Pia mater: Definition, Anatomie, Menignitis

Die Pia mater ist ein weiches Gewebe, welches das Gehirn und das Rückenmark umgibt. Damit bildet sie einen Teil der Hirnhäute (Meningen). Dieser Artikel beschäftigt sich ausführlich mit der Anatomie der Pia mater und geht zum Schluss auf die Grundlagen der Meningitis, einer Hirnhautentzündung ein.

Pia mater – Definition

Die Pia mater zählt zu den weichen Hirnhäuten (Meningen), der sogenannten Leptomeninx. Sie beschreibt eine Schicht aus Bindegewebe, die direkt auf dem Gehirn und dem Rückenmark anliegt.

Pia mater – Anatomie

Grundbestandteil der Pia mater ist weiches Bindegewebe, welches von zahlreichen Blutgefäßen durchzogen ist. Gemeinsam mit der Arachnoidea mater, der Spinngewebshaut, bildet sie die Leptomeninx. Der Spalt zwischen diesen beiden Schichten nennt sich Subarachnoidalraum, welcher mit Liquor cerebrospinalis gefüllt ist. Er bildet den äußeren Liquorraum. Gleichzeitig bedeutet das, dass sich die Pia mater eindeutig von der Arachnoidea mater abgrenzen lässt.

Neben dem Liquor ziehen im Subarachnoidalraum die oberflächlichen Venen und Arterien des Gehirns und des Rückenmarks entlang. Lediglich die sogenannten Brückenvenen ziehen vom Subarachnoidalraum durch die Arachnoidea und Dura Mater hindurch zur Sinus durae matris.

Embryologisch entsteht die Pia mater aus dem Ektoderm. Dieses bildet im Verlauf die Neuralleiste, welche anschließend Mesenchymzellen des Kopfmesektoderms bilden. Aus diesen Zellen entstehen sowohl die Arachnoidea als auch Pia mater.

Topographisch kann man die Pia mater encephalis, welche das Gehirn umgibt, von der Pia mater spinalis des Rückenmarks abgrenzen.

Pia mater encephali

Die Pia mater encephali bedeckt mit ihrem dünnen Bindegewebe und den darin enthaltenen Blutgefäßen direkt die Sulci und Gyri des Hirns. Dabei lassen sich wiederum zwei Schichten unterscheiden, die Lamina interna piae und die Lamina externa piae.

Die Lamina interna, also die “innere” Schicht, liegt auf der Membrana limitans gliae superficialis (Gliagrenzmembran). Dabei handelt es sich um eine Gewebsschicht der Hirnoberfläche, welche von den Astrozyten gebildet wird. Die breiten Fortsätze dieser Zellen bilden gemeinsam mit einer anliegenden, teils lückenhaften Basalmembran die äußere Grenze des Hirngewebes. Weitere Bestandteile der Schicht sind locker verbundene Kollagenfibrillen und einzelne Meningealzellen, welche Fibroblasten ähneln.

Die Lamina externa enthält ein breites System an Bündeln von Kollagenfibrillen, die verschiedene Durchmesser aufweisen. Daneben finden sich Meningealzellen, Makrophagen und Lymphozyten. Ein weiteres Charakteristikum ist die Verbindung mit der Adventitia, einer Wandschicht von größeren Blutgefäßen. Durch diese Anbindung kann die Pia mater den Blutgefäßen bis in die Hirnsubstanz folgen, was sie von anderen Hirnhäuten abgrenzt. Die Pia mater, welche den Gefäßen folgt und damit intrazerebral und perivaskulär liegt, bildet einen Hohlraum, der sich Virchow-Robin-Raum nennt.

Der Virchow-Robin-Raum ist mit Flüssigkeit gefüllt und nimmt eine zentrale Rolle der Flüssigkeitszirkulation im zentralen Nervensystem ein. Vermutlich übernimmt er damit die Funktion des eigentlich fehlenden Lymphsystems. Weiterhin stellt er die Kommunikation zwischen dem Extrazellulärraum des Hirngewebes mit dem Subarachnoidalraum und den Lymphgefäßen außerhalb des Gehirns sicher. Er ist auch Teil der Blut-Hirn-Schranke.

Es besteht des Weiteren eine Abgrenzung der Pia zum Subarachnoidalraum durch das Leptomeninx-Mesothel, eine kontinuierliche Zellschicht, welche dem Mesothel ähnelt. Zwischen den Zellen bilden sich Tight Junctions, Gürteldesmosomen (Zonulae adherentes) und Gap Junctions aus. Dennoch stellt das Mesothel damit keine Diffusionsbarriere dar. Es reicht zusätzlich bis zur Arachnoidea und ist damit Bestandteil des gesamten Subarachnoidalraums.

Tela choroidea

Das Gewebe der Pia bildet einen speziellen Abschnitt aus, die Tela choroidea. Das Bindegewebe funktioniert hierbei als Lamina propria der Plexus choroidei, welche sich in den Hirnventrikeln befinden und für die Bildung und Resorption des Liquors verantwortlich sind. Ein Teil des Plexus choroidea ist die Taenia choroidea, der Punkt, an der der Plexus angeheftet ist. Hier geht die Basalmembran des eigentlichen Plexusepithels in das Piaepithel über.

Pia mater spinalis

Analog zur Pia encephali, lässt sich die Pia spinalis in zwei Blätter unterteilen. Man unterscheidet hier die Lamina interna von der Lamina externa, welche auch Epipia genannt wird. Die Lamina externa besteht aus Kollagenfasern und elastischen Fasern, welche scherenartig das Rückenmark umhüllen. Zur Sicherung der Stabilität und Festigung wird die Pia am Ligamentum denticulatum, an der Fissura mediana anterior und den Austrittsstellen der spinalen Nervenwurzeln verstärkt ausgebildet.

Das Filum terminale, welches sich durch die Cauda equina erstreckt, ist ebenfalls von der spinalen Pia bedeckt. Sie verwächst schlussendlich mit der Dura mater.

Versorgung mit Blut

Sowohl die Pia mater spinalis als auch die Lamina externa der Pia mater encephali besitzen je ein eigenes Kapillarsystem. Das System der Lamina externa fließt in die oberflächlichen Hirnvenen, wobei die Endothelzellen ähnliche Eigenschaften wie die Blut-Hirn-Schranke aufweisen. Lymphgefäße existieren hier nicht. Nerval wird die Pia über Nervengeflechte, die neben den Gefäßen entlanglaufen (perivaskulär), versorgt.

Das System der spinalen Pia wird durch die Arteriae radiculopiales  versorgt. Dabei handelt es sich um Arterien, welche den Rami spinales vorgeschalteter Arterien entspringen. Die Endäste bilden Anastomosen mit den Arteriae radiculomedullares. Auch hier sind keine Lymphgefäße vorhanden. Rami meningei der Spinalnerven übernehmen die Aufgabe der Innervation.

Pia mater – Klinik

Klinisch relevant ist die Pia vor allem im Rahmen einer Meningitis (Hirnhautentzündung) sowie Krankheitsbilder in Zusammenhang mit dem Subarachnoidalraum.

Eine Meningitis kann von Bakterien oder Viren verursacht werden, wobei die virale Meningitis etwas häufiger ist. Die klassische meningitische Symptomtrias präsentiert sich mit Kopfschmerzen, Meningismus und hohem Fieber. Auch Übelkeit, Erbrechen und andere Symptome können auftreten. Bei unbekannter Ursache nimmt man für die Therapie zunächst Blutkulturen ab und gibt bei kompliziertem Verlauf sofort Dexamethason und eine kalkulierte Antibiotikatherapie. Anschließend erfolgt eine Bildgebung und eine Lumbalpunktion mit Liquordiagnostik.

Im Subarachnoidalraum kann es zu einer Blutung kommen, der Subarachoidalblutung. Sie ist oft die Folge einer Aneurysmaruptur. Dabei blutet es in den mit Liquor gefüllten Subarachnoidalraum, woraufhin der intrakranielle Druck ansteigt. Kopfschmerzen, Vigilanzminderung und ein Meningismus sind die Leitsymptome.