Liquor cerebrospinalis (CSF) wird ausarterielles Blut durch die Plexus choroidalis lateralund vierte Ventrikel durch einen kombinierten Prozess der Diffusion,Pinozytose und aktive Übertragung. Eine kleine Menge istauch von Ependymzellen produziert.Der Liquor polstert das Gehirn und dient auch als“ Spüle“, die Produkte erhält, die durch den Katabolismus des Gehirns und die synaptische Funktion erzeugt werden. Der Plexus choroideus besteht aus Büscheln von Kapillaren mit dünnen fenestrierten Endothelzellen. Diese werden von modifizierten Ependymzellen bedecktmit knollenförmigen Mikrovilli., Die Epithelzellen des Plexus choroideus haben enge Verbindungen und bilden die Blut-LIQUOR-Schranke (BCSFB), die die Bewegung von Wasser steuert und in den Liquor löst. Die apikale Oberfläche der Epithelzellen des Plexus choroideus enthält Aquaporin1 (AQP1), ein Membranprotein (Wasserkanal), das die Bewegung von Wasser über Zellmembranen erleichtert. Die Epithelzellen des Plexus choroideus enthalten auch Kohlensäureanhydrase, ein hydrolytisches Metalloenzym, das an der Liquorsekretion beteiligt ist.Das Gesamtvolumen von CSF inder Erwachsene reicht von140 bis 270 ml. Das Volumen der Ventrikel beträgt etwa 25 ml., CSF wird mit einer Rate produziertvon 0,2 – 0,7 ml pro Minute oder 600-700 ml pro Tag. Die Zirkulation von CSF wird durch die Pulsationen Deschoroidplexus und durch die Bewegung der Zilien von Ependymalzellen unterstützt. CSF wird über die Arachnoidalzotten in den venösen Kreislauf absorbiert und eine signifikante Menge wahrscheinlichauch entwässert durch die cribriforme Platte und den Spinalkanal in zervikale und spinale Lymphknoten. Die Arachnoidalzotten wirken alseinwegklappen zwischen dem Subarachnoidalraum und den Nasennebenhöhlen. Die Absorptionsrate korreliert mitder Liquordruck., CSF wirkt als ein Kissen, das schütztdas Gehirn vor Stößen und unterstützt die Venennebenhöhlen (vor allem die obere Sagittalhöhle, die sich öffnet, wenn der CSF-Druck den Venendruck übersteigt). Es spielt auch eine wichtige Rolle in der Homöostaseund Stoffwechsel des zentralen Nervensystems.
Liquor aus der Lendengegend enthält 15 bis 45 mg / dl Protein (niedriger bei Kindern) und 50-80 mg/dl Glukose (zwei Drittel des Blutzuckers). Die Proteinkonzentration im Zisternen-und ventrikulären Liquor ist niedriger. Normaler Liquor enthält 0-5 mononukleäre Zellen., Der Liquordruck, gemessen bei Lumbalpunktion (LP), beträgt 100-180 mm H2O (8-15 mm Hg) mit dem Patienten auf der Seite und 200-300 mm mit dem Patienten im Sitzen.,
 Astrocytic processes around capillary |
 Astrocytic processes around vessel |
Unlike other organs and tissues, the endothelial cells that line brain capillaries have no fenestrations or pinocytotic (transportation) vesicles and have tightand adherens junctions that almost fuse adjacent endothelial cells., Darüber hinaus haben diese Endothelzellen auf ihrer dem Lumen zugewandten Oberfläche unterschiedliche Rezeptoren und Ionenkanäle als auf den dem Gehirn zugewandten Oberflächen, eine Anordnung, die den tranzellulären Transport erleichtert. Diese Anatomie ist die Grundlage des Blood-Brainbarrier (BBB). Die Endothelzellen sind von einer Basalmembran umgeben, die aus Kollagenen, Lamininen und Proteoglykanen besteht. In diese Basalmembran ist eine diskontinuierliche Perizytenschicht eingebettet. Astrozytische Prozesse bedecken die Kapillaren., Der Raum zwischen ihnen und der kapillaren Basalmembran enthält einige perivaskuläre Makrophagen und seltene Lymphozyten, die die BBB überqueren (durch Endothelzellen und nicht zwischen ihnen hindurch) und diesen Raum überblicken. Die gleichen Zelltypen sind im perivaskulären (Virchow-Robin) Raum vorhanden (siehe unten). Gehirnendothelzellen exprimieren keine Leukozytenadhäsionsmoleküle (LAMs) auf ihrer luminalen Oberfläche und dies begrenzt den Eintritt von Leukozyten in das Gehirngewebe., In nicht erkrankten Zuständen werden keine Immunzellen oder Moleküle tiefer im interstitiellen Raum des Gehirns gefunden, was zu einem „immunprivilegierten“ Status führt. Während der Entwicklung induzieren Astrozyten die Entwicklung von Endothelzellen im Gehirn auf diese spezielle, auslaufsichere Weise.
Die BBB trennt plasma aus dem interstitiellen Raum des ZNS und ist der Schlüssel zur Aufrechterhaltung der Homöostase im ZNS. Es steuert den Verkehr von Molekülen, einschließlich Ionen und Wasser in und aus dem Gehirn und spielt eine wichtige Rolle bei der Versorgung des Gehirns mit Nährstoffen und der Beseitigung von Abfällen und toxischen Produkten., Die Fähigkeit, bestimmte Substanzen aus dem interstitiellen Raum des Gehirns auszuschließen, hat nicht nur mit der vaskulären Anatomie zu tun, sondern auch mit der Lipidlöslichkeit und dem selektiven tranzellulären Transport durch Endothelzellen. Lipophile Verbindungen überqueren die BBB leichter als hydrophile, und kleine lipophile Moleküle wie O2 und CO2 diffundieren frei. Hydrophile Substanzen können nur durch Endothelzellen und nicht zwischen ihnen durch Gehirnkapillaren gelangen., Einige hydrophile Moleküle, einschließlich Glukose und Aminosäuren, dringen mit Hilfe von Transportern in Endothelzellen ein, und größere Moleküle, einschließlich Proteine, dringen über rezeptorvermittelte Endozytose ein und treten entlang der gegenüberliegenden Oberfläche durch Exozytose aus. GLUT1 ist der Glukosetransporter. Die ATP-bindenden Kassettentransporter (ABC) sind wichtig für den Transport von lipophilen Substanzen und den Ausfluss toxischer Metaboliten. Die BBB schützt das Gehirn vor toxischen Substanzen, behindert aber auch den Eintritt von Medikamenten., Zirkulierende Leukozyten dringen in das Gehirn ein, indem sie durch Endothelzellen und nicht zwischen ihnen hindurchgehen. Astrozyten bedecken fast die gesamte Oberfläche der Gehirnkapillaren; Sie sind zwischen dem Gefäßsystem und Neuronen angeordnet und verbinden so die neuronale Aktivität mit der BBB-Funktion. Hypertonische Reize und chemische Substanzen wie Glutamat und bestimmte Zytokine können die BBB öffnen. Astrozytische Prozesse exprimieren Aquaporin 4, einen weiteren Wasserkanal, der den Wassertransport erleichtert.,
Eine Vielzahl von Erkrankungen wie Schlaganfall, Trauma, ZNS-Infektionen, demyelinative Erkrankungen, Stoffwechselstörungen, degenerative Erkrankungen und bösartige Hirntumoren sind mit BBB-Dysfunktion verbunden. Das häufige Endergebnis einer BBB-Dysfunktion bei vielen dieser Erkrankungen ist eine erhöhte vaskuläre Permeabilität, die zu einem vasogenen Ödem führt. Zum Beispiel haben Blutgefäße Inglioblastom und andere bösartige Hirntumoren nichtdichte Übergänge, die das Austreten von Flüssigkeit und das Wirbelödem erklären, das diese Tumoren begleitet., Zytokine, die während infektiöser und entzündlicher Prozesse erzeugt werden, bewirken die Transmigration zirkulierender Leukozytenund können sogar enge Verbindungen lockern, wodurch die Migration von Entzündungszellen in das Gehirn erleichtert wird.HIE stört die BBB. Subtilere BBB-Funktionsstörungen können zu einem gestörten Glukosetransport und einer Ansammlung von Aß führen.
Glia limitans
Der interstitielle Raum des Gehirns ist vom ventrikulären Liquor durch die ependymale Auskleidung und vom subarachnoidalen Liquor durch die Glia limitans getrennt.,Die Glia limitans ist eine dicke Schicht von interdigitatierenastrozytische Prozesse mit einer darüber liegenden Basementmembran. Diese Schicht versiegelt die Oberfläche des CNSund taucht entlang des Perivaskularraums in Gehirngewebe ein (siehe unten). Äußerlich ist es die Pia-Materie, eine dünne Schicht von Bindegewebszellen mit einem kleinenMenge an Kollagen. Die ependymale Barriere ist weniger durchlässig als die BBB.
Die großen zerebralen Arterienund Venen durchqueren den Subarachnoidalraum und dringen in das Gehirn ein, wo sie sich in kleinere Gefäße verzweigenund schließlich Kapillaren., Kapillaren sind in Kontaktmit astrozytischen Prozessen. Gefäße größer als Kapillarensind vom umgebenden Hirngewebe getrennt durchein Raum (der perivaskulare Virchow-Robin-Raum), der eine Ausdehnung des Subarachnoidalraums ist. Der perivaskuläre Raum ist ein Bestandteil des“ glymphatischen “ Systems, das den Austausch von Molekülen zwischen dem Liquor und der interstitiellen Flüssigkeit (ISF) des Gehirns erleichtert. CSF fließt in Hirngewebe und ISF-Effluxe aus Hirngewebe in den CSF entlang perivaskulärer Räume. Das glymphatische System hilft, das Gehirn von Abfallprodukten zu befreien., Solche Produkte werden durch die Arachnoidalzotten gefiltert und durch den venösen Kreislauf entfernt. Darüber hinaus hat sich in den letzten Jahren gezeigt, dass ein System von Lymphgefäßen eng mit den Duralhöhlen verbunden ist. Dieses System kann auch für die Reinigung von Abfallprodukten und für die Immunüberwachung wichtig sein.
Perivaskulärer Raum
Die äußere Oberfläche von diesemperivaskulärer Raum (PVS) wird von den Glia-Titanen gebildet.Die innere Oberfläche ist die vaskuläre Basalmembran.Postkapillarvenolen sind ebenfalls von einem PVS umgeben., Das PVS, das Postkapillar umgibtvenuli ist das Portal des Eintritts von Leukozytenin das Gehirn im normalen Zustand und während der Entzündung.Zirkulierende Monozyten und Lymphozyten durchqueren Normalerweiseepostkapillarvenolen und treten in die PVS ein. Im Verlauf von Entzündungen, wie MS, wird dieser Eintrag erhöhtaufgrund von Leukozyteninteraktionen mit entzündeten Endothelzellen. Darüber hinaus dringen Leukozyten in die Glialimitane ein und gelangen in das ZNS. Letztere Bewegung wird durch Matrixmetalloproteinasen (MMPs) begünstigt, die von Makrophagen produziert werden, die die Glia-Grenzwerte lockern.