Was ist die Dura mater?

Die Dura mater, auch harte Hirnhaut genannt, ist eine derbe Schutzschicht, die das Gehirn umgibt. Gemeinsam mit den tiefer gelegenen Schichten Arachnoida mater und Pia mater, bildet sie ein wichtiges System aus Membranen für das zentrale Nervensystem (ZNS) unddas anschließende Rückenmark. Sie ist die äußerste Schicht der drei Hirnhäute, liegt an der Innenseite des Schädelknochens an und stellt dessen Periost dar.

Zusätzlich sorgt die Dura mater durch Septen und Falten für eine anatomische Anordnung unterschiedlicher Anteile im menschlichen Gehirn. Eine weitere Besonderheit der Dura mater ist die Ausstattung mit zahlreichen Schmerzrezeptoren. 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 Nackensteifigkeit, also die Unfähigkeit, das Kinn Richtung Brust zu bewegen, stellt eines der typischen Symptome dieser Erkrankung dar. Man spricht dann von einem Meningismus.

Im Folgenden werden Aufbau, Funktion und Besonderheiten dieser ummantelnden Schichten erläutert.

Wozu gibt es Hirnhäute?

Hirnhäute schützen das Gehirn und das Rückenmark vor mechanischen Einflüssen, Veränderungen der Temperatur und des Volumens.

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. Kommt es durch eine Blutung zu einem Shift des Gehirns zur Gegenseite, kann dies zu einer subfalcinenHerniation führen – man spricht dann von einer Einklemmung des Gehirns. Die Folge ist eine massive zerebrale Schädigung, die zum Tod führen kann.

Des Weiteren ist das Kleinhirn vom Okzipitallappen durch das Tentoriumcerebelli, das Kleinhirnzelt, getrennt. Diese Duraschicht trennt den infratentoriellen vom supratentoriellen Raum und ist seitlich an den Oberkanten der Felsenbeine, hinten an den Rändern der Sulcisinustransversi und vorne am Processus clinoideus befestigt. In Richtung Clivus besteht eine Lücke für den Durchtritt des Hirnstammes, die Incisuratentorii. An der okzipitalen Anheftungsstelle umgreift das Tentoriumcerebelli die paarigen Sinus transversi. Operiert man eine Läsion im Kleinhirn, sind diese dicken Venen die proximale Begrenzung und führen bei einer Verletzung zu einer massiven, oft sehr schwer zu stillenden Blutung.

Kommt es zu einer Volumenverschiebung unter das Tentoriumcerebelli, spricht man von einer oberen Einklemmung. Auch hier ist als Ursache ein gesteigerter Hirndruck anzunehmen, z. B. durch eine Schwellung, Blutung oder durch Tumorwachstum.

Im Gegensatz zu einer oberen Einklemmung, kommt es zu einer unteren Einklemmung, wenn die Kleinhirntonsillen ins Foramenmagnum gedrückt werden. Ursache hierfür ist eine Volumenvermehrung durch Schwellung, Blutung oder einen Tumor in der hinteren Schädelgrube. Diese Einklemmung kann durch eine rechtzeitige operative Entfernung der Raumforderung und Wiederherstellung des Liquorflusses verhindert werden. Unter Umständen wird der dazu entnommene Knochendeckel nicht wieder eingepasst und eine Duraerweiterungsplastik angelegt, um dem geschwollenen Gehirn mehr Platz zur Ausdehnung zur Verfügung zu stellen.

Eine weitere, sehr variable Duraplatte, ist die Falxcerebelli, die Kleinhirnsichel. Sie befindet sich medial unterhalb des Tentoriumcerebelli und umfasst einen weiteren venösen Blutleiter, den Sinus occipitalis.

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. Dort befindet sich die Hirnanhangsdrüse, die Hypophyse, ein endokrines Organ im zentralen Nervensystem. Hier werden zahlreiche Hormone synthetisiert und abgegeben.

Tumore an dieser Drüse, meist gutartige Adenome, können so zu Hormonausfällen und -überproduktionen führen. Müssen sie operiert werden, ist der häufigste Weg der transsphenoidale, das heißt durch die Nase bzw. die Nebenhöhle zur Hypophyse, die an der Schädelbasis liegt.

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. Hirnnerv.

Der Aufbau von Hirnhäuten.

Zum Aufbau: Das Gehirn wird von drei verschiedenen Hirnhäuten umgeben, der Pia mater, der Arachnoidea mater und der Dura mater.

Die äußerste Schicht, Dura mater, kleidet die Innenfläche des Schädels aus und stellt gleichzeitig dessen Periost dar. Sie besteht aus straffem, teils faserigem Bindegewebe und ist selbst aus zwei Schichten aufgebaut: dem äußeren Stratum fibrosum und dem inneren gelegenen Stratum neurotheliale.

Zwischen der Dura und dem Schädelknochen verlaufen die Arterien der Hirnhäute, die A. meningea anterior, posterior und media, die an der Innenfläche des Knochens Furchen hinterlassen. 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. Durch die gute Biegsamkeit und individuelle Anpassungsmöglichkeit, führen sie zu weniger Partientenirritationen.

Unterhalb der Dura liegt die Arachnoidea mater encephali, die sogenannte Spinnengewebshaut. Sie folgt der Kontur des Gehirns, ohne in die Furchen zu ziehen und besitzt keine eigene Blutversorgung. Zwischen diesen beiden oberflächlichen Hirnhäuten befindet sich der Subduralraum. 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 (s. o.) kommen kann. Der Schädel muss durch eine Kraniotomie eröffnet werden, danach die darunter liegende Dura mater und anschließend kann das sichtbare Blut entfernt werden. Oft wird die Schädeldecke aufgrund der Schwellung des Gehirns nicht direkt wieder eingepasst sondern zunächst außerhalb des Körpers gelagert. Nach Abschwellen des Gehirns und Erholung des Patienten kann sie dann wieder eingesetzt und mit Knochenplättchen und kleinen Schrauben am Schädel fixiert werden. Steht der autologe Knochendeckel nicht mehr zur Verfügung, kann stattdessen eine sogenannte Kranioplastik eingesetzt werden. Sie wird im Vorfeld mit Hilfe eines dünnschichtigen CTs individuell rekonstruiert und hergestellt, so dass ein gutes kosmetisches Ergebnis erzielt werden kann. Der evoShape von evonos ist sowohl anatomisch als auch operationstechnisch ein perfekt passendes Implantat, das darüber hinaus durch die Passgenauigkeit und die vorgefertigten Bohrlöcher die Operationszeit verkürzt und die Patientensicherheit verbessert.

Die innerste Schicht der Hirnhäute ist die Pia mater. Sie ist von der Arachnoidea durch den Subarachnoidalraum getrennt. Dieser ist mit Liquor (CSF) gefüllt und wird von bindegewebigen Kollagenfaserbündeln, den Arachnoidaltrabekeln durchzogen, welche die beiden Schichten miteinander verbinden. Dort, wo der Subarachnoidalraum nicht entfaltet ist, bilden Pia mater und Arachnoidea eine gemeinsame Membran.

Kommt es zu einer Einblutung in diesen Raum, spricht man von einer Subarachnoidalblutung. Klassisch geht sie von einem geplatzten Aneurysma, einer Aussackung der arteriellen Gefäßwand, aus. Klinisch kommt es zu einem Vernichtungskopfschmerz, Patienten können direkt bewusstlos werden. Auch hier ist eine schnelle Intervention erforderlich. Zum einen muss eine Liquorableitung in Form einer EVD gelegt werden, um einen Aufstau des Hirnwassers zu behandeln. Zum anderen muss die Blutungsquelle ausgeschaltet werden. Hier gibt es die Möglichkeit der operativen Versorgung, indem das Aneurysma durch das Setzen eines Clips ausgeschaltet wird. Abhängig von der Anatomie und Lokalisation des Aneurysmas kann auch eine interventionelle Ausschaltung desselben erfolgen. Hierbei wird die Aussackung mittels Coils gefüllt, so dass sie nicht mehr durchblutet wird und keine Blutungsgefahr mehr darstellt. Insgesamt handelt es sich bei einer aneurysmatischen Subarachnoidalblutung um ein lebensbedrohliches, schweres Krankheitsbild.

Welche Besonderheiten besitzt die harte Hirnhaut?

Die harte Hirnhaut verfügt über eine besondere Blutversorgung. Die hierbei beteiligten Gefäße werden in die Vasa privata und Vasa publica unterteilt.

Die Gefäße der Vasa publica sind venös und leiten das Blut vom Gehirn in die Venae jugularis weiter. Sind sie durch eine Thrombose verstopft, kann es zu schwerwiegenden neurologischen Komplikationen kommen, wie z. B. bei einer Sinusvenenthrombose.

Die Vasa privata sind die meningealen Arterien, welche die Dura selbst versorgen. Sie können bei einer Verletzung des Schädels typischerweise epidurale Hämatome verursachen.

Das wichtigste Merkmal der Dura mater ist ihre Schutzfunktion für das Gehirn. Da sie der Schädelbasis von innen anliegt, kann sie bei einer Fraktur beschädigt werden. In diesem Fall kann mittels einer Computertomographie Luft innerhalb der Dura (intradural) nachgewiesen werden. Man spricht dann von einem offenen Schädelhirntrauma, was mit einer deutlich größeren Infektionsgefahr einhergeht als ein geschlossenes, bei dem die Dura nicht verletzt wurde.

Bei einem Trauma des Kopfes kann auch der Gesichtsschädel im Bereich der Nebenhöhlen oder der Orbita, durch die der Sehnerv verläuft, beteiligt sein. Kommt es anschließend zu einem Austritt von Flüssigkeit aus dem Ohr oder der Nase, kann es sich hierbei um Hirnwasser handeln. Oft sistiert eine solche Liquorfistel spontan, sonst muss sie durch eine Operation abgedichtet werden. Hierbei können artifizielle Produkte verwendet werden, noch bessere Ergebnisse lassen sich jedoch erzielen, wenn das Gewebe menschlich ist, wie z. B. Faszie vom Oberschenkel.

Tumore, die von den Hirnhäuten ausgehen, werden Meningeome genannt. Sie entstehen aus Zellen der Arachnoidea und liegen meist breitflächig der Dura auf. Sie wachsen nicht infiltrativ, sondern verdrängen das umliegende Gehirngewebe. Um bei einer Operation das Risiko für ein anschließendes Rezidiv zu verringern, sollte der Ansatzpunkt, sprich die Dura, entfernt werden, was an der Konvexität meist gut gelingt. Anschließend wird stattdessenein Duraersatz eingebracht, was an der Schädelbasis meist nicht möglich ist. Hier wird eine Koagulation der Ansatzstelle durchgeführt.

Wird nur das Gehirn von Dura mater umgeben?

Nicht nur das Gehirn, das Zentralnervensystem, sondern auch das Rückenmark ist von Dura mater umgeben, die zusammen mit den anderen Hirnhäuten ein geschlossenes, mit Hirnwasser gefülltes Membransystem bilden. Zerebrospinal sind drei Schichten an diesem Aufbau beteiligt, auch das Rückenmark sowie die abgehenden Nerven der Vorder- und Hinterwurzeln und die Spinalganglien sind von diesen drei Schichten umgeben.

Die äußerste Schicht ist die Dura mater spinalis, die harte Rückenmarkshaut. Sie teilt sich am Foramenmagnum in ein äußeres Blatt, das Periost des Wirbelkanals und in ein inneres Blatt. Dazwischen ist ein mit Fett und Venen ausgefüllter Hohlraum. In diesen Raum wird bei einer epiduralen Narkose ein Betäubungsmittel eingebracht. Hierzu tastet man die Anatomie der Wirbelsäule ab und sticht zwischen zwei Wirbeln unter sterilen Bedingungen durch die Ligamenta flava in den Epiduralraum und kann dann dort das gewünschte Anästhetikum applizieren.

Die weiter innen gelegene Schicht nennt sich analog zum Aufbau im Gehirn Arachnoidea mater spinalis und liegt dem inneren Blatt der Dura an. Zwischen beiden befindet sich der Subduralraum. Unterhalb der Arachnoidea mater spinalis liegt die innerste Schicht, die Pia mater spinalis. Zwischen diesen beiden Blättern befindet sich der mit Liquor gefüllte Subarachnoidalraum. 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. Diese oft mit Kopfschmerzen, Fieber und Nackensteifigkeit einhergehende Erkrankung bedarf einer schnellen antibiotischen bzw. antiviralen Therapie.

Auch eine Drainage des Hirnwassers ist aus der Cisterna lumbalis möglich. Das passagere oder dauerhafte Ablassen über einen Schlauch, kann wichtige Hinweise in der Diagnostik eines Hydrocephalus geben. Insbesondere bei der Sonderform des Normaldruckhydrocephalus, der keine akute Abflussbehinderung und Aufstau, sondern eine chronische Erkrankung darstellt, die mit Symptomen wie Gedächtnisstörung, Harninkontinenz und Gangstörung einhergeht, spielt eine Testung vor und nach Lumbalpunktion mit Ablassen des Hirnwassers eine große Rolle. Mit dem MOCA-Test sowie einer Gangtestung, können Hinweise auf das Vorliegen eines Hydrocephalus gegeben werden. Die Ergebnisse vor und nach dem Liquorablassen können in einem Diagramm dargestellt und verglichen werden.

Die Rückenmarkshäute werden sensibel über die Rami meningei der Spinalnerven versorgt. Die Histologie des Gewebes ähnelt der der zerebralen Hirnhäute.