Liquor cerebrospinalis: Wo genau fliesst die Gehirn-Rückenmark-Flüssigkeit?

Das Gehirn und Rückenmark, sehr empfindliche Gewebe, sind zum Schutz und zur Versorgung mit Nährstoffen von einer Flüssigkeit umspült. Diese Flüssigkeit wird Gehirn-Rückenmark-Flüssigkeit, Nervenwasser oder Liquor genannt. Der Liquor cerebrospinalis ist die Gehirn-Rückenmarksflüssigkeit - also jene Flüssigkeit, die in den Liquor-Räumen des Gehirns und des Wirbelkanals zirkuliert. Sie stellt einen wichtigen Schutz für das Gehirn und das Rückenmark dar. Druck von außen wird durch die Flüssigkeitsummantelung des Gehirns abgeschwächt, und eine Überwärmung des empfindlichen Zentralen Nervensystems kann durch das Hirnwasser abgeleitet werden.

Zusammensetzung und Funktion des Liquors

Liquor ist eine klare, eiweiß- und zellarme Flüssigkeit, die sich teilweise in den Ventrikeln (Hirnkammern) befindet und Gehirn sowie Rückenmark umgibt. Ein Erwachsener hat etwa 130 bis 150 Milliliter Liquor. Etwa ein Viertel davon sind in den Hirnkammern (Ventrikeln), und drei Viertel umgeben als umhüllender Flüssigkeitsmantel das Gehirn und das Rückenmark.

Der Liquor cerebrospinalis ist eine klare, farblose, eiweiß- und zellarme Flüssigkeit. Ein Erwachsener hat etwa 130 bis 150 Milliliter Liquor. Etwa ein Viertel davon sind in den Hirnkammern (Ventrikeln), und drei Viertel umgeben als umhüllender Flüssigkeitsmantel das Gehirn und das Rückenmark. Täglich werden etwa 500 bis 700 Milliliter Liquor neu gebildet. Über die Granulationes arachnoidales (Wucherungen der Arachnoidea) und Nervenwurzeln wird so viel davon weit resorbiert, dass die Gesamtmenge an zirkulierendem Liquor 150 bis 200 Milliliter nicht übersteigt.

Die Gehirn-Rückenmarksflüssigkeit dient dem Stoffwechsel der Nervenzellen von Gehirn und Rückenmark. Sie ist auch für deren mechanischen Schutz zuständig: Der Liquor bewahrt das empfindliche Nervengewebe vor Verformung durch äußere Einflüsse und kann für einen schnellen Druckausgleich im Liquorsystem sorgen. Außerdem sorgt der Liquor cerebrospinalis im Gehirn und Rückenmark für Wärmeschutz. Die Gehirn-Rückenmarksflüssigkeit ist zudem der Ursprung der Perilymphe. Das ist die wässrige Flüssigkeit im Innenohr.

Die wichtigste Funktion des Liquor cerebrospinalis ist der Schutz von Gehirn und Rückenmark. Diese schweben nach dem Prinzip des Auftriebs mehr oder weniger in der Flüssigkeit, was eine Stoßdämpfung zu allen Seiten hin ermöglicht. Darüber hinaus ermöglicht der Liquor mit seiner vom Blutplasma abweichenden Zusammensetzung die Homöostase im Hirn, also die Verhältnisse, die für die Funktion von Signalwegen, beispielsweise über Ionenkanäle, sorgen. Die Hirnflüssigkeit selbst ist klar und im physiologischen Zustand annährend zellfrei. Im physiologischen Zustand ist der Proteingehalt des Hirnwassers außerdem im Verhältnis zum Blutplasma stark erniedrigt.

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Die Blut-Liquor-Schranke

Die Blut-Liquor-Schranke wird von den Zellverbindungen des Plexus choroideus (Tight junctions) gebildet, der sich an den Seiten und am Dach der Hirnventrikel befindet. Sie trennt das Blut vom Liquorsystem. Durch die Blut-Hirn-Schranke, die aus den Wänden und der Basalmembran des Plexus und Ausläufern von Astrozyten besteht, werden nur einige Bestandteile des Blutes gelassen.

Produktion und Kreislauf des Liquors

Der Liquor wird in den Plexus chorioidei (Adergeflechten) von speziellen Epithelzellen in den Hirnkammern gebildet. Durch Öffnungen im III. Ventrikel (Foramina interventricularia) mit Verbindungen zum jeweiligen Seitenventrikel und durch den Aquaeductus cerebri (liquorhaltige Verbindung zwischen den Ventrikeln) gelangt der Liquor dann zum IV. Ventrikel. Von dort fließt er durch verschiedene Öffnungen und Zwischenräume in den Subarachnoidalraum - den spaltförmigen Zwischenraum zwischen der mittleren Hirnhaut (Arachnoidea) und der inneren Hirnhaut (Pia mater).

Das Gehirn besteht nicht aus einer kompakten Masse, sondern hat vier Hohlräume - sogenannte Ventrikel - die über Durchgänge (Foramen und Aquedukte) miteinander verbunden sind. Dieses sogenannte innere Liquorsystem ist mit einem äußeren Liquorsystem im Subarachnoidalraum verbunden. Das innere Liquorsystem des Rückenmarks ist der Canalis centralis. Die Hirnflüssigkeit unterliegt dabei einem Kreislauf: Sie wird im Plexus choroideus gebildet, der die Ventrikel seitlich und am Dach bedeckt. Sie zirkuliert von innen nach außen über die Apertura mediana und die Aperturae laterales.

Der Weg des Liquors im Detail

Der Liquor fließt über verschiedene Hohlräume in den schmalen Zwischenraum, den die mittlere Hirnhaut und die innere Hirnhaut bilden. Von hier aus umspült der Liquor aufsteigend als Gehirnflüssigkeit (Hirnwasser) das Gehirn, absteigend als Rückenmarksflüssigkeit das Rückenmark. In der Mitte des Rückenmarks befindet sich ein Hohlraum, der Canalis centralis, der mit Liquor cerebrospinalis gefüllt ist. Wie das Gehirn auch umgeben die drei Hirnhäute das Rückenmark. Im Subarachnoidalraum ist der Liquor, der das ZNS umfließt.

Liquordiagnostik und Lumbalpunktion

Die Zusammensetzung des Liquors lässt sich klinisch gut für die Diagnostik von verschiedenen Erkrankungen nutzen. Die Liquorpunktion führt man meist in Form einer Lumbalpunktion im Bereich der Cauda equina - der fädenförmigen Verlängerung des Rückenmarks nach kaudal - zwischen Lendenwirbelkörper 3 und 4 oder 4 und 5 durch. Auch eine Entnahme in der Cisterna cerebellomedullaris (magna) unter dem Kleinhirn ist möglich, wird aber auf Grund des hohen Verletzungsrisikos nur selten durchgeführt. Im Subarachnoidalraum entnimmt man 2 bis 4 ml Liquor. Vor der Liquorentnahme muss man sowohl erhöhten Hirndruck als auch - etwa bei komatösen Patienten/-innen - eine Raumforderung im ZNS ausschließen.

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Viele Patienten werden von niedergelassenen Kollegen zur Lumbalpunktion in die Klinik eingewiesen. Einige haben Angst vor der Untersuchung. Dabei ist der Eingriff Routine und verläuft in der Regel absolut komplikationslos. Die Liquorpunktion führt man meist in Form einer Lumbalpunktion im Bereich der Cauda equina - der fädenförmigen Verlängerung des Rückenmarks nach kaudal - zwischen Lendenwirbelkörper 3 und 4 oder 4 und 5 durch. Auch eine Entnahme in der Cisterna cerebellomedullaris (magna) unter dem Kleinhirn ist möglich, wird aber auf Grund des hohen Verletzungsrisikos nur selten durchgeführt. Im Subarachnoidalraum entnimmt man 2 bis 4 ml Liquor.

Bei einer Lumbalpunktion sticht der Arzt, meist unter örtlicher Betäubung, mit einer sehr feinen und langen Hohlnadel zwischen zwei Wirbeln der Lendenwirbelsäule in den Nervenwasserkanal ein. Dort ist der Raum, der die Gehirn-Rückenmark-Flüssigkeit (Liquor) enthält, am besten zu erreichen. Im Rahmen einer Behandlung können auch Medikamente (Zytostatika) an dieser Stelle eingespritzt werden. Der Patient wird entweder im Sitzen oder in Seitenlage punktiert. Nach der Punktion muss er in der Regel für einige Zeit (circa zwei Stunden) in Kopftieflage liegen, damit keine Kopfschmerzen auftreten.

Wann ist eine Lumbalpunktion notwendig?

Die labortechnische Untersuchung des Liquors liefert Hinweise auf Entzündungen (zum Beispiel eine Meningitis), Tumorwachstum, eine Alzheimer-Erkrankung und Hirnblutungen. Störungen der Blut-Liquor-Schranke schlagen sich in einer erhöhten Eiweißkonzentration nieder. Die Entnahme von Liquor erfolgt über eine sogenannte Lumbalpunktion.

Eine Liquordiagnostik wird durchgeführt bei:

• Bakteriellen Entzündungen
• Viralen Entzündungen
• Parasitären oder Pilz-Erkrankungen
• Autoimmunerkrankungen zum Beispiel Multiple Sklerose
• Blutungen
• Tumorerkrankungen

Ablauf einer Lumbalpunktion

Sie sitzen entweder vornübergebeugt auf einer Untersuchungsliege. Es ist wichtig, dass Ihre Schultern senkrecht stehen, damit die Wirbelsäule nicht verdreht ist. Die starke Beugung der Wirbelsäule schafft zwischen den Wirbelkörpern genug Platz, damit sich die Punktionsnadel problemlos einführen lässt. Die Ärztin oder der Arzt führt eine feine Hohlnadel im unteren Bereich der Lendenwirbelsäule ein, meist zwischen dem 3. und 4. oder 4. und 5. Lendenwirbel. Die Dornfortsätze der Wirbel können in der unteren Wirbelsäule gut ertastet werden. Damit die Nadel genug Platz findet, müssen die Wirbel möglichst weit auseinandergezogen, der Rücken also stark gebeugt werden. Das geht am besten mit einer Art Katzenbuckel im Sitzen oder seitlich im Liegen.

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Die Haut wird an der Einstichstelle betäubt und desinfiziert. Nach dem Einstich schiebt die Ärztin oder der Arzt die Nadel etwa 3 bis 4 Zentimeter tief zwischen zwei Wirbel bis nahe ans Rückenmark vor. Das Nervenwasser tropft von selbst durch die Hohlnadel in ein Röhrchen. Meistens werden 10 bis 15 Milliliter Nervenwasser entnommen. Mit einem sogenannten Steigrohr, das am Ende der Punktionsnadel aufgesetzt wird, kann auch der Nervenwasserdruck gemessen werden. Dies ist bei einzelnen Fragestellungen zusätzlich sinnvoll. Zum Schluss wird die Nadel vorsichtig herausgezogen und die Einstichstelle mit etwas Druck verbunden, damit sich die Wunde schnell wieder schließt. Insgesamt dauert eine Punktion etwa eine Viertelstunde.

Wichtig ist, danach für mindestens eine Stunde zu liegen, sich ungefähr 24 Stunden zu schonen und viel zu trinken. Weil ein Bluterguss im Wirbelkanal auf Nerven drücken kann, kontrolliert die Ärztin oder der Arzt einige Stunden später die Einstichstelle und ob man die Beine bewegen kann. Normalerweise bleibt man bei einer Lumbalpunktion mindestens 1 Stunde, meist aber bis zu 4 Stunden in der Klinik oder Praxis.

Therapeutische Anwendung der Lumbalpunktion

Die Lumbalpunktion kann nicht nur zur Diagnostik, sondern seltener auch zur Therapie eingesetzt werden.

• Als Lumbalanästhesie (Spinalanästhesie) wird die Lumbalpunktion zur Schmerzstillung bei Operationen genutzt, beispielsweise bei einer Entbindung durch Kaiserschnitt oder bei einer Hüftoperation.
• Medikamente können über die Lumbalpunktionsnadel das Rückenmark direkt erreichen. Diese werden beispielswiese als Chemotherapeutika zur Behandlung von Tumoren eingebracht.
• Beim spontanen Liquorunterdrucksyndrom, das schwere Kopfschmerzen und Unwohlsein in aufrechter Körperhaltung auslöst, kann durch eine Lumbalpunktion circa 20 Milliliter Blut vor den Liquorraum gespritzt werden und eine Heilung herbeiführen.
• Bei einer Differentialdiagnose des Parkinson-Syndroms, dem Normaldruckhydrocephalus, kann eine ausreichende Entnahme von Nervenwasser zu einer Besserung des Gangbildes, der Gedächtnisleistung und einer Harninkontinenz führen.
• Besonders bei jüngeren Frauen kommt die Erkrankung des Pseudotumor cerebri (intrakranielle Druckerhöhung) vor, der sich meist durch Kopfschmerzen und Sehstörungen äußert, die bei fehlender Behandlung zur Erblindung führen können. Hier ist die Lumbalpunktion nicht nur für die Diagnose und dem Nachweis einer erhöhten Liquordruckes sinnvoll, sondern verbessert auch hier die Beschwerden nach Nervenwasserentnahme vorübergehend.

Risiken und Komplikationen einer Lumbalpunktion

Normalerweise birgt die Lumbalpunktion keine größeren Risiken. Im unteren Bereich der Lendenwirbelsäule enthält der Wirbelkanal nur noch Flüssigkeit, da das Rückenmark bereits weiter oben endet. Es kann deshalb nicht verletzt werden. Für kurze Zeit können Schmerzen auftreten: beim Einstich und falls die Nadel tiefer im Gewebe eine Nervenwurzel berührt. Dann strahlt der Schmerz in ein Bein aus, klingt aber sofort wieder ab.

Schwere Komplikationen wie Blutungen oder Infektionen sind extrem selten. Es besteht ein geringes Risiko für einen postpunktionellen Kopfschmerz. Dieser macht sich nur in aufrechter Körperhaltung bemerkbar und heilt nach ein paar Tagen spontan wieder aus. Selten werden auch nach einer Punktion unspezifischer Schwindel, Unwohlsein, Nackensteifigkeit, Lichtscheu oder Ohrgeräusche angegeben.

Einige Stunden oder auch Tage nach der Punktion kann es zu Kopfschmerzen, Übelkeit, einem hohen Puls oder niedrigem Blutdruck kommen. Medizinisch wird dies als „postpunktuelles Syndrom“ zusammengefasst. Diese Nachwirkungen klingen aber in der Regel nach etwa fünf Tagen ab.

Schmerzmittel helfen beim postpunktionellen Kopfschmerz nur wenig, jedoch die Einnahme von Koffeintabletten oder Theophyllin. Am wirksamsten ist ein Blutpatch. Dieser wird nur bei sehr schweren Verläufen angewandt. Ungefähr 20 Milliliter Eigenblut wird über eine Lumbalpunktion an den Nervenwasserraum eingebracht.

Liquorbezogene Erkrankungen

Hydrocephalus

Ein Hydrocephalus, oft auch als „Wasserkopf“ oder früher mit „Gehirnwassersucht” bezeichnet, ist eine Erkrankung, bei der sich übermäßig viel Liquor (Gehirn- und Rückenmarksflüssigkeit) im Schädelinneren ansammelt. Die Hauptursache eines Hydrocephalus ist eine Störung in der Zirkulation des Liquors im Gehirn. Diese Störung kann angeboren sein, wodurch Babys bereits mit dieser Erkrankung zur Welt kommen. Sie kann aber auch im Laufe des Lebens durch bestimmte Ereignisse erworben werden.

Die Hauptursachen für die übermäßige Ansammlung von Liquor im Gehirn sind:

• Unzureichende Absorption von Liquor: Nachdem der Liquor das Gehirn umspült hat, wird er in das venöse Blutsystem aufgenommen. Ist dieser Prozess gestört, etwa durch Entzündungen oder Blutungen, kann sich Nervenwasser ansammeln. Dies ist die häufigste Ursache.
• Behinderung des Liquorabflusses: Eine Blockade kann verhindern, dass Gehirn-Rückenmarksflüssigkeit aus den Hirnkammern abfließen kann. Eine solche Blockade kann durch Tumore, Blutgerinnsel, Membranen (Gewebebrücken) oder Narbengewebe verursacht werden.
• Kommunikationsstörung: Nicht selten fließt der Liquor normal durch die Hirnkammern, kann aber im Subarachnoidalraum nicht richtig zirkulieren, was zu einer Ansammlung führt.
• Verstärkte Produktion von Liquor: In sehr seltenen Fällen wird zu viel Liquor im Gehirn produziert.

Es ist zu beachten, dass die genauen Auslöser des Hydrocephalus in vielen Fällen nicht eindeutig bestimmt werden können, oft wirken auch mehrere Faktoren zusammen.

Dies sind die gängigsten Hydrocephalus-Arten:

• Kommunizierender Hydrocephalus (Hydrocephalus communicans): Der Liquorfluss zwischen den Hirnkammern und dem Subarachnoidalraum ist nicht blockiert. Das Problem liegt meist in der unzureichenden Aufnahme des Liquors. Auslöser können etwa Entzündungen, Blutungen oder Infektionen sein.
• Normaldruckhydrocephalus (NPH, Normal Pressure Hydrocephalus; Sonderform des kommunizierenden Hydrocephalus): Wie der Name schon sagt, ist bei dieser Art der Druck im Schädelinneren normal. Die genaue Ursache des NPH ist oft unbekannt. Hauptsymptome sind Gangunsicherheit, Gedächtnisstörungen oder Inkontinenz.
• Nichtkommunizierender Hydrocephalus (Hydrocephalus occlusus oder obstruktiver Hydrocephalus): Der Liquorfluss ist zwischen den Hirnkammern durch eine Blockade oder Verengung gestört. Dies kann beispielsweise durch einen Tumor, eine Fehlbildung oder durch Entzündungsgewebe verursacht werden.
• Hydrocephalus e vacuo: Hierbei handelt es sich nicht um einen Hydrocephalus im eigentlichen Sinne, sondern um die Folgen einer Hirnatrophie, also der Abnahme des Hirnvolumens.

Zum Erkennen eines Hydrocephalus (Gehirnwassersucht) sind eine sorgfältige medizinische Untersuchung und spezifische bildgebende Verfahren erforderlich. Die Diagnose basiert auf den Anzeichen der Betroffenen, der Anamnese und den Ergebnissen der bildgebenden Diagnostik.

Virale Meningitis

Eine virale Meningitis, also eine Hirnhautentzündung, die durch Viren ausgelöst wird, zeigt sich oft diffus im Liquor, da die Zellzahl und die Proteine leicht erhöht sind, die Glucose- und Laktat annährend gleich bleiben.

Liquorblockade

Als Liquorblockade bezeichnen Mediziner die Behinderung der normalen Liquor-Zirkulation. Mögliche Gründe sind Blutungen, Entzündungen, Tumoren, aber auch ein Bandscheibenvorfall. Bei einer Liquorblockade im Bereich der Ventrikel entwickelt sich ein Hydrocephalus internus, bei einer Blockade im Rückenmark entsteht ein Querschnittssyndrom.

Liquorrhoe

Wenn Liquor aus der Nase oder dem Ohr austritt, sprechen Ärzte von einer Liquorrhoe. Grund ist meist eine Schädelbasisfraktur.

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