FIZJOLOGIA I PATOFIZJOLOGIA UKŁADU NERWOWEGO

Przyczyny zaburzeń układu nerwowego

• Defekty genetyczne
• Choroby degeneracyjne
• Guzy
• Uszkodzenie mechaniczne

(uraz)

• Krwawienie
• Niedokrwienie
• Zaburzenia metaboliczne

– Hipoglikemia
– Hiperglikemia
– Mocznica
– Niewydolność wątroby
– Zaburzenia hormonalne itp.

• Zaburzenia elektrolitowe
• Leki
• Toksyny

– Metale ciężkie
– Alkohol

• Promieniowanie
• Zapalenie i infekcja

– Wirusy
– Bakterie
– Priony
– Choroby autoimmunologiczne

Uszkodzenie efektorów

obwodowych

Prowadzi do zaburzenia określonych funkcji
• Ogniskowego (pojedyncze mięśnie)
• Uogólnionego (cały układ mięśniowy)
Może skutkować
• nadaktywnością

– Niezamierzone skurcze mięśniowe
– Nieprawidłowa aktywność receptorów czuciowych  fałszywa

percepcja czuciowa

• Deficyty czynnościowe (porażenie mięśni lub deficyty

czuciowe)

Percepcja czuciowa, zwłaszcza wzrok i słuch, może być

zaburzona, jeśli aparat przewodzący jest uszkodzony, nawet

przy prawidłowo działających receptorach czuciowych

Przerwanie przewodzenia w nerwie

obwodowym

• Zakłóca sygnały przewodzone w tym nerwie
• Różne typy włókiem (zmielinizowane i niezmielinizowane)

mogą być dotknięte w różnym stopniu

• Całkowite przerwanie przewodzenia w nerwie

– Porażenie wiotkie
– Utrata czucia
– Utrata regulacji autonomicznej

w zakresie unerwienia zajętego nerwu
• Uszkodzenie nerwu rdzeniowego wpływa na odpowidający

mu dermatom

• Rozpoznanie uszkodzenia nerwu wymaga wiedzy na temat

obszaru unerwienia poszczególnych nerwów i dermatomów

Uszkodzenie OUN

Uszkodzenia rdzenia kręgowego

prowadzą do

• Utraty czucia
• Utraty funkcji autonomicznych
• Porażenia wiotkiego lub

spastycznego

Uszkodzenia struktur

nadrdzeniowych prowadzą do

• Deficytów lub nieprawidłowych

pobudzeń ograniczonych co do

funkcji i obszaru ciała (np. w

określonych obszarach kory

czuciowej)

• Częściej powodują złożone

zaburzenia czucia, funkcji

motorycznych i regulacji

autonomicznej

• Upośledzenie czynności

integracyjnych, takich jak pamięć,

emocje, czynności poznawcze

mogą wystąpić w przebiegu wilu

chorób

Nieprawidłowości komórek

nerwowych

•

Gęstość receptorów może ulec zmniejszeniu (down-regulation)

•

Przewodzenie wewnątrzkomórkowe może być zablokowane

– Zablokowanie białka G przez toksynę krztuśca

•

Zaburzenia kanałów jonowych

– Zablokowanie przez leki
– Aktywność zmieniona przez Ca

, Mg

, or H

– Wpływ na potencjał błonowy może być zmieniony przez nieprawidłowy gradient jonów –

wzrost lub spadek wewnątrz- lub zewnątrzkomórkowego stężenia K+

•

Transport aksonalny, wytwarzanie, składowanie, uwalnianie i inaktywacja

neurotransmiterów może być zaburzona

– Leki
– Defekty genetyczne

Zaburzenia funkcjonalne – odwracalne, o ile czynnik sprawczy przestaje działać
Uszkodzenia mogą prowadzić do nieodwracalnego zniszczenia neuronów
•

Śmierć komórki na skutek bezpośredniego uszkodzenia - martwica (niedobór

energii, uszkodzenie mechaniczne)

•

Programowana śmierć komórki - apoptoza

U osób dorosłych neurony nie mogą się odnawiać  zniszczenie neuronu powoduje

nieodwracalne upośledzenie czynności; inne neurony mogą częściowo przejąć funkcję

martwej komórki

Bariera krew-mózg

Prawidłowa bariera krew-mózg uniemożliwia

przeniknięcie większości substancji i chroni przed

wejściem patogenów i komórek

immunokompetentnych

Szkodliwe substancje muszą przejść przez barierę

krew-mózg jeśli mają wpłynąć na neuronu w OUN

Pewne toksyny (np. krztuśca i jadu kiełbasianego)

osiągają neurony w rdzeniu kręgowym na drodze

wstecznego transportu aksonalnego poprzez

nerwy obwodowe

Niektóre wirusy również osiągają OUN na tej drodze

Przerwanie aksonu

• Obwodowa część aksonu obumiera – zwyrodnienie Wallera
• Aksony neuronów ośrodkowych nie odrastają – uszkodzony neuron umiera

przez apoptozę

– Brak czynnika wzrostu nerwu (nerve growth factor - NGF), który normalnie jest

wydzielany przez unerwioną komórkę postsynaptyczną i w ten sposób poprzez

akson utrzymuje przy życiu komórkę presynaptyczną

• Przerwanie wstecznego transportu aksonalnego w nieuszkodzonym

neuronie również prowadzi do jego śmierci

• Proksymalny „kikut” neuronu obwodowego może odrosnąć

– Makrofagi migrują do nerwu obwodowego, poprzez produkcję interleukiny 1

pobudzają komórki Schanna do produkcji NGF

• Brak unerwienia prowadzi do śmierci komórki docelowej (transneuronalna

degeneracja)

• Niekiedy następuje również śmierć komórki unerwiającej uszkodzoną

komórkę (wsteczna transneuronalna degeneracja)

Demielinizacja

• Przyczyny:

– zwyrodnieniowe
– toksyczne
– zapalne
– niedobór witaminy B6 i B12

• Oporność błony komórkowej zmniejsza się a pojemność elektryczna

zwiększa w segmentach międzywęzłowych  wyższe natężenie jest

konieczne aby zmienić polaryzację segmentu międzywęzłowego 

dochodzi do znaczej utraty natężenia  natężenie generowane w R1 jest

niedostateczne aby zdepolaryzować R2 do potencjału progowego 

przewodnictwo jest przerwane

• Niewielkie uszkodzenia segmentu międzywęzłowego  spowolnienie

przewodnictwa (nie może przeskakiwać pomiędzy węzłami) 

spowolnienie może być niejednakowe w różnych włóknach  może

wystąpić rozproszenie czasowe sygnału

• Uszkodzone miejsce samo może wyzwolić potencjał czynnościowy 

pobudzenia przeskakuje pomiędzy sąsiednimi włóknami nerwowymi 

przewodnictwo może wystąpić wstecznie

Stwardnienie rozsiane

• Choroba autoimmunologiczna która może zostać wyzwolona

infekcją wirusową

• Występują zapalne ogniska demielinizacyjne
• Typowe cechy stwardnienia rozsuanego to czasowo niezwiązane

występowanie zupełnie różnych ubytków nerwowych,

spowodowane zajęciem różnych obszarów mózgu

• Niektóre zmiany mogą częściowo ustąpić jeśli miejscowy stan

zapalny wycofa się, a nerw ulegnie remielinizacji (warunek:

nieuszkodzony akson)

• Przykład

– Początkowo całkowicie odwracalna utrata wzroku z powodu

uszkodzenia nerwu wzrokowego

– Częśniowo odwracalna utrata czucia przy uszkodzeniu dróg czuciowych

w rdzeniu kręgowym

– Ataksja pojawia się przy uszkodzeniu móżdżku

Zaburzenia transmisji nerwowo-mięśniowej

• Anestetyki miejscowe hamują kanały sodowe

sterowane potencjałem w neuronach  przerwanie

transmisji nerwowej do płytki motorycznej

• Kanały wapniowe mogą być zablokowane przez

przeciwciała

• Toksyna jadu kiełbasianego inaktywuje synaptobrewinę

– białko odpowiedzialne za wiązanie pęcherzyków

zawierających ACh z błoną komórkową

• Receptory dla ACh mogą być zablokowane przez

przeciwciała przyspieszające internalizację i rozkład

receptorów

• Receptory mogą być zablokowane przez kurarę która

kompetencyjne hamuje wiązanie ACh z receptorem

Zaburzenia transmisji nerwowo-mięśniowej

• Sukcynylocholina powoduje ciągłą stymulację receptora 

ciągła depolaryzacja błony postsynaptycznej  inaktywacja

postsynaptycznych kanałów Na+  zablokowanie transmisji

nerwowo-mięśniowej

• Inhibitory acetylocholinestareazy (fizostygmina) 

zwiększenie dostępności ACh w szczelinie synaptycznej 

zwiększenie transmisji nerwowo-mięśniowej

• Wysokie dawki inhibitorów acetylocholinesterazy 

wysokie stężenie ACh  ciągła depolaryzacja błony

postsynaptycznej  inaktywacja kanałów Na+ 

hamowanie transmisji nerwowo-mięśniowej

• Mg2+ i hemicholina  hamowanie wychwytu zwrotnego

choliny przez zakończenie nerwowe

Miastenia gravis (nużliwość mięśni)

• Porażenie mięśni na skutek zablokowanie transmisji nerwowo-

mięśniowej

• Spowodowane przeciwciałami przeciwko receptorom dla ACh w

błonie postsynaptycznej  przyspieszenie rozkładu receptora

– Zakażenie wirusami o strukturze podobnej do receptora dla ACh
– Pacjenci z łagodnymi guzami grasicy
– Tworzenie takich przeciwciał częściej występuje u osób, u których

dochodzi do ekspresji określonych podtypów (DR3 i DQw2) układu

zgodności tkankowej (MHC klasy II)

• Powtarzana stymulacja nerwu ruchowego początkowo wywoła

prawidłowo zsumowany potencjał czynnościowy mięśnia 

amlituda będzie się zmniejszać w efekcie stopniowo narastającego

„zmęczenia” transmisji nerwowo-mięśniowej

Pseudomiasteniczny zespół

Lamberta i Eatona

• Pacjenci z rakiem drobnokomórkowym płuc
• Kanały Ca

w błonie komórek guza uwrażliwiają

układ odpornościowy i stymulują tworzenie
przeciwciał reagujących z kanałem Ca

błony

presynaptycznej

• Hamowanie kanałów Ca

 zsumowany

potencjał czynnościowy jest początkowo niski 
powtarzana stymulacja zwiększa ilość Ca

które

ulegają akumulacji w zakończeniu nerwowym 
potencjał czynnościowy ulega normalizacji

Choroby jednostki ruchowej

• Uszkodzenie ciał komórek motoneuronów α

– Wirus polio
– Rdzeniowy zanik mięśni – choroba degeneracyjna o nieznanej przyczynie
– Stwardnienie zanikowe boczne (ALS) – defekt genetyczny transportu

aksonalnego

• Uszkodzenie aksonów

– Choroby z autoagresji (np. ch. Guillain-Barre)
– Niedobór witaminy B1 i B12

– Cukrzyca
– Zatrucia (np. ołów, alkohol)
– Defekty genetyczne (np. zespół Charcot–Maire–Tooth)

• Uszkodzenie mięśni

– Choroby z autoagresji (np. zapalenie skórno-mięśniowe)
– Defekty genetyczne - miotonia lub dystrofia

Choroby jednostki ruchowej

• Uszkodzenie jednostki mięśniowej powoduje porażenie zajętych mięśni
• W pierwotnej martwicy motoneuronów αtypowo pojawiają się

fascykulacje (efekt synchronicznej stymulacji i skurczu włókien
mięśniowych jednostki ruchowej)

• Uszkodzenie nerwu obwodowego zmniejszające grubość osłonki

mielinowej skutkuje zmniejszeniem szybkości przewodnictwa nerwowego

• Składowe czuciowe nerwu zostają również dotknięte zaburzeniem 

nieprawidłowe funkcje czuciowe (parestezje)

• Pierwotne uszkodzenie mięśni  fibrylacje mięśniowe 

nieskoordynowane skurcze pojedynczych włókiem mięśniowych
(obserwowane w elektromiografii – EMG)

Dystrofie mięśniowe

Heterogenna grupa

zaburzeń genetycznych
prowadzących do
postępującego zaniku
mięśni i zaburzeń
przewodnictwa w sercu

Klasyfikacja:
• Dystrofinopatie
• Laminopatie

Dystrofina – białko

cytoszkieletu wiążące

aktynę, istotna składowa

kompleksy dystrofiono-

glikoproteinowego (DGC)

Rola DGC
• Połączenie pomiędzy

macierzą

zewnątrzkomórkową i

cytoszkieletem wewnątrz

sarkolemmy

• Ochrona komórek

mięśniowych przez

uszkodzeniem

indukowanym skurczem

Miotonia

Sztywność mięśni spowodowana nieprawidłowościami

błony mięśniowej  nadreaktywność błony

komórkowej włókien mięśni szkieletowych

Przyczyna – mutacje genów kodujących kanały sodowe i

chlorkowe błony komórek mięśni szkieletowych

Patofizjologia objawów:
• Sztywne mięśnie  seria potencjałów czynnościowych

komórek mięśnia zostaje wyzwolona pojedynczą

stymulacją nerwu

• Słabość mięśni  niedostateczna odpowiedź kanałów

sodowych włókien mięśniowych na skutek ich

inaktywacji wcześniejszą nadmierną stymulacją

Dystrofie mięśniowe

Choroba

Zaburzenie
genetyczne

Wiek
wystąpienia

Obraz kliniczny

Szybkość postępu

DM
Duchenne’a

Brak dystrofiny

Słabość mięśni pośladkowych i
okolicy lędźwiowej  wszystkich
grup mięśnowych

Szybka, śmierć na przełomie
2. i 3. dekady życia z powodu
niewydolności oddechowej
lub krążenia

DM Beckera

Zaburzenie domeny
dystrofiny wiążącej
aktynę

5 - 15

Mniej nasilony niż w DMD

Powolniejsza niż w DMD,
śmierć w średnim wieku

DM Emery-
Dreifussa

Emeryna
zlokalizowana na
błonie jądrowej
komórek
mięśniowych

Dzieciństwo
lub
dojrzewanie

Wcześnie występujące skurcze
mięśni, dotyczą proksymalnych
mięśni kończyn górnych i
dystalnych mięśni kończyn dolnych;
arytmie  całkowity blok serca

Powolna, zwykle dożywają
średniego wieku

Postać oczno-
gardłowa

Białko
poliadenylowe 2

Piąta dekada

Ptoza, dysfagia, słabość i zanik
języka, mięśni twarzy i
proksymalnej cz. kończyn górnych

Postępująca

Dystrofia
miotoniczna

Kinaza białkowa
miotoninowa

Wiek dorosły

Słabość mięśni i dystrofia,
miotonia, zaćma, zanik jąder,
łysienie czołowe, zaburzenie
przewodnictwa w sercu

Powolny postęp

Uszkodzenia zstępujących dróg ruchowych

• Uszkodzenie torebki wewnętrznej (np. krwawienie lub niedokrwienie

obszaru zaopatrywanego przez tętnicę środkową mózgu)  przerwanie
przewodzenia impulsu w zstępujących drogach korowych (droga
piramidowa i inne połączenia kory ruchowej)  zmniejszona aktywność
drogi piramidowej, czerwienno-rdzeniowej; mniej uszkodzona droga
przedsionkowo-rdzeniowa i siatkowo-rdzeniowa (silniejszy pozakorowy
wpływ móżdżku)  nadmierna aktywność prostowników w nodze i
zginaczy w ręce

• Początkowy szok rdzeniowy w związku z utratą nadrdzeniowego

unerwienia motoneuronów α  porażenie wiotkie mięśni, brak odruchów
(arefleksia)  częściowe odnerwienie motoneuronów α, γ i
interneuronów  stopniowy wzrost wrażliwości tych neuronów 
zakończenia neuronów neuronów nadrdzeniowych zostają zastąpione
synapsami z neuronami rdzeniowymi  silniejszy wpływ odruchów na
aktywność motoneuronów α  hiperrefleksja  spastyczność

Uszkodzenia zstępujących dróg ruchowych

• Utrata funkcji dróg zstępujących  aktywność

motoneuronów α pod zwiększających się wpływem

wrzecion mięśniowych i narządów Golgiego 

rozciąganie wrzecion mięśniowych stymuluje

motoneurony α tego samego mięśnia poprzez odruch

monosynaptyczny  silny skurcz przy rozciąganiu

• Odpowiedź wrzecion mięśniowy ma charakter fazowy

 przy powolnym rozciąganiu ich aktywność powoli

maleje  wpływ narządu Golgiego zaczyna dominować

 przy rozciąganiu mięśnia jego skurcz jest hamowany

poprzez hamowanie interneuronu  przy powolnym

rozciąganiu mięsień ulegnie nagłemu zwiotczeniu po

poczatkowym wzroście napięcia (objaw scyzoryka)

Uszkodzenia zstępujących dróg ruchowych

• Dominacja mięśni rozciągających prowadzi do

prostowania palucha przy drażnieniu podeszwy stopy

zamiast prawidłowego zgięcia grzbietowego – dowód

na uszkodzenie drogi piramidowej

• Uszkodzenie jądra czerwiennego (np. niedokrwienie

śródmózgowia lub w chorobie Wilsona)  drżenie

grubofaliste (jądro czerwienne wytłumia oscylacje

wynikające z ujemnego sprzężenia zwrotnego w

kontroli motoneuronów α)

• Uszkodzenia jądra przedsionkowego  zaburzenia

równowagi z zawrotami głowy, oczopląsem i

nudnościami

Jądra podstawy mózgu

• Ciało prążkowane

– Jądro ogoniaste
– skorupa

• Część wewnętrzna i zewnętrzna gałki bladej
• Jądro podwzgórzowe
• Istota czarna

– Część siatkowata [p. r.]
– Część zbita [p. c.]

Funkcja: kontrola czynności ruchowych wraz z móżdżkiem

korą ruchową, drogami korowo-rdzeniowymi i jądrami

ruchowymi z pniu mózgu

Jądra podstawy

Neurony prążkowia są aktywowane za pośrednictwem kwasu

glutaminowego przez neurony kory. Połączenia pomiędzy jądrami

podstawy obejmują głównie przekaźnictwo hamujące zależne od

kwasu γ-aminomasłowego (GABA).

Jądra podstawy mają hamujący wpływ na wzgórze poprzez neurony

GABA-ergiczne wewnętrznej cz. gałki bladej i istoty czarnej (p.r.).

Neurony te są aktywowane przez kwas glutaminowy pochodzący z

neuronów jądra podwzgórzowego. Neurony prążkowia są częściowo

aktywowane, częściowo hamowane przez dopaminę z istoty

czarnej (p.c.) oraz aktywowane przez neurony dopaminergiczne.

Zaburzenie równowagi pomiędzy wpływami aktywującymi i

hamującymi ma szkodliwy wpływ na funkcje motoryczne: zbyt silna

inhibicja skutkuje hipokinezą, zbyt słaba hiperkinezą.

Choroba Parkinsona - mechanizm

•

Choroba istoty czarnej (p. c.) która, poprzez drogi dopaminergiczne wpływa na

GABA-ergiczne komórki ciała prążkowanego

•

Przyczyny

– Wrodzona predyspozycja prowadząca do degeneracji neuronów istoty czarnej w średnim

wieku

– Uraz (np. u bokserów)
– Zapalenie (encephalitis)
– Upośledzenie krążenia (miażdżyca)
– Guzy
– Zatrucia, zwłaszcza CO, mangan, 1-metylo-4-fenylo-1,2,3,6-tetrahydropyridina[MPTP] –

substytut heroiny

•

Uszkodzenie komórek głównie poprzez apaptozę (nadtlenki)

•

Uszkodzenie ponad 70% neuronów istoty czarnej (p. c.)  objawy choroby

•

Utrata komórek istoty czarnej (p.c.) zmniejsza unerwienie dopaminergiczne

prążkowia  odhamowanie komórek glutaminergicznych w jądrze

podwzgórzowym  zwiększona aktywacja wewnętrznej części gałki bladej i części

siatkowatej istoty czarnej  nadmierne hamowanie wzgórza (przekaźnictwo

GABA)

Choroba Parkinsona - objawy

• Hamowanie wzgórza ogranicza ruchy zależne od woli
• Hipokinezja – trudność w rozpoczęciu ruchu
• Rigor – zwiększenie napięcia mięśni
• Drżenie spoczynkowe (4-8/sek)  naprzemienne ruchy rąk i palcó

(„liczenie pieniędzy”)

• hipokinezja  zgarbiona postawa, nieznacznie ugięte przedramiona

i nogi

• Sztywna mimika
• Mikrografia
• Cicha, monotonna mowa
• Zwiększona produkcja śliny, depresja, otępienie  utrata neuronów

jądra szwu, miejsca sinawego lub nerwu błędnego

Choroba Parkinsona - leczenie

Cel – zwiększenie produkcji dopaminy w neuronach istoty czarnej i prążkowia
•

L-dopa, prekursor dopaminy (która nie przechodzi przez barierę krew-mózg)

•

Pochodne amfetaminy

– Pobudzają uwalnianie dopaminy
– Hamują wychwyt zwrotny dopaminy
– Zwiększają stężenie dopaminy w szczelinie synaptycznej

•

Inhibitory monoaminooksydazy (MAO) – opóźnienie rozkładu dopaminy

•

Efekt dopaminy może być imitowny przez leki dopamino-podobne

•

Próby przeszczepienia komórek produkujących dopaminę do prążkowia

•

Hamowanie neuronów cholinergicznych w prążkowiu (które stymulują neurony

prawidłowo hamowane przez dopaminę)

•

Antagoniści kwasu glutaminowego i uszkodzenie jądra podwzgórzowego lub

wewnętrznej części gałki bladej powoduje odhamowanie wzgórza  poprawa

obrazu klinicznego choroby

•

Opóźnienie śmierci apoptotycznej neuronów istoty czarnej i prążkowia poprzez leki

antyoksydacyjne i czynniki wzrostu

Hiperkinezja

•

Pląsawica to najczęstsza choroba hiperkinetyczna jąder podstawy00

•

Pląsawica Huntingtona

– Dziedziczna
– Ujawnia się w 4. lub 5. dekadzie życia
– Prowadzi do nieodwracalnego postępującego zniszczenia neuronów prążkowia
– Odpowiedzialny gen na ramieniu krótkim 4. chromosomu
– Defekty genetyczne skutkują zwiększeniem zawartości białka (hungtingtyny) nie podlegającego

rozkładowi

– Śmierć komórek jest przyspieszona przez pobudzający wpływ kwasu glutaminowego

aktywującego neurony przezkanał wapniowy  nadmierny napływ Ca2+ do neuronów

•

Pląsawica Sydenhama

– Odwracalne uszkodzenie neuronów prążkowia
– Odkładanie kompleksów immunologicznych w przebiegu gorączki reumatycznej
– Zwykle u dzieci

•

Inne przyczyny: niedokrwienie, guz, zapalenie

•

Efekt uszkodzenia neuronów prążkowia

– Nasilone hamowanie neuronów jądra podwzgórzowego (prawidłowo aktywują hneurony

hamujące w istocie czarnej [p. r.])  odhamowanie komórek wzgórza  nagłe, błędne ,

niezależne od woli ruchy

Ból

•

Nocyceptory w skórze i w narządach wewnętrznych są stymulowane intensywnymi

bodźcami nieuszkadzającymi (rozciąganie, temperatura) i urazem tkanek

•

Martwe komórki uwalniają K+ i białka wewnątrzkomórkowe

– Wzrost zewnątrzkomórkowego K+  depolaryzacja nocyceptorów
– Białka i napływające mikroogranizmy  zapalenie

•

Uwalnianie czynników stymulujących ból

•

Substancje uwrażliwiające  hyperalgesia lub allodynia:

– leukotrieny
– prostaglandyna E2
– histamina

•

Uszkodzenie tkanek  krzepniecie krwi  uwolnienie bradykininy i serotoniny

•

Okluzja naczyń  niedokrwienie  zewnątrzkomórkowe gromadzenie K+ i H+ 

akywacja uwrażliwionych nocyceptorów

•

Histamina, bradykinina, prostaglandyna E2 zwiększają przepuszczalność ścian

naczyń  obrzęk miejscowy  wzrost ciścienia tkankowego  pobudzenie

nocyceptorówPobudzane nocyceptory uwalniają substancję P i peptyd zależny od

genu kalcytoniny (CGRP)  zwiększenie reakcji zapalnej, wazodylatacja,

zwiększenie przepuszczalności ścian naczyń

•

Skurcz naczyń wywołany przez serotoninę z następczym ich rozszerzeniem 

napady migreny (nawracający silny ból głowy, zwykle jednostronny związany z

zaburzeniami neurologicznymi z powodu nieprawidłowości wazomotorycznych

mózgu)

Ból odniesiony

• Impulsacja z narządów i powierzchni skóry podlega konwergencji na

tych samych neuronach w obrębie rdzenia kręgowego

• Pobudzenie nocyceptorów w narządach wewnętrznych wzbudza

odczucie bólu na tych obszarach skóry których unerwienie tworzy

połączenia w obrębie tego samego segmentu rdzenia

– Np. w zawale ból promieniuje do lewego barku i ramienia

• Ból prjekcyjny jest spowodowany stymulacją nerwu (np. nerw

łokciowy w bruździe łokciowej)  odczucie bólu ulega projekcji do

obszaru unerwienie tego nerwu

– Bóle fantomowe amputowanej kończyny
– Neuralgia –ciągłą, nieprawidłowa stymulacja nerwy lub korzenia

tylnego prowadzi do przewlekłego bólu w zakresie unerwienia

Leczenie bólu

• Aktywacja receptorów bólu może zostać zahamowana poprzez

schłodzenie uszkodzonego obszaru ciała i inhibitory syntezy

prostaglandyn

• Przewodzenie bólu w nerwie obwodowym może zostać

zahamowane poprzez jego schłodzenie i przez blokery kanałów Na+

(anestetyki miejscowe)

• Transmisja poprzez wzgórze może zostać zahamowana przez środki

znieczulenia ogólnego i alkohol

• Próbuje się przerwać przewodzenie bólu przez chirurgiczne

przecięcie nerwu

• Elektroakupunktura i przezskórna stymulacja nerwu oddziałują

poprzez aktywację zstępujących dróg hamujących

• Receptory opioidowe są stymulowane przez morfinę i jej pochodne
• Endogenne mechanizmy hamujące ból mogą zostać uruchomione

dzięki psychoterapii.

Padaczka – rodzaje napadów

• Napad padaczkowy jest wyzwalany przez spontanicznym,

zsynchronizowanym pobudzeniem dużej liczby neuronów, co

skutkuje miejscową lub uogólnioną aktywacją czynności

– ruchowych (drgawki)
– czuciowych (wrażenia sensoryczne)
– autonomicznych (np. ślinienie)
– złożonych (poznawczych, emocjonalnych)

• Napad częściowy – napad padaczki występujący lokalnie (np. lewy

zakręt przedśrodkowy w obszarze kontrolującym prawą stopę)

• Napad jacksonowski – napad rozprzestrzenia się z obszaru lokalnego

na cały zakręt przedśrodkowy (kloniczny skurcz prawej nogi

rozprzestrzenia się na całą prawą połowę ciała); nie zawsze

związany z utratą przytomności

• Napad częściowy z wtórnym uogólnieniem – napad przenosi się na

drugą stronę ciała, pacjent traci przytomność

• Napady pierwotnie uogólnione – zawsze związane z utratą

przytomności

• Niektóre napady mogą prowadzić jedynie do utraty przytomności

Padaczka

•

Zjawisko wyzwalające – napadowa depolaryzacja pojedynczych neuronów

•

Aktywacja kanałów Ca2+  napływający Ca2+ nieswoiste kanały kationowe  masywna

depolaryzacja  otwarcie kanałów K+ i Cl- aktywowanych Ca2+  napad padaczkowy ma

miejsce, gdy dostateczna liczba neuronów została pobudzona

•

Przyczyny lub czynniki sprzyjające padaczce:

– Zaburzenia genetyczne (kanały K+ i inne)
– Zaburzenia rozwojowe mózgu
– Uraz mózgu (blizna glejowa)
– Guz
– Krwawienie
– Ropnie
– Zatrucie (np. alkohol)
– Zapalenie
– Gorączka
– Obrzęk lub obkurczenie komórek
– Hipoglikemia
– Hipomagnezemia
– Hipokalcemia
– Brak snu
– Niedokrwienie lub hipoksja
– Powtarzające się bodźce (np. błyskające światło)
– Hiperwentylacja  hipokapnia  skurcz naczyń mózgowych  niedotlenienie mózgu
– Wyższe występowanie napadów padaczkowych u kobiet w ciąży

Padaczka

Mechanizmy komórkowe rozprzestrzeniania się pobudzenia:
•

Dendryty komórek piramidowych zawierają kanały Ca2+ sterowane potencjałem otwierające się

podczas depolaryzacji

•

Przy uszkodzeniu neuronów większa ekspresja kanałów Ca2+ hamowanych przez Mg2+;

hipomagnezemia sprzyja aktywności tych kanałów

•

Zwiększone zewnątrzkomórkowe stężenie K+ zmniejsza wypływ K+ przez kanały K+  wpływ

depolaryzujący  sprzyja aktywacji kanałów Ca2+

•

Dendryty komórek piramidowych są depolaryzowane przez glutaminian z synaps pobudzających 

glutaminian działa na kanał kationowy nieprzepuszczalny dla Ca2+ (kanał AMPA) i na przepuszczalny

dla Ca2+ (kanał NMDA – normalnie blokowany przez Mg2+)  depolaryzacja wyzwalana aktywacją

kanału AMPA znosi blokadę przez Mg2+ (współdziałanie dwóch kanałów)  niedobór Mg2+ i

depolaryzacja sprzyjają aktywacji kanału NMDA

•

Potencjał błonowy neuronów jest normalnie podtrzymywany przez kanały K+; warunkiem do tego

jest prawidłowy gradient K+ poprzez błonę komórkową; gradient ten jest utrzymywany przez

Na+/K+-ATPazę  niedobór energii (z powodu niedoboru tlenu lub hipoglikemii) upośledza Na+/K+-

ATPazę  sprzyja depolaryzacji komórek

•

Prawidłowo depolaryzacja jest zmniejszana przez neurony hamujące, które aktywują kanały K+ lub

Cl- poprzez GABA; jest on tworzony przez dekarboksylazę glutaminianową, enzym wymagający

pirydoksyny (wit. B6) jako kofaktora  niedobór wit. B6 albo zmniejszone powinowactwo enzymu

do wit. B6 (defekt genetyczny) sprzyja występowaniu padaczki

•

Hiperpolaryzacja neuronów wzgórza może zwiększać gotowość kanałów Ca2+ typu T do aktywacji,

sprzyjając występowaniu napadów nieświadomości

Choroba Alzheimera

• Najczęstsza przyczyna otępienia w podeszłym wieku (ok. 70%), której

sprzyja predyspozycja genetyczna

• Choroba nie jest genetycznie jednorodna
• W rodzinach z chorobą Alzheimera znaleziono defekty na chromosomach

1, 12, 14, 19 lub 21

• Uszkodzony gen na chromosomie 19 koduje apolipoproteinę E (ApoE4)
• Odpowiedzialny gen na chromosomie 21 dla białka (prekursora β-

amyloidu), które może zostać rozłożone do małych peptydów amyloidu 

peptydy gromadzą się w fibryle białkowe o długości 7-10 nm  fibryle

amyloidu mogą tworzyć agregaty (o rozmiarze 10 do kilkuset um – płytki

starcze)  płyki zawierają zniszczone dendryty i aksony z nieprawidłowymi

neurofibrylami wewnątrzkomórkowymi – nietypowe elementy

cytoszkieletu, co poprzedza śmierć neuronów

• Pewne mutacje genu prekursora β-amyloidu sprzyjają tworzeniu płytek

starczych

• Toksyny, które mogą przenikać do mózgu poprzez nerwy węchowe mogą

wywołać chorobę

• Depozyty amyloidu występują również w trisomii 21 (zespole Downa) co

prowadzi do otępienia

Choroba Alzheimera

• Fibryle β-amyloidu mogą reagować z receptorami na powierzchni

komórek

– Receptory dla produktów zaawansowanej glikacji (RAGE)
– Receptor zmiatacza wolnych rodników (RA)

• Tworzenie rodników tlenowych  depolaryzacja błony komórkowej

 zwiększenie wewnątrzkomórkowego stężenia Ca2+  rodniki

tlenowe i Ca2+ promują śmierć komórki

• W komórkach mikrogleju aktywacja RAGE i RA pobudza tworzenie i

uwalnianie NO, prostaglandyn, cytokin, TNF-α, TGF-β1, b-FGF 

zapalenie uszkadzające neurony

• Zwiększone stężenie substancji osmotycznej, inozytolu powoduje

zaburzenie regulacki objętości komórek

• Śmierć neuronów jest przyspieszana brakiem NGF lub receptorów

dla NGF i może zostać spowolniona przez NGF

Choroba Alzheimera

•

Neurony cholinergiczne jądra Meynerta, w hipokampie i w korze śródwęchowej są

szczególnie dotknięte śmiercią komórkową; śmierć komórek zachodzi również w

innych obszarach: płatach czołowych, przedniej cz. płatów skroniowych, płatach

ciemieniowych, korze węchowej, podwzgórzu, miejscu sinawym, jądrach szwu

•

Śmierci neuronów towarzyszy zmniejszona produkcja i wydzielanie

neurotransmiterów

– Acetylocholina
– Acetylotransferaza cholinowa (enzym uczestniczący w syntezie acetylocholiny)
– Inne neurotransmitery (noradrenalina, serotonina, somatotropina, neuropeptyd Y, substancja

P, kortykoliberyna)

•

Utrata funkcji mózgowych

– Choroba przebiega podstępnie – niewielkie deficyty pamięci, zaniedbanie wyglądu i higieny,

okresy splątania, podejmowanie błędnych decyzji

– Progresja – niepamięć wsteczna, pogorszenie pamięci odległej, pamięci proceduralnej
– Uszkodzenia w układzie limbicznym – niepokój i letarg
– Zaburzenia ruchowe (zaburzenia mowy, nieprawidłowe napięcie mięśni, ataksja, hiperkinezja,

mioklonie)

Depresja

• Występowanie rodzinne
• Depresja przedzielona fazami manii (choroba dwubiegunowa) albo sama

depresja (choroba jednobiegunowa)

• Zmniejszona dostępność noradrenaliny i serotoniny w mózgu
• Noradrenalina jest tworzona w neuronach miejsca sinawego o pokrywy

 aksony z pokrywy łączą się z podwzgórzem, przednią częścią przysadki

mózgowej, pniem mózgu i rdzeniem kręgowym

 aksony miejsca sinawego dochodzą do rdzenia, podwzgórza, wzgórza,

układu limbicznego i kory

• Wydzielanie i oddziaływanie noradrenaliny w zakończeniu nerwowym

może zostać zmniejszone poprzez:

– Synteza noradrenaliny z tyrozyny poprzez DOPA może zostać zmniejszona przez

inhibitory enzymów (np. metyltyrozynę)

– Wychwyt noradrenaliny do magazynów presynaptycznych poże zostać

zahamowany (np. rezerpina)

– Noradrenalina może zostać wyparta z receptorów (np. fenoksybenzamina,

fentolamina)

Depresja

Stężenie noradrenaliny w synapsie może się zwiększyć
• Inhibitory monoaminooksydazy A (MAO-A) specyficznej dla

noradrenaliny i serotoniny (np. trancylpromina,

moklobemid) mogą spowolnić ich rozkład w zakończeniu

presynaptycznym

• Substancje hamujące metylotransferazę katecholową

(COMT; np. tropolon) spowalniają rozkład noradrenaliny

• Pochodne amfetaminy zwiększają stężenie synaptyczne

noradrenaliny, dopaminy i serotoniny poprzez hamowanie

ich transportu

• Dezypramina hamuje wychwyt zwrotny noradrenaliny
• Receptory mogą być pobudzane przez agonistów (np.

klonidyna)

Depresja

• Serotonina (5-hydroksytryptamina [5-HT]) jest

tworzona w neuronach jąder szwu, które dochodzą do

rdzenia kręgowego, móżdżku, wzgórza, podwrzgórza,

jąder podstawy, ukladu limbicznego i kory mózgu

• Zmniejszona dostępność i działanie serotoniny sprzyja

rozwojowi depresji

– Hamowanie syntezy z tryptofanu (np. chlorofenyloalanina)
– Hamowanie wychwytu w magazynach presynaptycznych

(np. rezerpina)

– Z powodu zwiększongo zużycia serotoniny poprzez

tworzenie nieaktywnj melatoniny (w okresie ciemności, w

szyszynce)

Depresja

Efekt antydepresyjny obserwuje się, gdy zwiększa się działanie serotoniny lub

pobudzane są receptory serotoninergiczne

• Dostępność tryptofanu zwiększa się przy podaży glukozy  glukoza

zwiększa wydzielanie insuliny  antyproteolityczne i anaboliczne działanie

insuliny  zmniejszenie stężenia aminokwasów we krwi  niektóre

aminokwasy współzawodniczą z tryptofanem w transporcie przez barierę

krew-mózg  brak hamowania zwiększy przyswajanie tryptofanu przez

komórki mózgowe

• Trójcykliczne leki antydepresyjne (np. imipramina, amitryptylina) hamują

wychwyt serotoniny przez magazyny presynaptyczne

• Inhibitory MAO-A zmniejszają rozkład serotoniny
• Ekspozycja na światło hamuje konwersję serotoniny do melatoniny
• Agoniści receptorów serotoninergicznych (np. LSD) mogą je bezpośrednio

pobudzać

• Lit prawdopodobnie wywiera efekt antydepresyjnypoprzez wpływ na

przekaźnictwo wewnątrzkomórkowe

Schizofrenia

• Zmniejszony przepływ krwi i zużycie glukozy głównie w

korze przeczołowej

• W typie II zmniejszenie liczby neuronów
• Nieprawidłowa migracja neuronów podczas rozwoju

mózgu

• Atrofia dendrytów komórek piramidowych w korze

przedczołowej i zakręcie obręczy – dendryty te

zawierają synapsy glutaminergiczne  zaburzenie

transmisji glutaminergicznej

• Tworzenie GABA i liczba neuronów GABAergicznych

jest zmniejszona  zmniejszone hamowanie komórek

piramidowych

Schizofrenia

Szczególna rola dopaminy:
• Nadmierana dostępność dopaminy lub jej

agonistów może prowadzić do objawów
schizofrenii

• Inhibitory receptora D2 skutecznie leczą

objawy schizofrenii

• Zmniejszenie receptorów D2 stwierdzono w

korze przedczołowej, co koreluje z
negatywnymi objawami schizofrenii

Schizofrenia

Leki antydopaminergiczne zmniejszają nasilenie objawów:
• Niektóre substancje (np. fenotiazyny, haloperidol)

wypierają dopaminę z jej receptorów

• Rezerpina zmniejsza uwalnianie dopaminy do szczeliny

synaptycznej

• Długotrwałe stosowanie antagonistów dopaminy może

prowadzić do „późnych dyskinezji” na skutek ich

działania na prążkowie

• Możliwe, że serotonina również odgrywa rolę w

wytwarzaniu objawów schizofrenii – nadmierne

działąnie serotoniny może wywołać omamy, wiele

leków przeciwpsychotycznych blokuje receptor 5-HT2

Zespół Hornera

• Opadanie powieki
• Zwężenie źrenicy
• Brak potliwości
• Przekrwienie zajętej części

twarzy

• Brak pigmetacji tęczówki (w

postaci wrodzonej)

Skutek przerwania drogi

współczulnej biegnącej od
podwzgórza do oka

• Uszkodzenie ośrodkowe

– Niedokrwienie pnia mózgu
– Jamistość rdzenia
– Guz mózgu

• Uszkodzenia obwodowe

– Guz Pancoasta
– Adenopatia szyjna
– Obrażenia szyi i czaszki
– Rozwarstwienie aorty lub

tętnicy szyjnej

– Tętnik części piersiowej aorty

Zespół wieloukładowy

Trzy składowe:
• Zanik oliwkowo-mostowo-

móżdżkowy

• Zwyrodnienie prążkowiowo-

czarne

• Zespół Shy’a i Dragera
Mechanizm: gromadzenie alfa-

synukleiny w komórkach
oligedendrogleju

Objawy:
• Niedociśnienie

ortostatyczne

• Zatrzymanie moczu
• Zaparcia
• Ataksja
• Sztywność
• Niestabilność postawy

Endogenne czynniki aktywujące nocyceptory

Substancja

Źródło

Enzym
zaangażowany w
produkcję

Wpływ na
pierwszorzędowy
neuron czuciowy

Działanie
farmakologiczne

Potas

Uszkodzone komórki

Aktywacja

Serotonina

Płytki

Hydroksylaza
tryptofanu

Aktywacja

Bradykinina

Kininogen osoczowy

Kalikreina

Aktywacja

Histamina

Komórki tuczne

Aktywacja

Antagoniści
receptora H1
(difenhydramina)

Prostaglandyny Kwas arachidonowy /

uszkodzone komórki

Cyklooksygenaza

Uwrażliwienie

NLPZ (aspiryna,
ibuprofen)

Leukotrieny

Kwas arachidonowy /
uszkodzone komórki

Lipooksygenaza

Uwrażliwienie

Substancja P

Pierwszorzędowy
neuron czuciowy

Uwrażliwienie

Agoniści
receptorów
opioidowych
(morfina)

Czucie somatyczne

• Ból szybki

– Potencjały przewodzone przez szybkie włókna

drogą przez szlak rdzeniowo-wzgórzowy

– Małe pola recepcyjne bólu
– Włokna czuciowe mają reprezentację

topograficzną w korze

– Zdolność włókien do kodowania lokalizacji bodźca

wywołującego ból

Czucie somatyczne

• Ból powolny

– Biegnie drogą rozproszoną przez szlak rdzeniowo-

siateczkowo-wzgórzowy

– Kolaterale przechodzą przez twór siatkowaty

pobudzajc reakcję emocjonalną związaną z
odczuwaniem bólu

– Odpowiedzielny na intensywne, nieprzyjemne

odczuwanie powolnego bólu

Czucie trzewne

• Ból odniesiony – zaczyna się w narządach

wewnętrznych i jest odnoszony do miejsc na
skórze

– Włókna bólowe somatyczne i trzewne przebiegają

wspólną drogą do mózgu

– Rozpoznawany jako pochodzący ze skóry (np. ból

wieńcowy)

– Skóra jest reprezentowana topograficznie w korze,

a narządy wewnętrzne nie

Ból projekcyjny

• Wynika z bezpośredniego podrażnienia

włókien na drodze nerwowej

• Mechanizm oznaczonej linii – kodowanie

lokalizacji bólu

• Drażnienie w dowolnym miejscu drogi bólowej

powoduje taką samą percepcję (np. uderzenie
w łokieć, bóle międzyżebrowe)

• Bóle fantomowe – po amputacji kończyn

Ośrodkowy mechanizm czucia bólu

• Czucie bólu przesyłane przez przednio-boczny

kwadrant rdzenia

• Ból przewlekły – odczuwany długo po

zniknięciu bodźca i wyleczeniu uszkodzenia

– Prawdopodobnie w wyniku spontanicznej

aktywności ośrodków bólowych OUN

• Krążenie impulsów po zamkniętych obwodach
• Nadwrażliwość odnerwieniowa – wzrost wrażliwości na

krążący neuroprzekaźnik, kiedy normalne wejście
synaptyczne jest usunięte z neuronu

Znieczulenie podpajęczynówkowe

•

Podanie miejscowego środka znieczulającego do płynu mózgowo-rdzeniowego

otaczającego rdzeń kręgowy

•

Wykonywane poniżej kręgu L2 (nie ma tu rdzenia kręgowego)

•

Stosowane leki:

– Lignokaina – krótkie znieczulenie
– Bupiwakaina – średnia długość znieczulenia
– Tetrakaina – długi czas trwania

•

Mechanizm – blokada kanałów sodowych błony drugorzędowego neuronu drogi

czuciowej  brak napływu sodu do wnętrza neuronu  neuron nie ulega

depolaryzacji i potencjałowi czynnościowemu  ból nie może być przewodzony do

wyższych struktur OUN

•

Miejsce wiązania – podjednostka kanału sodowego w pobliżu wewnętrznej

powierzchni błony komórkowej – lek musi wejść do wnętrza neuronu

•

Drugorzędowe neurony drogi czuciowej są najbardziej podatne na znieczulenie

podpajęczynówkowe – mają mały rozmiar, niezmielinizowane; neurony ruchowe

alfa podatne tylko w wyższych stężeniach – większy rozmiar i zmielinizowane

Znieczulenie nadtwardówkowe

• Podanie anestetyku miejscowego do przestrzeni nadtwardówkowej
• Położona poza kanałem rdzenia kręgowego na jego grzbietowej

powierzchni, zawiera tłuszcz i jest silnie unaczyniona

• Może zostać bezpiecznie przeprowadzona na każdym poziomie

rdzenia

• Miejsce działania – korzenie nerwów rdzeniowych
• Wybór leku

– Bupiwakaina – długie znieczulenie
– Lignokaina – pośredni czas trwana
– Chloroprokaina – krótkie znieczulenie

• Środki wstrzykiwane do przestrzeni nadtwardówkowej mogą

przeniknąć do krwi poprzez bogate sploty żylne w tym obszarze

• Podczas porodu mogą one przeniknąć przez łożysko do krążenia

płodowego i wywrzeć depresyjny wpływ na noworodka