CSF Cerebrospinal Fluid

Introduction

Cerebrospinal Fluid (CSF) ist eine klare, plasmaähnliche Flüssigkeit (ein Ultrafiltrat des Plasmas), die das zentrale Nervensystem (ZNS) umspült. Sie nimmt den zentralen Spinalkanal, das Ventrikelsystem und den Subarachnoidalraum ein.

Abbildung 1 zeigt ein 3D-Bild des Liquorkreislaufs, wie er im Inneren des Schädels aussehen würde.

• Der Liquor erfüllt lebenswichtige Funktionen wie: Stützfunktion; Schockabsorber; Homöostase; Ernährung; Immunfunktion.
• Das Liquorvolumen eines Erwachsenen wird auf 150 ml geschätzt, wobei 125 ml in den Subarachnoidalräumen und 25 ml in den Ventrikeln verteilt sind.
• Ependymale Zellen, die die zerebrale Rückenmarksflüssigkeit (CSF) bilden, kleiden die Ventrikel des Gehirns und den zentralen Kanal des Rückenmarks aus
• CSF wird überwiegend vom Plexus choroideus abgesondert, wobei andere Quellen eine weniger gut definierte Rolle spielen; ein Erwachsener produziert zwischen 400 und 600 ml pro Tag.
• Die ständige Sekretion von Liquor trägt dazu bei, dass sich der Liquor bei einem durchschnittlichen jungen Erwachsenen vier bis fünf Mal pro 24 Stunden vollständig erneuert.
• Eine Verringerung des Liquorumsatzes kann zur Anhäufung von Metaboliten beitragen, die bei der Alterung und bei neurodegenerativen Erkrankungen auftreten. Die Zusammensetzung des Liquors ist genau geregelt, und jede Abweichung kann für diagnostische Zwecke genutzt werden.
• Ausstülpungen der Arachnoidea mater (Arachnoidalgranulationen) sind für die Resorption von Liquor in die dural-venösen Sinus verantwortlich.
• Ein Ungleichgewicht zwischen Synthese und Resorption oder eine Behinderung der Zirkulation führt zu einer Liquoransammlung und einem erhöhten intrakraniellen Druck, der als Hydrozephalus bezeichnet wird.
• Liquor kann klinisch durch eine Lumbalpunktion untersucht werden. Mit einer Lumbalpunktion können Ärzte nach Anomalien im Liquor suchen, die bei der Erstellung einer Differentialdiagnose hilfreich sein können.

Struktur und Funktion

1. Stütze – Der Liquor stützt das Gewicht des Gehirns, das auf 1500 g geschätzt wird, und hält es in neutralem Auftrieb mit einem Nettogewicht von etwa 25 g. Dadurch wird die gesamte Hirnmasse gepolstert und vor dem Einquetschen in den knöchernen Schädel geschützt.
2. Stoßdämpfer – Er schützt das Gehirn vor Schäden bei Kopftraumata. Andernfalls können schon leichte Kopfstöße zu schweren Hirnverletzungen führen.
3. Homöostase – Die biochemischen Bestandteile und das Volumen des Liquors spielen eine wichtige Rolle für die Homöostase des Gehirns:

• Aufrechterhaltung einer stabilen intrinsischen ZNS-Temperatur
• Biochemische Bestandteile und Elektrolyte halten den osmotischen Druck aufrecht, der für einen normalen Liquordruck verantwortlich ist, der für die Aufrechterhaltung einer normalen zerebralen Perfusion unerlässlich ist
• Biochemische Abfallprodukte diffundieren in den Liquor und werden entfernt, wenn der Liquor durch die arachnoide Granulation in den venösen Kreislauf resorbiert wird; ein kleiner Prozentsatz des Liquors fließt auch in den Lymphkreislauf ab.

4. Ernährung – Der Liquor enthält Glukose, Proteine, Lipide und Elektrolyte, die für die Ernährung des ZNS wichtig sind.

5. Immunfunktion – Der Liquor enthält Immunglobuline und mononukleäre Zellen.

Das folgende 5-minütige Video ist eine gute Zusammenfassung des Liquors

Ventrikel und Liquor

• Der Liquor wird hauptsächlich von einer Struktur namens Plexus choroideus in den seitlichen, dritten und vierten Ventrikeln produziert.
• Der Liquor fließt vom Seitenventrikel durch das Foramen interventricularis (auch Foramen Monro genannt) in den dritten Ventrikel.
• Der dritte Ventrikel und der vierte Ventrikel sind durch das zerebrale Aquädukt (auch Aquädukt von Sylvius genannt) miteinander verbunden.
• Der Liquor fließt dann durch die Foramina Luschka (es gibt zwei davon) und das Foramen Magendie (nur eines davon) in den Subarachnoidalraum.
• Die Absorption des Liquors in den Blutstrom erfolgt im Sinus sagittalis superior durch Strukturen, die Arachnoidalzotten genannt werden.
  

Wenn der Liquordruck größer ist als der Venendruck, fließt der Liquor in den Blutstrom. Die Arachnoidalzotten wirken jedoch als „Einwegventile“…wenn der Liquordruck geringer ist als der Venendruck, lassen die Arachnoidalzotten KEIN Blut in das Ventrikelsystem fließen

Abbildung 2 zeigt ein Schema der Liquorzirkulation, der Liquorabflusssysteme und der Anatomie der verschiedenen Liquorkompartimente.

Blutversorgung und Lymphgefäße

Der Plexus choroideus ist eine Gruppe von gefensterten Blutkapillaren, die sich im Ventrikelsystem befinden. Der Plexus choroideus synthetisiert hauptsächlich den Liquor.

Achnoide Granulationen sind für die Liquorresorption verantwortlich; sie leiten den Liquor in die dural-venösen Sinus ab.

Der Liquor fließt über Lymphbahnen, die an den Ductus olfactorius angrenzen, in den Lymphkreislauf ab, wenn er die cribriforme Platte durchquert.

Klinische Bedeutung

Hydrozephalus ist ein pathologischer Zustand, bei dem es zu einer abnormalen Ansammlung von Liquor kommt, die durch eine erhöhte Liquorproduktion, eine Blockierung des Flusses oder eine verminderte Absorption verursacht wird. Die Ventrikel dehnen sich aus, um das erhöhte Liquorvolumen aufzunehmen, was zu einer Schädigung des Gehirns führen kann, da sein Gewebe gegen den knöchernen Schädel gedrückt wird. Ein Hydrozephalus kann angeboren oder erworben sein.

Ein Liquorleck ist ein Zustand, bei dem Liquor aus dem Subarachnoidalraum durch ein Loch in der umgebenden Dura entweichen kann. Die Menge an Liquor, die bei einem Leck verloren geht, ist sehr unterschiedlich und reicht von unbedeutenden bis zu sehr großen Mengen.

Syringomyelie aufgrund einer Blockade der Liquorzirkulation.

Meningitis ist eine Erkrankung, bei der sich die Hirnhäute entzünden. Es gibt zwei Arten von Meningitis: aseptische und bakterielle. Aseptische Meningitis kann durch Erreger wie Pilze, Medikamente und Krebsmetastasen verursacht werden, aber die meisten Fälle von aseptischer Meningitis werden durch Viren verursacht. Fieber, Nackensteifigkeit und Photophobie sind die klassischen Symptome. Die Diagnose wird durch eine Analyse des mittels LP gewonnenen Liquors gestellt.

Subarachnoidalblutung (SAH) ist der Austritt von Blut in den Subarachnoidalraum, wo es sich mit dem Liquor vermischt. Eine SAB wird am häufigsten durch ein Trauma verursacht, während 80 % der nicht traumatischen SAB durch die Ruptur eines Aneurysmas verursacht werden. Andere nichttraumatische Ursachen für ein SAB sind arteriovenöse Malformationen und Vaskulitis.

Lumbalpunktion und Liquoranalyse – Die Lumbalpunktion ist ein steriles Verfahren zur Entnahme von Liquorproben für diagnostische Zwecke. Dabei wird eine Nadel in den Subarachnoidalraum auf der Höhe zwischen L2 und L5 Wirbelkörper eingeführt. Am häufigsten wird die Lumbalpunktion jedoch zwischen L4 und L5 durchgeführt. Die Probe wird dann biochemisch, mikrobiologisch und zytologisch untersucht.

Schlussfolgerung

Die Liquorflüssigkeit (CSF) spielt eine wesentliche Rolle bei der Aufrechterhaltung der Homöostase des zentralen Nervensystems.

Zu den Funktionen des Liquors gehören: (1) Auftrieb des Gehirns, des Rückenmarks und der Nerven; (2) Volumenausgleich in der Schädelhöhle; (3) Nährstofftransport; (4) Protein- oder Peptidtransport; (5) Regulierung des Hirnvolumens durch Osmoregulation; (6) Pufferwirkung gegen äußere Kräfte; (7) Signaltransduktion; (8) Medikamententransport; (9) Kontrolle des Immunsystems; (10) Ausscheidung von Stoffwechselprodukten und unnötigen Substanzen; und schließlich Kühlung der durch die neuronale Aktivität erzeugten Wärme.

Damit der Liquor diese Funktionen erfüllen kann, ist eine flüssigkeitsähnliche Bewegung in den Ventrikeln und im Subarachnoidalraum erforderlich.

Anomalien im Liquorfluss oder das Eindringen von Infektionen und/oder Reizstoffen können die Funktionsfähigkeit eines Menschen ernsthaft beeinträchtigen.

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