Zentrales Nervensystem
Themenblock für das 4. Semester Medizin UZH
Themenblock für das 4. Semester Medizin UZH
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Cartes-fiches
Rückenmark ( segmentale Organisation )
· Zervikalsegmente ( C1 - C8 )
· Thorakalsegmente ( Th1 - Th12 )
· Lumbalsegmente ( L1 - L5 )
· Sakralsegmente ( S1 - S5 )
· Kokzygealsegment ( Co1 )
· Beginn: Austritt aus Foramen magnum ( fliessender Übergang zwischen Medulla oblongata und Mark )
· Ende: Conus medullaris ( Höhe L1, max. L2 → Cauda equina als Fortsetzung )
· Intumescentia cervicalis ( C4 - Th1 / Austritt des Plexus cervicalis )
· Intumescentia lumbosacralis ( L1 - S3 / Austritt des Plexus lumbosacralis )
· oben treten die Nerven parallel zum Segment aus
· unten treten die Nerven parallel zum Rückenmark aus
Somatotopie
· genau lokalisierte funktionelle Zielneurone
· Vorkommen:
· primär motorischer Kortex
· primär somatosensorischer Kortex
· Kleinhirn
· Rückenmark ( proximale Muskeln medial / distale Muskeln lateral / Flexoren dorsal / Extensoren ventral )
graue Substanz ( Aussehen / Aufbau / Vorkommen )
· erscheint im fixiertem Gewebe grau / braun
· bildet die "Rechenzentren"
· Aufbau:
· Neurone mit Dendriten
· Gliazellen
· Kapillaren
· Axone ( durchziehende Nervenfasern )
· Vorkommen:
· Hirnrinde ( Kortex )
· Kerne ( Nuclei )
· Rückenmark ( als H-förmige Struktur )
weisse Substanz ( Aussehen / Aufbau / Vorkommen )
· erscheint weiss/gelblich wegen den myelinisierten Axonen ( Myelin = 70% Fett )
· Myelisierung durch Oligodendrozyten / maximale Myelinisierung mit ~60 Jahren
· verbindet die "Rechenzentren"
· Aufbau:
· massive Faserbündel aus myelinisierten Axonen
· Gliazellen
· Kapillaren
· Vorkommen:
· Trakte (Fasciculi): Axonbündel mit gemeinsamem Ursprung und Ziel
· Säulen (Funiculi): nur im Rückenmark / Trakte, die nebeneinander verlaufen / untersch. Ursprung und Ziel
· Bahnen: verbinden das Gehirn mit dem Körper / liegen im Rückenmark ( z.B. motorische Bahnen )
weisse Substanz ( Kommissurenbahnen )
· Corpus callosum
· verbindet homotope Assoziationskortizes des Frontal-, Parietal- und Okzipitallappens
· enthält ~250 MIllionen myelinisierte Axone
· Commissura anterior
· Verbindung zwischen olfaktorischen Kernen und Amygdala
· dient der emotionalen Bewertung von Gerüchen
· Commissura posterior ( epithalamica )
· verbindet die Epithalamusanteile
· Epithalamus = Epiphyse (Melatoninsekretion) + Habenula (Umschaltung olfaktorischer Afferenzen) + unwichtige Strukturen
weisse Substanz ( Projektionsbahnen )
· Capsula interna
· aufsteigende Bahnen ( thalamische Afferenzen / Radiatio optica / Radiatio acustica )
· absteigende Bahnen ( motorische Efferenzen / Tractus corticospinalis / Tractus corticonuclearis )
· gesamter Cortex → Corona radiata / Radiatio optica → Capsula interna → Pedunculus cerebri
· Fornix
· Projektionsbahn des Hippocampus in die subkortikalen Regionen ( Strukturen des limbischen Systems )
weisse Substanz ( Assoziationsbahnen )
· kurze Assoziationsfasern
· Fibrae arcuatae cerebri ( U-Fasern / verbinden benachbarte Gyri / Pyramidenzellen in Schicht III )
· intralobuläre Assoziationsfasern ( innerhalb eines Lobus / überspringen mindestens ein Gyrus )
· lange Assozitationsfasern
· Cingulum ( im Gyrus cinguli / verbindet Frontal- mit Parietallappen / Verbindung zum Gyrus parahippocampalis )
· Fasciculus uncinatus ( verbindet Frontal- und Temporallappen / zieht unter dem Limen insulae durch )
· Fasciculus longitudinalis superior ( in der Capsula externa )
· verbindet Frontallappen und Gyrus praecentralis mit dem Okzipital-, Temporal- und Parietallappen
· Fasciculus arcuatus ( Tractus angularis / Teil des Fasciculus longitudinalis superior )
· verbindet das sensorische Wernicke- mit dem motorischen Broca-Zentrum ( "Sprachbogen" )
· Lesen + Hören → Schreiben + Sprechen ( bei Läsionen Aphasie = Sprachstörung )
Blutversorgung des Gehirns ( Arterien - Überblick )
· A. carotis interna ( vorderer Kreislauf / aus A. subclavia )
· Pars cervicalis ( A. carotis communis - Canalis carotis ) → Pars petrosa ( intracranial / nach ventral und medial )
→ Pars ganglionaris ( neben den Trigeminusgangl. ) → Pars cavernosa ( im Sinus cavern. neben Sella turcica )
→ Pars cerebralis ( durch Dura mater in Subarachnoidalraum )
· A. vertebralis ( hinterer Kreislauf / aus A. subclavia / bei Ausfall Gleichgewichts- und Sehstörungen )
· Pars praevertebralis ( A. subclavia - 6. HW ) → Pars vertebralis ( in den Foramina transversaria )
→ Pars atlantica ( um den Atlas nach hinten ) → Pars intracranialis ( Vereinigung zur unpaarigen A. basilaris )
Blutversorgung des Gehirns ( A. basilaris )
· Abgänge:
· A. inferior anterior cerebelli ( versorgt Flocculus im Kleinhirn + seitliche Medulla oblongata )
· Aa. pontis ( variable Anzahl )
· Aa. mesencephalicae ( variable Anzahl )
· A. superior cerebelli ( versorgt Kleinhirnrinde + Kleinhirnkerne, Pons und Mesencephalon )
( · A. labyrinthi / kann auch von der A. inferior anterior cerebelli abgehen / versorgt Innenohr )
→ Übergang in A. cerebri posterior ( versorgt mit A. basilaris den Hirnstamm )
Blutversorgung des Gehirns ( A. carotis interna )
· Abgänge ( hat nur intrakranielle Abgänge! ):
· A. ophtalmica ( direkt nach eintritt in die Dura mater )
· mehrere kleine Äste
· verzweigt sich nach Abgang der A. ophtalmica in
· A. cerebri anterior
· A. cerebri media
Blutversorgung des Gehirns ( Circulus arteriorsus cerebri / willisii )
· Vereinigung des vorderen und hinteren Kreislaufes im Bereich des Chiasma opticum
· Ring liegt von cranial betrachtet um die Hypophyse / i.d.R. ist eine A. communicans grösser als die andere
· A. cerebri posterior ↔︎ A. communicans posterior ↔︎ A. cerebri media
· A. cerebri anterior ↔︎ A. communicans anterior ↔︎ A. cerebri anterior
Blutversorgung des Gehirns ( arterielle Pathologien )
· Hyperperfusion → steiferes Gefäss → Ruptur
· verminderte Durchblutung → Schlaganfall ( ischämisch → Hypoperfusion / hämorrhagisch → Blutung )
· Ausfall der ...
· A. cerebri anterior → kontralaterale beinbetonte Parese / Blasenstörungen / Psychosyndrom
· A. cerebri media → kontralaterale Halbseitenlähmung ( v.a. Gesicht + Arme )
· A. cerebri posterior → Sehstörungen / Schwindel / Ataxien / Bewusstseinsstörungen
Blutversorgung des Gehirns ( venöse Drainage )
· Abfluss über mehrere Sinus durae matris in die V. jugularis interna ( zieht durch Foramen jugulare )
· oberflächliche Venen liegen subarachnoidal und müssen eine kurze Strecke im Subduralraum zurücklegen
→ in diesem Abschnitt werden sie Brückenvenen genannt ( Ruptur bei Kindsmisshandlung )
· V. media superficialis cerebri
→ V. anastomotica superior → Sinus sagittalis superior
→ V. anastomotica inferior → Sinus transversus
→ V. media profunda cerebri → Sinus sphenoparietalis / Sinus cavernosus
Blutversorgung des Gehirns ( Hirnvenen )
· Vv. superficiales cerebri ( oberflächliche Hirnvenen ):
· Vv. superiores cerebri → Sinus sagittalis superior
· Vv. inferiores cerebri → u.a. Sinus transversus
· Brückenvenen ( in der Dura fixierte Venenabschnitte vor Einmündung in Sinus )
· Vv. profundae cerebri ( tiefe Hirnvenen ):
· V. basalis ( entlang des Tractus opticus )
· V. interna cerebri ← V. choroidea superior / V. septi pellucidi / V. thalamostriata superior
→ V. cerebri magna → Sinus rectus ( beide sind unpaarig )
Blutversorgung des Gehirns ( Sinus durae matris )
· oberflächliches System:
· Sinus sagittalis superior → Confluens sinuum
· Sinus sagittalis inferior → Sinus rectus → Confluens sinuum
· Plexus basilaris → Sinus marginalis → Sinus occipitalis → Confluens sinuum
· Confluens sinuum → Sinus transversi → Sinus sigmoidei → Vv. jugulares internae
· tiefes System:
· V. ophtalmica superior et inferior → Sinus cavernosus
· Sinus sphenoparietalis → Sinus cavernosus
· Sinus cavernosus
→ Sinus petrosus superior → Sinus sigmoideus → Bulbus superior venae jugularis
→ Sinus petrosus inferior → Bulbus superior venae jugularis
· Venen der Pons und des vorderen Kleinhirns drainieren in den Sinus petrosus superior
· Vv. emissariae verbinden Sinus mit den oberflächlichen Venen des Kopfes und Vv. diploicae ( in Spongiosa )
→ drainieren in die V. jugularis externa
· weitere Abflüsse über Vv. ophtalmicae, Plexus pterygoideus und Venenplexus im Karotiskanal
Blutversorgung des Gehirns ( venöse Pathologien )
· intrazerebrale Blutung → Ruptur einer kleinen Arterie im Inneren des Hirns → Schlaganfall
· subarachnoidale Blutung → Ruptur einer grossen Arterie zwischen Arachnoidea und Pia mater
· subdurale Blutung → Ruptur einer Brückenvene ( Dura löst sich von Arachnoidea / langsamer Verlauf )
· epidurale Blutung → Ruptur eines Astes der A. meningea media ( aus A. maxillaris / zwischen Dura + Periost )
· Spontanruptur eines angeborenen Aneurysmas ( v.a. in A. cerebri anterior + media ) führt zu subarachn. Blutung
· venöse Stauungen v.a. im Sinus sagittalis superior, V. cerebri magna und Sinus transversus
Basalganglien ( Nomenklatur )
· Basalganglien ( funktionell definiert! )
· telencephalische, diencephalische und mesencephalische Anteile
· Striatum ( telencephalisch / Ncl. caudatus + Putamen + Ncl. accumbens )
· Globus pallidus ( diencephalisch / Globus pallidus internus + externus )
· Ncl. subthalamicus ( diencephalisch )
· Substantia nigra ( mesencephalisch )
· Nuclei basales ( Basalkerne / werden z.T. auch Basalganglien genannt )
· subkortikale, telencephale Kerngebiete
· Amygdala / Claustrum / Ncl. basalis / Striatum ( Ncl. caudatus / Putamen / Ncl. accumbens )
Basalganglien ( Capsula interna )
· zieht zwischen dem Putamen / Pallidum und Ncl. caudatus / Thalamus durch
· Crus anterius ( zwischen Putamen und Ncl. caudatus / Aa. centrales anterolmediales ← A. cerebri anterior )
· Genu ( zwischen den Schenkeln / Aa. centrales anterolaterales ← A. cerebri media )
· Crus posterius ( zwischen Putamen und Thalmus / A. choroidea anterior ← A. carotis interna )
· enthält auf- und absteigende Bahnen des Kortex ( thalamische Afferenzen / motorische Efferenzen )
· wird von Faserzügen grauer Substanz des Striatums durchzogen
Basalganglien ( Capsula externa )
· laterale Begrenzung des Striatums ( Putamen )
· enthält Fasciculus longitudinalis superior
Basalganglien ( Capsula extrema )
· zwischen Putamen und Insula / lateral des Claustrums
· enthält Assozitationsfasern
Basalganglien ( Ncl. lentiformis )
· Putamen
· Globus pallidus
Basalganglien ( Ncl. subthalamicus )
· Kerngebiet des Subthalamus ( ventraler Thalamus → diencephalisch )
· motorische, limbische und assoziative Anteile
· GABAerge Afferenzen aus dem Globus pallidus externus ( aber auch kortikale Afferenzen )
· glutamerge Efferenzen zum Globus pallidus internus ( aber auch Feedback zur Substantia nigra und GPe )
· glutamerge Efferenzen sind die einzigen exzitatorische Effernzen der Basalganglien
Basalganglien ( Substantia nigra )
· rostrocaudales ausgedehntes Kerngebiet in der Basis pedunculi cerebri ( im Mesencephalon )
· Pars compacta ( dorsal )
· Neuromelanin-haltige dopaminerge Neurone
· grösste Abteilung des zentralen dopaminergen Systems ( mesostriatales System )
· projiziert zum Striatum, Globus pallidus und Ncl. accumbens
· Pars reticulata ( ventral )
· gleiche Funktion wie Globus pallidus
Basalganglien ( Dopamin )
· gehört zu den Katecholaminen ( Serotonin / Adrenalin / Noradrenalin / ... )
· Bildung aus Tyrosin ( Tyrosin → Tyrosinhydroxylase → DOPA → DOPA-Decarboxylase → Dopamin )
· alle Dopamin-Rezeptoren sind G-Protein gekoppelte Rezeptoren ( keine Ionenkanäle! )
· D1: aktiviert Adenylylcyclase → cAMP↑ → Proteinkinase A ↑ → Proteinphosphatase 1↓ → Phosphorylierung
· D2: inhibiert Adenylylcyclase → ... → Dephosphorylierung
→ Phosphorylierung der Ca2+-Kanäle, GABA- und Glutamat-Rezeptoren erhöht deren Sensitivität
Basalganglien ( Basalganglienschleife )
· kortikale exzitatorische Stimulation → inhibitorische Neurone ( im Striatum )
→ direkter Weg ( aktivierend ) → Globus pallidus internus↓
→ thalmische Kerne↑ → Start Motorprogramm
→ indirekter Weg ( inhibierend ) → Globus pallidus externus↓
→ Globus pallidus internus↑ → thalamische Kerne↓ → kein Motorprogramm
→ Ncl. subthalamicus↑ → Globus pallidus internus↑ → thalamische Kerne↓ → kein Motorprogramm
Basalganglien ( Einfluss des Dopamins auf Basalganglienschleife )
· direkter Weg enthält D1-Rezeptoren ( Sensitivität↑ )
· indirekter Weg enthält D2-Rezeptoren ( Sensitivität↓ )
→ Dopamin↑ → Aktivierung der thalamischen Kerne → Bewegungseinleitung
Basalganglien ( direkter und indirekter Weg )
· bei einer Bewegung sind beide Wege aktiv
· direkter Weg: Förderung des gewünschten Motorprogramms ( bestimmt auch Ende der Bewegung )
· indirekter Weg: Unterdrückung konkurrierender Motorprogramme
· Ausfall des indirekten Weges → schnelle und ungenaue Bewegungen
· 75% sind GABAerge spinöse Projektionsneurone ( Exzitation durch Glutamat / Modulation durch Dopamin )
· 25% sind GABAerge und cholinerge Interneurone ( zwischen D1 und D2 / regulieren lokal die Kreisläufe )
Basalganglien ( Erkrankungen )
· Hypo- / Hypertonie: erniedrigter / erhöhter Muskeltonus
· Brady- / Hyperkinese: verlangsamte / exzessive Bewegungen
· Akinesie / Dyskinesie: keine / ungewollte Bewegungen
· Dystonie: abnormale Haltung
Basalganglien ( neurodegenerative Erkrankungen )
· Morbus Parkinson ( z.T. einhergehend mit Lewy body disease = α-Synuclein-Aggregationen = Demenz )
· Muskelstarre (Rigor) / Zittern (Tremor) / Akinesie / Bradykinesie / unilateraler Beginn
· Degeneration dopaminerger Neurone in der Substantia nigra ( Pars compacta ) → direkter Weg↓
· nicht-symptomatischer, altersabhängiger Verlust ~10% pro Jahrzehnt
· keine klare Ursache ( idiopathisch ) / mögliche Ursachen sind MPTP und familiär
· normale Lebenserwartung
· Chorea Huntington
· Degeneration GABAergen-Enkephalin Neurone → indirekter Weg↓ → Hyperkinese
· später auch Degeneration im direkten Weg → Akinese und Rigor
· autosomal-dominant vererbt ( >35 Huntingtin-Repeats auf Chromosom 4 )
· nach 20 Jahren tödlich
Basalganglien ( okkulomotorische Schleife )
· präfrontaler Cortex → Striatum (Ncl. caudatus) → GPi + SNr
· SNr → Colliculus superior → okkulomotorischer Kortex
( Substantia nigra Pars reticularis funktioniert gleich wie Globus pallidus internus )
Basalganglien ( limbische Schleife )
· dopaminerge Afferenzen aus SNc und VTA (area tegmentalis ventralis) → Ncl. accumbens
· Feedback über GPi und laterale Habenula
· Motivation in der Selektion von Motorprogrammen ist abhängig von Dopaminfreigabe:
· hoch → euphorisch
· mittel → Suchtverhalten
· niedrig → aversiv
Basalganglien ( Präfrontalschleife )
· nicht-motorisch / kognitive Funktionen ( Lösen komplexer Probleme / Planung / Lernen )
· Subpopulation der GPi Neurone ( ⅓ der GPi Neurone )
· Efferenzen über Thalamus zum präfrontalen Kortex
Basalganglien ( Striosomen )
· in der motorischen Matrix des Striatums gibt es kleine Flecken → Striosomen ( gehören zum limbischen System )
Diencephalon ( Übersicht )
· Epithalamus
· Thalamus ( «Thalamus dorsalis» )
· Subthalamus ( «Thalamus ventralis» / kontrolliert Thalamus )
· Hypothalamus
Diencephalon ( Thalamus - Funktion )
· wichtigste Schaltstation ( projiziert in den gesamten Kortex )
· verarbeitet alle sensorischen und vegetativen Afferenzen ( ausser Geruchsinn → geht zuerst ins limb. System )
· schaltet Regulationsschleifen der Motorik um ( es gibt keine direkten Projektionen in den Kortex )
· macht Selektion für gerichtete Aufmerksamkeit ( filtert und leitet Informationen kortikal bzw. subkortikal weiter )
Diencephalon ( Thalamus - Anatomie )
· links und rechts des 3. Ventrikels / lateral begrenzt durch Capsula interna
· verbunden über Adhesio interthalamica ( fehlt bei ⅓ der Personen / vermutlich Gliazellen, keine Neurone )
· durchzogen von der Lamina medullaris int. = medialis ( weisse Substanz / Y-förmig / enthält Ncll. intralaminares )
· liegt zwischen Ncll. anteriores, Ncll. mediales und Ncll. laterales / Ncll. ventrales
· lateral von der Lamina medullaris externa = lateralis umgeben ( weisse Substanz )
· liegt zwischen Ncl. reticularis / Subthalamus und Ncll. laterales / Ncll. ventrales