HC1&2: Neuroanatomie I + II

Algemene informatie

• Welke onderwerpen worden behandeld in het hoorcollege?
  • In deze colleges wordt een begin gemaakt met de neuroanatomie: de anatomie van het centrale en perifere zenuwstelsel
• Welke onderwerpen worden besproken die niet worden behandeld in de literatuur?
  • Alle onderwerpen in dit college worden ook behandeld in de literatuur
• Welke recente ontwikkelingen in het vakgebied worden besproken?
  • Er zijn geen recente ontwikkelingen besproken
• Welke opmerkingen worden er tijdens het college gedaan door de docent met betrekking tot het tentamen?
  • Er zijn geen opmerkingen over het tentamen gemaakt
• Welke vragen worden behandeld die gesteld kunnen worden op het tentamen?
  • Er zijn geen mogelijke vragen behandeld

Het zenuwstelsel

Het zenuwstelsel kan op verschillende manieren ingedeeld worden:

• Functioneel (somatisch of autonoom)
  • Somatisch
    • Motorisch
    • Sensibel
  • Autonoom
    • Parasympathisch
    • Sympathisch
    • Enterisch
• Anatomisch
  • Centraal
    • Brein
      • Cerebrum/telencephalon: de grote hersenen
        • Heeft een linker en een rechter hemisfeer
      • Diencephalon: koppelstuk tussen de hemisferen en hersenstam
      • Cerebellum: de kleine hersenen
      • Hersenstam
        • Mesencephalon
        • Pons: ligt voor het cerebellum
        • Medulla oblongata: lijkt erg op het ruggenmerg
    • Ruggenmerg
  • Perifeer
    • Craniale zenuwen
    • Spinale zenuwen
    • Ganglia

Zenuwen, banen en neuronen

Een zenuw bestaat uit een bundel afferente of efferente axonen omringd door weefsel en is gelokaliseerd in het perifere zenuwstelsel. Tracten of banen bestaan uit bundels afferente of efferente axonen en liggen in het centrale zenuwstelsel.

De kleine hersenen bevatten 10x zoveel zenuwcellen (neuronen) als de grote hersenen. Deze neuronen genereren actiepotentialen. Neuronen zijn erg gevoelig, hierbij helpen de astrocyten. Een neuron heeft een aantal onderdelen:

• Dendriet
• Soma (cellichaam)
• Axon

Vaak wordt vaak met het woord "neuron" alleen het cellichaam bedoeld.

Een actiepotentiaal wordt langs de axonen vervoerd tot aan de synaps. Hier zorgen neurotransmitters ervoor dat de actiepotentiaal wordt doorgegeven aan het volgende neuron.

Waarnemen en reageren op prikkels:

Zintuigen waarnemen energie uit de omgeving en vertalen dit van membraan- naar actiepotentialen. Deze actiepotentialen gaan via de axonen van het sensibele naar het centrale zenuwstelsel. Op deze prikkels kan maar op 2 manieren gereageerd worden:

• Spier aanzetten
• Klier aanzetten

Gliacellen

Alle andere cellen in het zenuwstelsel heten gliacellen. Er zijn 6 soorten gliacellen:

• In het centraal zenuwstelsel
  • Astrocyten
  • Oligodendrocyten
  • Ependymcellen
  • Microgliacellen
• In het perifeer zenuwstelsel
  • Satellietcellen
  • Schwann cellen

Astrocyten:

De uiteindes van astrocyten liggen over het hele buitenste oppervlakte van het brein:

• Glia limitans perivascularis
  • Ligt om alle bloedvaten heen
  • Onderdeel van de bloed-brein barrière
• Glia limitans superficialis
  • Ligt op de grenzen van de subarachnoïdale holte
  • Onderdeel van de brein-liquor barrière

Astrocyten vormen dus een grens tussen de buitenwereld en de binnenkant van het brein.

Astrocyten bedekken de ongemyeliniseerde axonen met hun uitlopers. Ze zorgen ervoor dat het celmembraan van een neuron (van de soma, dendrieten (m.u.v. synapsen) en axonen) altijd bedekt is → zorgt voor structurele ondersteuning en controle van de ECF door de K⁺-spiegel te controleren. Deze K⁺-spiegel moet altijd dezelfde waarde hebben → belangrijk voor het elektrisch evenwicht van neuronen. Als er ergens te veel kalium is, nemen de astrocyten dit op en geven ze het af.

Oligodendrocyten:

Oligodendrocyten zorgen ervoor dat sommige axonen zijn gemyeliniseerd. De geleidingssnelheid van een axon gaat dan van 1 m/s naar 100 m/s. HIerdoor ontstaat springende geleiding: saltatoire conductie. Oligodendrocyten bedekken dus gemyeliniseerde axonen en astrocyten bedekken ongemyeliniseerde axonen met hun uitlopers.

Ependymcellen:

Ependymcellen hebben verschillende functies:

• Vormen epitheel dat de holtes (ventrikels) in het brein afschermt
  • Dit epitheel heeft cilia die samenwerken en op hetzelfde moment in dezelfde richting bewegen → er ontstaat een vloeistofstroom door de ventrikels
• Vormen een doorlaatbare barrière tussen de CSF (hersenvloeistof) en de ECF (extracellulaire vloeistof)
  • Onder de ependymcellen zit dus nog een laag astrocyten
• Vormen een plexus choroïdeus
  • Hier zijn bloedvaten aanwezig → er wordt een ultrafiltraat van het plasma gemaakt
    • Deze wordt nog een keer bewerkt door ependymcellen en komt aan de andere kant tevoorschijn als CSF (hersenvloeistof)

Microgliacellen:

Microgliacellen zijn opruimers, ze voeren dode cellen af. Het zijn specifieke fagocyten in het centraal zenuwstelsel. In tegenstelling tot de andere cellen in het CZS zijn ze niet gevormd uit neuroectoderm. Als microgliacellen te actief of inactief worden, kunnen ze ziektes veroorzaken. Bij verkeerde activiteit ontstaan er dus problemen in het brein.

Satellietcellen:

Satellietcellen hebben dezelfde functies als astrocyten → omhullen de neuronen. Hierdoor zijn er geen openliggende stukken neuron.

Schwann cellen:

Er zijn 2 typen Schwann cellen:

• Myeliniserende Schwann cellen: maken de myelineschede
• Niet-myeliniserende Schwann cellen: bedekken de ongemyeliniseerde axonen
  • Een Remak bundel bestaat uit 6-10 ongemyeliniseerde axonen die vlak bij elkaar in één Schwann cel wonen

Hersenschors

Sulci en gyri:

De hersenschors is zo groot geworden dat hij niet meer in het hoofd past → wordt in elkaar gefrommeld → slechts 30% van de hersenschors is zichtbaar. Hierdoor bestaat de hersenschors uit sulci en gyri:

• Sulci: gleuven tussen de hersenschors
  • Sulci zijn vrij ondiep, terwijl fissuren diep zijn
    • De oude en nieuwe cortex grenzen aan fissuren
• Gyri: windingen van de hersenschors

Sulci en gyri hebben allemaal een vast patroon en een eigen naam. Belangrijke sulci en gyri zijn:

• Sulcus centralis
• Sulcus lateralis
• Gyrus precentralis
  • Ligt voor de sulcus centralis
  • Hieruit komen alle commando's die uit de hersenschors vertrekken om de dwarsgestreepte skeletspieren aan te sturen
  • Heet ook wel de primaire somatomotorische cortex
• Gyrus postcentralis
  • Ligt achter de sulcus centralis
  • Hier komt alle tactiele zintuigelijke informatie aan in de hersenschors
  • Primaire somatosensibele cortex

Lobben:

Ook wordt het brein grof verdeeld in lobben, vernoemd naar de botten waar ze onder zitten:

• Lobus frontalis
• Lobus pariëtalis
• Lobus occipitalis
• Lobus temporalis

De grenzen tussen de lobben is willekeurig.

Meningen

Het brein heeft geen structurele integriteit → als er ergens tegenaan wordt gestoten, gaat het brein schudden. Om te voorkomen dat het brein tegen de wand aanknalt, is er hersenvloeistof (CSF, cerebrospinale vloeistof) → het brein drijft in de schedel om schokken te dempen. In de schedel zitten gaten voor de bloedvaten en zenuwen. Deze moeten afgedicht worden om ervoor te zorgen dat de vloeistof niet ontsnapt. Dit gebeurt met bindweefselvliezen: de meningen. Van buiten naar binnen zijn dit:

• Dura mater
  • Volgt de contour van de schedel
  • Pachymeninx: dik, stevig en taai vlies
  • Verkleefd met periost: een bindweefsellaag op de oppervlakte van het bot → de dura bestaat uit 2 lagen
    • Periosteale laag: dura samen met het periost
      • Dit is de dikkere laag
    • Meningeale laag: de dura mater proper
      • De dura laag zelf
    • Deze lagen zijn in de wervelkolom niet aanwezig
• Arachnoïdea
  • Volgt soms de contour van de schedel, soms van het brein
  • Leptomeninx: zacht vlies
• Pia mater
  • Volgt de contour van het brein
  • Leptomeninx: zacht vlies

Tussen de meningen liggen de volgende ruimtes:

• Epidurale ruimte
  • Tussen de dura mater en de schedel
  • Virtueel omdat de dura mater aan het bot vastzit
    • Bestaat wel in de wervelkolom
• Subdurale ruimte
  • Tussen de dura mater en de arachnoïdea
  • Virtueel
• Subarachnoïdale ruimte
  • Tussen de arachnoïdea en de pia mater
  • Bestaat uit 2 lagen die verbonden zijn via subarachnoïdale trabecula
    • Eén laag tegen het brein aan, één laag tegen de pia mater
  • Hier liggen bloedvaten en bevindt zich CSF

Dura zak:

Het ruggenmerg ligt in het canalis vertebralis in de op elkaar gestapelde ruggenwervels.

Hieromheen zit de dura mater, die een continue zak vormt → de dura mater proper/dura zak. De dura ligt, in tegenstelling tot in de schedel, in de wervelkolom los van het bot → de epidurale ruimte is dus niet virtueel. Deze is gevuld met vet en arteriën.

De dura zak eindigt ongeveer ter hoogte van de wervel S2. De onderkant van deze zak zit met het filum terminale vast aan de onderkant van het wervelkanaal. Ter extra bevestiging zit er rond de spinale zenuwen een hulsje van dura. Als een spinale zenuw uit het wervelkanaal komt, zit het hulsje vast aan een gaatje: het foramen vertebrale. Omdat de dura zelf niet vast zit, kunnen de wervels bewegen maar blijft de dura zak zelf gecentreerd in het wervelkanaal.

Het ruggenmerg wat in de dura zak zit wordt verankerd door ligamenta denticulata, een soort tandjes. Dit zijn uitsteeksels van de pia mater die door de arachnoïdea heen gaan. Het ruggenmerg zelf zit met een aparte filum terminale vast aan de onderkant van de dura zak.

Hematomen:

Er zijn 3 soorten hematomen die in het brein kunnen optreden:

• Epiduraal hematoom
  • T.g.v. een trauma
  • Als een arterie, die het bot voedt, afscheurt, loopt de epidurale ruimte vol met bloed → de dura scheurt los van het bot → epiduraal hematoom
  • Meestal lensvormig en goed afgegrensd
  • Over het algemeen stopt de bloeding op de plek waar de suturen zitten → hier zit de dura extra goed vast aan het bot
  • Als een vene scheurt heeft dit minder gevolgen omdat de druk hier een stuk lager zit
• Subduraal hematoom:
  • T.g.v. een trauma
  • Arachnoïdeale venen steken over door het dura, richting het bot → door bijv. een klap kunnen deze afscheuren
  • Er ontstaat een bloeding in de subdurale ruimtes
  • Altijd veneus en minder goed afgegrensd
• Subarachnoïdaal hematoom:
  • T.g.v. een malformatie van de arteriën die aan het oppervlak van het brein liggen → een aneurysma
  • Omdat er geen weefsel omheen ligt, blijft de bloeding doorgaan
  • Treedt vooral op bij mannen tussen de 50 en 60 jaar
  • Altijd arterieel en weinig aan te doen.

Dura duplicatuur:

Twee lagen dura mater vormen dura duplicatuur. Hier raakt de dura los van het periost en gaat als een flap tussen de twee hemisferen naar beneden, draait om en gaat weer omhoog. Er zijn dus twee lagen dura die tegen elkaar aangeplakt tussen de beide hemisferen zitten. Hierdoor worden de schedelholten onderverdeeld in 2 tussenholtes/subholtes:

• Falx cerebri
  • Tussen de cerebrale hemisferen → scheidt de linker van de rechter hemisfeer
  • Precies in het midden van de schedelholte
• Tentorium cerebelli
  • Tussen het cerebrum en cerebellum
  • Zorgt voor ondersteuning van de lobus occipitalis van de grote hersenen
    • Anders zou deze druk uitoefenen op de hersenstam → het ademhalingscentrum stopt
    • Verlengt de middelste schedelgroeve van achteren

Er zijn dus 3 ruimtes:

• Een linkerholte voor de linker hemisfeer
• Een rechterholte voor de rechter hemisfeer
• Onder het tentorium cerebelli een ruimte voor de hersenstam en het cerebellum

Veneuze sinussen:

Op een gegeven moment raakt de dura duplicatuur los van elkaar, waardoor er een bloedvat tussen kan liggen. In de dura duplicatuur liggen dus veneuze sinussen. Deze sinussen hebben geen normale bloedvatwand → worden alleen maar omgeven door endotheel. Al het veneuze bloed wat uit het brein komt, komt in de sinussen:

• Sinus sagittalis superior: in de bovenwand van de falx cerebri
• Sinus sagittalis inferior: in de onderwand van de falx cerebri
• Sinus rectus: in de bovenwand van het tentorium
  • Verbindt de sagittalis superior en inferior
• Sinus transversus: in de achterwand van het tentorium
  • Gaat over in de sinus sigmoïdeus, die overgaat in de vena jugularis interna
• Sinus cavernosus: rondom de hypofyse
  • Het warmte uitwisselingssysteem: retermirabele
  • Hier loopt de arteria carotis interna en een aantal zenuwen doorheen
  • Bevat veel trabekels → bloed gaat heel langzaam door de weerstand
  • Staat in verbinding met de neus: bloed vanuit de buitenkant (neus) gaat naar binnen → een steenpuist op de neus kan een bacteriële infectie (abces) geven
  • Bloed wordt gekoeld voordat het naar het brein gaat
  • Het arteriële deel bestaat niet meer, het veneuze deel nog wel

Cisterna:

De subarachnoïdale ruimte omhult het hele brein en is gevuld met CSF. Normaal is de subarachnoïdale ruimte 1-2 mm diep, maar er zijn plaatsen waar het dieper is. Op deze plaatsen kan makkelijk CSF "afgetapt" worden. Een aantal van deze plaatsen zijn:

• Cisterna magna: onder het cerebellum
• Cisterna ambiens: boven het cerebellum
• Cisterna interpenduncularis: boven de pons
• Cisterna lumbalis: onder de dura zak

Ventrikels

Ventrikels ontstaan tijdens de ontwikkeling van het brein. Uit de tussenhersenen komen blazen tevoorschijn: de toekomstige hemisferen van de grote hersenen. De ventrikels gaan uiteindelijk de vormen van deze blazen volgen. Ze ontstaan uit holtes van de neurale buis. Er zijn verschillende ventrikels:

• 2 laterale ventrikels
  • C-vormig
  • Wordt onderverdeeld in:
    • Voorhoorn in de lobus frontalis
    • Achterhoorn in de lobus occipilatis
    • Onderhoorn in de lobus temporalis
  • In nauwe verbinding met de derde ventrikel
• Derde ventrikel
  • Diencephalon
  • Het meest complex
• Aquduct
  • Mesencephalon
• Vierde ventrikel
  • Piramide-vormig
  • Gaat over in het centrale kanaal
  • Heeft openingen:
    • Luschka's foramen: twee laterale openingen aan de zijkant
    • Magendie's foramen: één mediale opening in het dak
• Centrale kanaal
  • Loopt in het ruggenmerg naar beneden

Liquoir circulatie:

Er zijn twee plexus choroideus, plekken waar liquoir wordt gemaakt uit arterieel bloed:

• In het dak van de derde ventrikel
• In de vloer van de laterale ventrikels
• In het dak van de vierde ventrikel
  • Is hier ruitvormig, stulpt uit door de openingen en komt aan de buitenkant van het brein terecht
    • Deze plexus is van onderen te zien aan de buitenkant van het brein en heet Bochdalek's flower basket

Een plexus choroideus produceert vloeistof in de richting van de ventrikel:

1. Bij de 4e ventrikel is er een doorgang van de ventriculaire holte naar de subarachnoïdale ruimte
2. De vloeistof circuleert buiten het brein
3. Bovenaan komt het via een afvoersysteem terecht in het veneuze bloed

Omdat de druk in het liquoirsysteem hoger dan de druk van het veneuze systeem is, is het veneuze systeem ook een afvoer. De liquoir komt vanuit de subarachnoïdale ruimte via granulationes arachnoidalis (uitstulpkinjes van arachnoïd) de venen in. Er is dus liquoir circulatie:

• In totaal is er in de ruimte 150 ml aan liquoir
• Er wordt 500-600 ml liquoir per dag geproduceerd → het wordt bijna 4x per dag ververst

Het is dus belangrijk dat de afvoer goed werkt. Als dit niet zo is, is er sprake van hydrocefalie: een waterhoofd. Dit wordt behandeld met een drain.

Arterieel systeem

Het brein wordt gevoerd door 2x2 arteriën:

• Arteria carotis interna (2x)
• Arteria vertebralis (2x)

Bij het afsluiten van de zuurstof vanuit de circulatie beginnen de neuronen binnen 1-2 minuten af te sterven. 25% van het bloed vanuit het hart gaat naar het brein.

Uiteindelijk gaan de arteriën vertakken en bevinden ze zich in de subarachnoïdale ruimte.

Arteria carotis interna:

De vertakking van de arteria carotis interna verloopt ingewikkeld:

1. De arteria carotis interna gaat door het rotsbeen de schedel in
   • Hier zitten een aantal structuren, waaronder het gehoor- en evenwichtsorgaan
2. De arteria carotis interna gaat door het petrosale bot (pars petrosa)
3. De arteria carotis interna gaat door de sinus cavernosus
4. De arteria carotis interna maakt een scherpe bocht (zwanenhals): de carotis siphon
5. De arteria carotis interna splitst in 2 eindtakken:
   • Arteria cerebri anterior
     • Voorzien het mediale oppervlak van de lobus frontalis en de lobus pariëtalis van bloed
   • Arteria cerebri media
     • Voorziet de hele laterale zijde van bloed → het grootste bloedvat
       • Voorzien ook de spinale ganglia van bloed

Arteria vertebralis:

De vertakking van de arteria vertebralis verloopt als volgt:

1. De arteria vertebralis gaat langs de wervelkolom door de dwarsuitsteeksels van de cervicale wervels
2. De arteria vertebralis draaien door het achterhoofdgat (foramen magnum) naar binnen
3. De arteria vertebralis fuseren → vormen de arteria basilaris
4. De arteria basilaris over het onderhoofdoppervlakte van de hersenenstam omhoog
5. De arteria basilaris splitst zich in twee eindtakken → de arteria cerebri posterior
   • Voorzien het cerebrum van bloed → het mediale oppervlak van de occipitale lobus en de onderkant van de lobus temporalis en lobus occipitalis

Cirkel van Willis:

Het carotissysteem en is links en rechts met elkaar verbonden en is ook verbonden met de cerebri posterior. Hierdoor ontstaat er een cirkel van vaten: de cirkel van Willis. Deze bestaat dus uit:

• Arteria cerebri posterior
• Arteria cerebri media
• Arteria cerebri anterior
• Ramus communicans posterior

Normaal gesproken stroomt er door de ramus communicans posterior geen bloed. Echter gebeurt dit wel als er in de arteria carotis een obstructie optreedt:

1. De druk daalt
2. Door het drukverschil gaat er toch bloed door de communicerende vaten stromen
3. De communicerende vaten worden steeds groter → het dichtslibben van de arteria carotis interna wordt met de ramus communicans posterior opgevangen

Dit systeem werkt alleen bij een langzame obstructie, bij een acute obstructie werkt dit niet.

Hersenvlies:

Bovenstaande arteriën voorizen alleen het brein van bloed. Er is een aparte arterie voor de hersenvliezen (meningen): de arteria meningea media. Deze loopt achter de slaap langs.

Ruggenmerg:

Er zijn 3 arteriën die bloed naar het ruggenmerg voeren, die vanuit het brein met de lengte van het ruggenmerg naar beneden lopen:

• Arteria spinalis anterior
• Arteria spinalis posterior dextra
• Arteria spinalis posterior sinistra

Deze lopen door de subarachnoïdale ruimte en hebben vertakkingen die naar het ruggenmerg gaan. In het ruggenmerg hebben ze anastomoses met arteriën die op verschillende punten het ruggenmerg inkomen:

• Arteria medullaris segmentalis anterior
• Arteria medullaris segmentalis posterior

Het bloed dat via de 3 longitudinale arteriën naar binnenkomt, is onvoldoende om het ruggenmerg voorbij de cervicale wervels te onderhouden. Het grootste deel van de bloedtoevoer na de cervicale wervels wordt gedaan door:

• Arteria radicularis anterior
• Arteria radicularis posterior

Deze arteriën ontspringen uit de aorta en lopen langs de dorsale en ventrale wortels door het ruggenmerg.

Er is één grote segmentale tak: de grote segmentale arterie van Adamkewiecz. Deze ontspringt meestal tussen L1 en L2. Dit wordt gezien als de enige radiculaire arterie die een anastomose met de spinale arteriën vormt, maar eigenlijk is dit een segmentale arterie.  

Als het ruggenmerg wordt dichtgedrukt (bijv. bij oude mensen rondom de nek), ontstaan er osteofyten: botstukjes aan de wervels die tegen het ruggenmerg aan drukken. Hierdoor krijgen de "eindwijtjes" het als eerste benauwd. Hier ligt ook de belangrijkste motorische baan, die alle skeletspieren aanstuurt. Als er verlamming van bijv. de benen optreedt, kan het zijn dat het probleem in de nek ligt.

Venen

Veneuze drainage van het brein verloopt als volgt:

1. Oppervlakkige venen in de subarachnoïdale ruimte draineren het veneuze bloed van het brein
2. Uiteindelijk komt het bloed in de veneuze sinussen terecht
3. De veneuze sinussen komen samen in een punt: het confluens sinuum
4. Het bloed komt in de sinus transversus terecht
5. Het bloed komt in de sinus sigmoïdalus terecht
6. Het bloed komt in de vena jugularis terecht