. Die M4-Äste versorgen den Gyrus praecentralis und den Gyrus postcentralis fast bis zur Mantelkante, was bei einer Schädigung eine kontralaterale brachiofazial betonte Parese bzw. Hypästhesie verursacht. Ein Schlaganfall (Infarkt) manifestiert sich am häufigsten im Mediastromgebiet.
- kontralaterale brachiofaziale sensomotorische Hemisymptomatik
- Aphasie und Apraxie
- kontralateraler Hemineglect
- Wernicke-Mann-Gangbild
Arteria cerebri anterior (ACA)
Die ACA verläuft als dünnerer Ast der ACI medial über dem Nervus opticus nach rostral und tritt in die Fissura longitudinalis ein, wo beide ACA über die Arteria communicans anterior (ACoA) miteinander verbunden sind. Die ACoA ist eine häufige Prädilektionsstelle für Aneurysmen.
Versorgungsgebiet der ACA
Die ACA versorgt den medialen Frontal- und medialen Parietallappen sowie die basalen Vorderhirnstrukturen.
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Klinische Relevanz der ACA
Bei einem Verschluss der ACA sind die Gyri prae- und postcentralis mit ihren medialen Anteilen betroffen, was überwiegend eine beinbetonte Parese und Hypästhesie bedingt.
Vertebrobasiläres System
Das vertebrobasiläre System besteht aus den Arteriae vertebrales (VA) und der Arteria basilaris.
Arteriae vertebrales (VA)
Die VAs entspringen der Arteria subclavia und vereinigen sich am Ponsunterrand zur Arteria basilaris. Sie versorgen den Hirnstamm, das Kleinhirn, den Okzipitallappen und Teile des Temporallappens.
Arteria basilaris
Die Arteria basilaris verläuft auf dem vorderen Hirnstamm aufgelagert und teilt sich am pontomesenzephalen Übergang in die paarigen Arteriae cerebri posteriores (PCA).
Klinische Relevanz des vertebrobasilären Systems
Ein Verschluss der Arteria basilaris kann zu einem Ponsinfarkt mit dem klinischen Bild eines "Locked-in-Syndroms" führen.
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Arteria cerebri posterior (PCA)
Die PCA versorgt den Okzipitallappen und den basalen Teil des Temporallappens sowie kaudale Abschnitte von Striatum und Thalamus. Sie verzweigt sich an der medialen Fläche des Okzipitallappens und an der mediobasalen Fläche des Temporallappens.
Versorgungsgebiet der PCA
Die PCA versorgt den Okzipitallappen und den basalen Teil des Temporallappens sowie kaudale Abschnitte von Striatum und Thalamus.
Klinische Relevanz der PCA
Ein ischämischer Schlaganfall im Posteriorstromgebiet kann zu einer kontralateralen homonymen Hemianopsie führen, da die Arteria calcarina die Area striata in 25 % allein versorgt. Posteriorinfarkte führen oft zur Hemianopsie für das Gesichtsfeld der gegenüberliegenden Seiten auf beiden Augen. Manchmal sind Gefühlsstörungen auf der gegenüberliegenden Köperhälfte mit vorhanden. Bei Durchblutungstörungen im Bereich der rechten Arteria cerebri posterior kommt es häufig zum Neglect und zur Desorientierheit, linksseitig zu Schwierigkeiten beim Lesen und beim Benennen von Farben. Beidseitige Posteriorinfarte verursachen häufig beidseitige Gesichtsfelddefekte bis hin zur kortikalen Blindheit, schwere Störungen des Kurzzeitgedächtnisses und starke Unruhe.
Kleinhirnarterien (Aa. cerebelli)
Das Kleinhirn wird von drei paarigen Arterien versorgt:
- A. cerebelli superior (SUCA)
- A. cerebelli inferior anterior (AICA)
- A. cerebelli inferior posterior (PICA)
Der Temporallappen und seine arterielle Versorgung im Detail
Der Temporallappen, als anteriore/inferiore Anteil des supratentoriellen Gehirns, spielt eine wichtige Rolle für auditive Verarbeitung, Gedächtnis und olfaktorische Wahrnehmung.
Arterielle Versorgung
Der Temporallappen wird hauptsächlich durch Äste der MCA und der PCA versorgt:
- Laterale Anteile: Äste der MCA
- Basale Anteile: Äste der PCA, insbesondere die Äste, die sich an der mediobasalen Fläche des Temporallappens verzweigen.
- Anterolateraler Temporallappen: ACI
Klinische Bedeutung der vaskulären Versorgung des Temporallappens
Aufgrund seiner komplexen vaskulären Versorgung ist der Temporallappen anfällig für ischämische Schäden. Infarkte in den Versorgungsgebieten der MCA oder PCA können zu unterschiedlichen neurologischen Defiziten führen, abhängig von der genauen Lokalisation und Ausdehnung des Infarkts.
Der Circulus arteriosus cerebri (Willis-Kreis)
Der Circulus arteriosus cerebri, auch Willis-Kreis genannt, ist ein arterieller Gefäßring an der Hirnbasis, der die Stromgebiete der ACI und des vertebrobasilären Systems miteinander verbindet. Er stellt eine wichtige Kollateralverbindung dar, die bei Verschluss einer der zuführenden Arterien die Blutversorgung des Gehirns aufrechterhalten kann. Der Circulus arteriosus willisii stellt einen Kreislauf des arteriellen Blutes dar und hat viele anatomische Varianten. Der Kreis wird über Anastomosen zwischen dem vorderen und hinteren Arteriensystem gebildet, die das Gehirn mit arteriellem Blut versorgen. Diese Dualität bietet ein Sicherheitsnetz, wenn eines der Systeme durch Okklusion, Trauma oder einen neoplastischen Prozess versagt.
Bestandteile des Willis-Kreises
Der Willis-Kreis besteht aus folgenden Komponenten:
- Arteria communicans anterior (ACoA)
- Arteriae cerebri anteriores (ACA)
- Arteriae carotides internae (ACI)
- Arteriae communicantes posteriores (PCoA)
- Arteriae cerebri posteriores (PCA)
Venöse Drainage des Gehirns
Das Blut verlässt das Gehirn passiv über Venen, die in venöse Sinus münden und letztlich in die Vena jugularis interna überleiten. Hirnvenen und die venösen Sinus besitzen keine Klappen.
Oberflächliches und tiefes Venensystem
Kleinere Venen aus dem Parenchym speisen zwei Systeme:
- Oberflächliches System: Venae cerebri superficiales im Subarachnoidalraum auf der Hirnoberfläche
- Tiefes System: Sammelt das Blut aus den tiefen Hirnanteilen in die Vena cerebri interna und die Vena basalis (Rosenthal)
Venöser Kreislauf
Der venöse Kreislauf ist durch die Verbindung der beiden Venae anteriores cerebri durch die Vena communicans anterior gekennzeichnet. Weitere venöse Drainage erfolgt über die paarige Vena interna cerebri sowie die paarige Vena basilaris in die Vena magna cerebri (Galeni). Alle Venensysteme und die Sinus durae matris dränieren in die Venae jugulares internae.
Klinische Aspekte von Gefäßerkrankungen des Gehirns
Erkrankungen der Hirngefäße können zu schwerwiegenden neurologischen Ausfällen führen. Zu den wichtigsten Erkrankungen gehören:
- Intrakranielle Aneurysmen: Abnormale Erweiterungen der Arterienwand im ZNS, die rupturieren und zu einer Subarachnoidalblutung führen können.
- Arterielle Dissektionen: Verlust der Intaktheit der Arterienwandstruktur, was zu Aneurysma, Stenose oder Verschluss führen kann.
- Subclavian-Steal-Syndrom: Umkehr des Blutflusses in der Arteria vertebralis aufgrund einer Verengung/Verschluss der Arteria subclavia.
- Apoplex (Schlaganfall): Ischämischer oder hämorrhagischer Insult des Gehirns.
- Hirnblutungen: Einblutungen im Schädelinneren, die in intrazerebrale und extrazerebrale Blutungen unterteilt werden.
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