Ostre zaburzenia czynności

Ostre zaburzenia czynności

mózgu

mózgu

Katedra Patofizjologii CM

UJ

2006/07

Wspólną drogą końcową ostrych

Wspólną drogą końcową ostrych

zaburzeń czynności mózgu są obrzęk

zaburzeń czynności mózgu są obrzęk

mózgu i wzrost ICP

mózgu i wzrost ICP

Funkcjonowanie bariery

Funkcjonowanie bariery

krew-mózg w chorobach mózgu

krew-mózg w chorobach mózgu

Wzrost objętości i ciśnienia

Wzrost objętości i ciśnienia

płynu mózgowo-rdzeniowego.

płynu mózgowo-rdzeniowego.

Jama czaszki zawiera:

 krew (10%),

 tkanka (80%) i

 płyn mózgowo-rdzeniowy (10%).

Ciśnienie śródczaszkowe (ICP) 0-15 mm Hg.

Hipoteza Monro-Kellie

Hipoteza Monro-Kellie :

Objętość każdego stała, zmienia w niewielkim stopniu.
ICP stałe ponieważ zwiększenie objętości jednego powoduje spadek

pozostałych.

CSF i krew

pierwsze kompensują

wzrost ICP.

↑

objętości krwi –

rozszerzenie naczyń,

utrudnienie odpływu

↑ objętości tkanki

– guz mózgu,

obrzęk, krwotok

↑

objętości CSF

– nadmierna produkcja,

spadek absorpcji żylnej

lub utrudnienia krążenia

Hipoteza Monro-Kellie

Hipoteza Monro-Kellie

Autoregulacja mózgowa

Autoregulacja mózgowa

Autoregulacja mózgowa

Autoregulacja mózgowa

60

16
0

Średnie ciśnienie

tętnicze

(MABP)

Utrata
autoregulacji

Autoregula
cja

PaCo2 mm Hg CBF=CPP/60-150
mmHg

Utrata
autoregulacji

Wpływ ciśnienia śródczaszkowego (ICP)

na ciśnienie perfuzyjne (CPP)

Ciśnienie perfuzyjne (CPP) = MABP – ICP

CPP = gradient pomiędzy ciśn. t. szyjnej wew. a żyłami

podpaj.

Prawidłowo CPP = 70 – 100 mm Hg

Ischemia : CPP < 50 mm Hg.
Najbardziej wrażliwe na hipoksję neurony korowe.
Późny wskaźnik- wzrost ICP – ostatnia linia obrony.

MABP- mean arterial blood pressure

Najczęstsze przyczyny zaburzeń

Najczęstsze przyczyny zaburzeń

świadomości

świadomości

Pierwotne zaburzenia

świadomości

(bezpośrednie uszkodzenie

mózgu)

• Choroby układu

nerwowego

• udar mózgu,

• krwotok podpaj.

• zapalenie opon i

mózgu,

• urazy czaszkowo-

mózgowe,

• guz mózgu,

• padaczka

Najczęstsze przyczyny zaburzeń

Najczęstsze przyczyny zaburzeń

świadomości

świadomości

Wtórne zaburzenia świadomości

(uszkodzenie mózgu w przebiegu chorób ogólnoustrojowych lub

narządowych)

• Zatrucia (CO, Barbiturany, środki

nasenne, leki uspokajające,narkotyki)

• Czynniki fizyczne

• Wstrząs

• Zaburzenia krążenia ( arytmie,

wstrząs)

• Zaburzenia metaboliczne i

endokrynologiczne

• Zatrucie wewnątrzpochodne

• Hipoglikemia

• Śpiączki hormonalne.

• Zaburzenia gospodarki wodno-

elektrolitowej i równowagi kwasowo-

zasadowej.

Uszkodzenie mózgu przez hipoksję

Uszkodzenie mózgu przez hipoksję

• Mózg 2 % wagi, 20% zużycia tlenu

• Hipoksja - spadek pO

2

przy utrzymanym przepływie

krwi (Wysokość, zatrucie CO, anemia)

• Tolerancja na przewlekłą hipoksję

•

• Objawy: euforia, upośledzenie i braki koncentracji,

utrata przytomności, drgawki - ostra hipoksja.

• Anoksja - zatrzymanie akcji serca - ischemia.

• Ischemia:

miejscowa mózgu (udar ischemiczny),

uogólniona mózgu- cardiac arrest

Obrzęk mózgu

Obrzęk mózgu

Obrzęk mózgu –

wzrost zawartości wody w tkance mózgowej.
Wzrost objętości przestrzeni śródkomórkowej lub
pozakomórkowej.

Skutki wspólne - urazu, udaru, zapalenia,
krwotoku, guza, niedokrwienia, i hipoksji.

Powoduje:

• wzrost ICP
• zmiany światła naczyń
• przesunięcia tkanki mózgowej
• wgłobienia

ETIOLOGIA OBRZĘKU MÓZGU

ETIOLOGIA OBRZĘKU MÓZGU

Neurologiczne

- udar ischemiczny i krwotoczny.

Guzy, meningitis, encefalitis , tbc.

Pozaneurologiczne

• Kwasica
• Nadciśnienie,
• Encefalopatia wątrobowa, zespół Reya.
• Zatrucie CO, Pb
• Narkomania
• Obrzęk związany z dużą wysokością HACE
• Ukąszenia węży,gadów.

Rosenberg. Butterworth, Heinman 2000.

Najczęstsze postacie obrzęku mózgu

Najczęstsze postacie obrzęku mózgu

Guzy mózgu
Ropień mózgu
Otoczenie zawału

mózgu

Urazowe i

nieurazowe

krwawienie

śródczaszkowe

Choroby mózgu:

urazy czaszkowo-mózgowe,
zapalenie mózgu,
krwotok podpajęczynówkowy,
stan padaczkowy

Choroby ogólnoustrojowe i narządowe:

ostre niedotlenienie
wstrząs, ostra niewydolność
krążenia,
zatrzymanie akcji serca
hipoglikemia,
nadciśnienie tętnicze,
serce płucne,
reakcje alergiczne,

promieniowanie jonizujące

Obrzęk półkuli

Obrzęk rozlany mózgu

Obrzęk mózgu

Obrzęk mózgu

WAZOGENNY-

Uszkodzenie bariery. Nagromadzenie Na

+

H2O w

substancji białej okołokomorowej. Meningitis subs.

biała. BBB uszkodzona. Klazo I Berlin 1985.

CYTOTKSYCZNY-

uwalnianie cytotoksyn neutrofile, bakterie, obrzęk

komórek – uszkodzenie BBB, guzy, ischemia, krwotok,

uraz. Dotyczy subs. szarej, przesunięcie półkul

wgłobienie

ŚRODMIĄŻSZOWY-

Wodogłowie. Nagromadzenie Na i H2O

okołokomorowe - w substancji białej przykomorowej-

meningitis. (śródmiąższowy).

Niedokrwienny, ischemiczny = wazogenny +

cytotoksyczny.

Braunwald. McGraw Hill 2001

Patomechanizmy obrzęku mózgu

cytotoksyczny

Patomechanizmy obrzęku mózgu

naczyniowy

Obrzęk mózgu : porównanie

• Obrzęk cytotoksyczny

• Wczesna faza ischemii

• Zatrucia ( np. izoniazyd)

• Zesp Reya

• Ciężka hipotermia

• Proces odwracalny , rozwija

się w tempie : minuty –

godziny

• Niedotlenienie zwalnia

transport błonowy sodu i

wapnia

• Akumulacja sodu w komórce,

napływ wody do komórki,

ucieczka potasu z komórki

• Wzrost wapnia w komórce

aktywuje fosfolipazę i uwalnia

kwas arachidonowy prowadząc

do wzrostu produkcji i

uwalniania toksycznych FR

• Obrzęk neuronów, komórek

gleju, endotelium

• Obrzęk naczyniowy

• Guzy, urazy zapalenia

ogniskowe mózgu

• Późna faza ischemii

• Proces nieodwracalny ,

rozwija się w tempie :

godziny – dni

• Wzrst płynu

pozanaczyniowego z

powodu przecieku z kapilar

• Ucieczka białek przez

naruszone połączenia

endotelialne

• Może powodować

przesunięcie półkuli –

przepuklinę mózgową

Obrzęk mózgu

Obrzęk mózgu

Objawy: stupor, coma – zawał mózgu, martwica tkanki.

Wpływ na neurony : hipopolaryzacja pre i

postsynaptyczna

•

Otwarcie woltażowo-sterowanych kanałów

Ca++

•

Uwolnienie transmiterów

•

Depolaryzacja.

Patofizjologia obrzęku mózgu

Patofizjologia obrzęku mózgu

na poziomie komórkowym

na poziomie komórkowym

1. Uwalnianie glutaminianów.
2. Otwarcie kanałów Na i Ca.
3. Wzrost gradientu osmotycznego-obrzęk
4. Uruchomienie kaskady cytotoksycznej.
5. Odpowiedź zapalna - geny c-fos i c-jun.
6. Mikroglej- produkcja -wolne rodniki i

proteazy

Wzrost ciśnienia

Wzrost ciśnienia

śródczaszkowego/ICP)

śródczaszkowego/ICP)

• Prawidłowo ICP 5-15 mmHg H2O
• Do utrzymania prawidłowego ICP

przy wzroście zawartości inne
składowe muszą zmniejszyć objętość.

• CSF i BV spada –kompensacja

wzrostu

• po wyczerpaniu kompensacji wzrost

ICV powoduje wzrost ICP

Wzrost ciśnienia śródczaszkowego

• Skutki- spadek perfuzji - ischemia-hipoksja -

objawy neurologiczne zaburzenia
przytomności

• Przesunięcie tkanki mózgowej wgłobienie-do

obszarów o niższym ciśnieniu.

• Spadek perfuzji pogorszenie ischemii i

hipoksji

• Ustanie przepływu krwi

Skutki wzrostu ciśnienia

Skutki wzrostu ciśnienia

śródczaszkowego

śródczaszkowego

ICP:
• wywołuje objawy, ale nie powoduje uszkodzenia

neuronów przy utrzymaniu przepływu krwi

• uszkodzenie mózgu przy przemieszczeniu lub

wgłobieniu

Objawy:
• Ból głowy- nasilenie przy zgięciu karku-powolny

wzrost ICP

• Wymioty - ostry wzrost ICP
• Obrzęk tarczy nerwu wzrokowego (Papilloedema) ,

CSF upośledza odpływ krwi żylnej i transport
aksonalny w neuronach n. wzrokowego.

Zależność ciśnieniem płynu

Zależność ciśnieniem płynu

ICP/CSF

ICP/CSF

Encefalopatia nadciśnieniowa

Encefalopatia nadciśnieniowa

• Zaburzenia czynności mózgu w stanach patologicznych związanych z

nadciśnieniem

• Często poprzedzone gwałtownym wzrostem ciśnienia tętniczego (BP)
• Gwałtowny wzrost BP skutkuje miejscowym skurczem naczyniowym i

niedokrwiennym uszkodzeniem neuronów oraz ścian naczyń

włosowatych

• Prawdopodobnym skutkiem może być obrzęk mózgu ( nie zawsze!)
• W przewlekłym nadciśnieniu podnosi się próg autoregulacji mózgowej
• Utrata autoregulacji przepływu mózgowego po przekroczeniu progu

Klinika:

Ból głowy z wymiotami , drgawki padaczkopodobne, spłatanie , śpiączka

,Upośledzenie widzenia, objawy ogniskowe: afazja, niedowład

połowiczy, ICF podwyższone (możliwy obustronny obrzęk tarczy nerwu

wzrokowego)

Prawidłowa
tarcza nerwu
wzrokowego

Obrzęk tarczy
nerwu
wzrokowego

Zaburzenia oddychania w obrzęku

mózgu

1.

Oddychanie Cheyne-Stokesa
dysfunkcja miedzymózgowia.Uszkodzenia = nadnamiotowe i
metaboliczne.

2.

Hyperwentylacja neurogenna-hyperpnoe.
Uszkodzenie=górny most i śródmózgowie.Uraz,ICP.

3.

Apneusis –
uszkodzenia = Ośrodek oddechowy /most/.anoksja,
meningitis, hipoglikemia.

4.

Oddychanie klasterowe-
uszkodzenia= Dolny most i górny odcinek rdzenia
przedłużonego. Wgłobienie.

5. Ataksja oddechowa - /wolne nieregularne/-

uszkodzenie neurony rdzeniowe ośrodka oddechowego.Uraz

PODSTAWY PTF LECZENIA OBRZĘKU

MÓZGU

Usunięcie - hiperkapnia, hipoksji, hipertermii,

kwasicy, hipotensji i hipowolemii.

1. OSMOTERAPIA- mannitol, glicerol.
2. DIURETYKI - kortykosterydy, BBB.
3. HYPERWENTYLACJA- 30 mmHg ?
4. INNE - barbituraty, pochodne prokainy THAM
5. CHIRURGIA - kraniotomia dekompresyjna.

North B. Heinemann Medical Books.2003.

Homeostaza mózgu

Homeostaza mózgu

• Przepływ krwi/do potrzeb metabolicznych

/autoregulacja/ - utrzymanie ciśnienia
perfuzyjnego (CPP) i objętości krwi
śródczaszkowej

• Uraz - 3 rodzaje stanów z przepływem krwi
1. Spadek CPP i objętości krwi
2. CPP prawidłowe wzrost ICP, spadek objętości

krwi

3. Wzrost CPP powodujący wzrost objętości krwi

Udar mózgu

Udar mózgu

Udar mózgu

Udar mózgu

początek

martwica

Ischemiczna

penumbra

Penumbra w udarze mózgu

Penumbra w udarze mózgu

• Jest to ischemiczna/niedokrwienna strefa

otaczająca ognisko martwicy (halo) komórek o
minimalnej perfuzji. Aktywność metaboliczna
/elektryczna komórek mózgu uszkodzona, ale
strukturalna integralność utrzymana.

• Przeżycie komórek tej strefy zależy od;

– czasu powrotu przepływu krwi
– ilości uwolnionych produktów toksycznych
– stopnia obrzęku mózgu
– zmian lokalnego przepływu krwi.

Udar mózgu

Udar mózgu

Udar mózgu

Udar mózgu

24
godziny

martwica

Ischemiczna
penumbra

Odwracaln

Odwracaln

y

y

Czas trwania ischemii

Czas trwania ischemii

Czas trwania ischemii

Czas trwania ischemii

0

2
0

5
0

Prawidłowy przepływ i
funkcja

Niski przepływ, wzrost extrakcji O2, norma
funkcja

Nieodwracal

Nieodwracal

ny spadek

ny spadek

funkcji

funkcji

C

B

F

(m

l/

1

0

0

g

b

ra

in

)

czas

Podział zaburzeń

Podział zaburzeń

świadomości

świadomości

Stan pomroczny

(obnubilatio)

Stan majaczenia

(delirium)

Stan splątania (amentia)
Stan oneiroidalny

(snopodobny)

Śpiączka (coma)
Sopor (semicoma)
Senność (somnolentia)
Przedsenność

(praesomnolentia)

Zaburzenia jakościowe

Zaburzenia ilościowe

PADACZKA

(Epilepsia)

Definicja padaczki

• Padaczka jest przewlekłą chorobą cechującą

się występowaniem nie prowokowanych

napadów-stereotypowych epizodów o nagłym

początku w czasie których mogą występować

zaburzenia:

• Świadomości
• Zachowania się , emocji
• Czynności ruchowych, czuciowych

,wegetatywnych.

• Potwierdzenie>2 napady w odstępie >24

godz.

Co to znaczy padaczka ?

• Padaczka nie jest jednostką chorobową , lecz

zespołem objawów somatycznych ,
wegetatywnych i psychicznych, który może
występować na podłożu różnych zmian
morfologicznych i metabolicznych mózgu.

• W Polsce liczba chorych na padaczkę to około 400

000.

• Nagła niespodziewana śmierć SUDEP 1;100 osób

ETIOLOGIA PADACZEK

1. Padaczki idiopatyczne
2. Choroby naczyniowe (50%>65 rż)
3. Zaburzenia rozwojowe mózgu
4. Urazy głowy
5. Guz mózgu
6. Zakażenia CSN
7. Czynniki genetyczne
8. Choroby zwyrodnieniowe mózgu
9. Inne; zaburzenia metaboliczne, wodno-

elektrolitowe ,hipoglikemia, hiperglikemia,

niedotlenienie.

Gdzie powstają napady

padaczkowe?

• Hipokamp 58%
• Amygdala 30%
• Zakręt hip. 12%

Fizjologiczna

desynchronizacja

charakteryzująca pracę mózgu

Międzynapadowe

wyładowania

Napady

padaczkowe

Przejściowe i przewlekłe

konsekwencje

w

tó

rn

a

e

p

il

e

p

to

g

e

n

ze

a

Czynniki

genetyczne

Czynniki nabyte

P

ie

rw

o

tn

a

e

p

il

e

p

to

g

e

n

e

za

Czynniki inicjujące

Padaczka to stan

hiperfizjologiczny

(J.H.Jackson)

Charakteryzuje się:

Nadpobudliwością
Nadmierną synchronizacją wyładowań

Dotyczy:

Neuronów
Sieci neuronalnej

Epileptogeneza

Neurony epileptyczne
Sieci neuronów
epileptycznych
Kanały jonowe
epileptyczne?
Receptory epileptyczne?

Elektrofizjologia Padaczki

Podstawowy mechanizm padaczki

Babb TL, Brown WJ. Pathological Findings in Epilepsy. In: Engel J. Jr. Ed.

Babb TL, Brown WJ. Pathological Findings in Epilepsy. In: Engel J. Jr. Ed.

Surgical Treatment of the Epilepsies. New York: Raven Press 1987: 511-540.

Surgical Treatment of the Epilepsies. New York: Raven Press 1987: 511-540.

Dormant basket cell hypothesis

Prąd pobudzający

depolaryzacja

Aktywacja rec.NMDA

↑pozakomórkowy K+

↓ pozakomórkowy Ca+2

tz. Prąd epileptyczny

Prąd hamujący

↓ pozakomórkowy K+

Fizjologiczna

desynchronizacja

„międzynapadowa”

Prąd pobudzający

depolaryzacja

Aktywacja rec.NMDA

↑pozakomórkowy K+

↓ pozakomórkowy Ca+2

tz. Prąd epileptyczny

Prąd hamujący

↓ pozakomórkowy K+

Fizjologiczna

Desynchronizacja

„międzynapadowa”

Potęgowanie potencjału
pobudzającego

↓ potencjału hamującego

↓klirensu K

+

pozakomórkowego

↑ tz akumulacja
wewnątrzkomórkowego

Ca

+2

Dysneuromodulacja
pobudzenia

↓ prądu K

+

(brak

hiperpolaryzacji)

SYNCHRONIZACJA

(NAPAD)

Klasyfikacja napadów

padaczkowych (ILAE)

I.

Napady częściowe (ogniskowe)

A. częściowe proste (świadomość zachowana)
B. częściowe złożone (zaburzenia świadomości)
C. częściowe wtórne uogólnione

II. Uogólnione (drgawkowe i niedrgawkowe)
A. nieświadomości
B. miokloniczne
C. toniczno-kloniczne
D. toniczne
E. atoniczne

III Niesklasyfikowane

Obraz kliniczny napadu

Napady pierwotnie uogólnione /1/3/
Napady częściowe-wtórnie uogólnione /2/3/

napadów

1. Napady częściowe proste
2. Napady częściowe złożone
3. Napady nieświadomości (petit mal,

absence)

4. Napady miokloniczne
5. Napady atoniczne
6. Napady toniczno –kloniczne (grand mal)

Stan padaczkowy

Definicja

Stanem padaczkowym nazywamy napad

padaczkowy lub kolejno po sobie występujące

napady, między którymi chorzy nie

odzyskiwali przytomności) trwający > 30 min.

Przyczyny

Ostre zaburzenie czynności mózgu 50%

zapalenie opon, uraz, niedotlenienie,

hipoglikemia, rzucawka ciężarnych, zatruciem

lekami lub ich odstawieniem.

Grafoelementy padaczkowe w

zapisie EEG

• IGLICE
• - ostre elektroujemne elementy (20-80

ms) pojedynczo lub w seriach (6 cm2)

• FALE OSTRE
• - szybkie fale wielofazowe często

elektroujemne (80-20 ms)

• ZESPOŁY IG-FW
• - 3Hz napady nieświadomości