Patofyziologie centrálního nervového systému
Jan Kučera
150663
Cévní mozkové příhody
jedna z nejčastějších příčin úmrtnosti a invalidity, 30 000 případů ročně v ČR, úmrtnost 25%, hlavní příčinou jsou
aterosklerotické procesy cévní při známých rizikových faktorech
Rizikové faktory
věk
hypertenze
onemocnění srdce, chlopní, arytmie
hyperlipidemie
diabetes mellitus
hyperkoagulační stavy
kouření
alkohol
Typy cévních mozkových příhod
• Ischemické (80%, nejčastější příčinou uzávěr krční nebo intrakraniální mozkové tepny)
• Hemoragické (20%, horší prognóza)
• Intraparenchymatózní krvácení
• Subarachnoidální krvácení
https://www.strokeinfo.org/stroke-facts-statistics/
Hlavními mechanizmy
Ischmická CMP
cévní embolie (obvykle z uvolněných částic z trombu v jiných oblastech krevního řečiště, či trombus vytvořený přímo v místě okluze)
Hemoragická CMP
arteriální krvácení s následnou destrukcí tkáně, méně často venózní krvácení. Možná herniace (výhřez mozkové tkáně). Určitá oblast mozku
se vtlačuje mimo svou typickou lokalizaci. U těchto lézí se zvyšuje intrakraniální tlak. Dochází k ischemizaci mozku, k poškození v oblasti
herniace a často také k útlaku životně důležitých struktur v místech, kam se výhřez protlačuje.
https://www.fnusa.cz/o-nemocnici/cmp/cevni-mozkova-prihoda-detailne/ https://www.rwjbh.org/treatment-care/heart-and-vascular-care/diseases-conditions/stroke/
Kritický faktor rozhodující o prognóze CMP je ČAS a rozsah poškození
časové okno pro zahájení intravenózní trombolýzy (3 až 4,5h), mechanická trombektomie (zavedení katetru + stent retrieveru, do 6h od příznaků), kombinace
Tranzitorní ischemická ataka (TIA)
neurologické příznaky pouze dočasné. TIA je vyvolána malou krevní sraženinou, která zablokuje cévu, ale během několika minut dojde k
rozpadu této sraženiny a jejímu rozpuštění v krvi s obnovou průtoku.
TIA bývá varovným signálem před vážnější ischemickou cévní mozkovou příhodou. Riziko cévní mozkové příhody po prodělané TIA je vysoké!
Na počátku neurologické poruchy není možné posoudit, zda se bude jednat o TIA nebo o „pravou“ cévní mozkovou příhodu. Pokud je TIA
rozpoznána včas, lze předejít následné ischemické cévní mozkové příhodě.
https://www.nzip.cz/clanek/980-cevni-mozkova-prihoda-co-to-je
Mozek je nejnáročnějším orgánem na spotřebu kyslíku a energie:
• vysoká metabolická aktivita nervové tkáně,
• malé energetické intracelulárními zásoby
• závislostí na aerobním metabolismu glukózy.
Pokles hladiny ATP omezí funkce iontových pump, jako je např. Na+/K+ pumpa, která je nezbytná pro udržení vysoké intracelulární koncentrace draslíku a nízké
intracelulární koncentrace sodíku. Nefunčkí pumpa vede k poklesu elektrického gradientu na membráně, (depolarizaci) a otevření napěťově řízených
iontových kanálů.
https://www.nature.com/articles/s41392-022-01064-1
Jádro infarktu
Neurony poškozené ireverzibilně
Primární poškození
Penumbra (okraj infaktu)
Neurony poškozené reverzibilně
Riziko sekundárního poškození
Excitotoxicita
nadměrná aktivace receptorů aktivovaných glutamátem (neurotransmiter), poškození nervových buněk
Volné kyslíkové radikály
především během reperfuze
Porušení hematoencafalické bariéry, zánět
změny na endoteliích, otok mozku
https://www.nature.com/articles/s41392-022-01064-1
Hemoragická CMP
Intracerebrální /intraparenchymatózní krvácení
Způsobné rupturou intraparenchymální cévy. Nejtypičtější příčinou je
hypertenze. Hypertonické krvácení často v oblasti bazálních ganglií, mozkového
kmene a mozečku. Nedostatek kyslíku pro tkáně, zvýšený tlak.
Subarachnoidální krvácení
vznik po prasknutí aneurysmatu tepny na spodině mozku. Následkem
ruptury dojde ke krvácení pod prostřední z mozkových plen –
arachnoideu. Primární příčinou vzniku aneurysmatu je vrozený defekt
cévní stěny, sekundární pak ateroskleróza a hypertenze.
https://www.pacificneuroscienceinstitute.org/stroke-neurovascular/conditions-and-treatments/stroke/hemorrhagic-stroke/subarachnoid/
Projevy: Bolesti hlavy, zvracení a různý stupeň poruchy vědomí, a ložiskového poškození, který se odvíjí od
místa prokrvácení…
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2022.981726/full
možná i kombinace, zakrvácení po ischemické CMP
https://quizlet.com/239852316/the-brain-areas-diagram/
Kraniocerebrální traumata
https://sci-hub.se/https://doi.org/10.1038/nrdp.2016.84
Primární kraniocerebrální traumata
Vznikají bezprostředně v souvislosti s traumatem,
fokální vs. difuzní, krytá vs. penetrující
poranění mozku:
• otřes mozku (komoce)
• zhmoždění mozku (kontuze)
• roztržení mozku (lacerace)
• difúzní axonální poranění
Sekundární kraniocerebrální traumata
řada buněčných, chemických, tkáňových nebo cévních změn v mozku, které přispívají k další destrukci mozkové tkáně. Vznikají s časovým
odstupem od traumatu (jako opožděný následek). Lze je terapeuticky ovlivnit.
epidurální hematom
subdurální hematom
subarachnoidální krvácení
intracerebrální krvácení
mozkový edém
nitrolebeční infekce
likvorea (rinorea, otorea)
další posttraumatické komplikace
Klasifikace dle klinické závažnosti a délky bezvědomí: lehká, střední a těžká poranění (Glasgow Coma scale)
https://www.thompsons-scotland.co.uk/serious-head-and-brain-injury/brain-injury-solicitors-scotland/brain-injury-claims-and-the-glasgow-coma-scale
Kvantitativní poruchy vědomí:
• somnolence, (ospalost, vyhoví, ale s latencí) lehká (GSC 15–13),
• sopor, střední (reakce na bolest, jednotlivá slova, mručení) (GSC 12–9),
• kóma, (bez slovního projevu, nereaguje) těžká (GSC 8–3)
Glasgowská stupnice hloubky bezvědomí
Intrakraniální prostor je ohraničený a uzavřený kompartment, který je tvořen mozkovou tkání (80 %), likvorovým oddílem (10 %) a
náplní cév (10 %). Tento obsah zůstává konstantní a každá změna v jednom z těchto kompartmentů musí být spojena s
kompenzační změnou v jiném (Monroova-Kellieho doktrína). Kompenzační mechanismy jsou omezené.
CPP = MAP - ICP
• CPP – mozkový perfuzní tlak
• MAP – střední arteriální tlak
• ICP – nitrolební tlak
Mozková hyperemie (swelling)
Autoregulace zajišťuje konstantní průtok krve mozkem nezávisle na výkyvech krevního tlaku
Ztráta autoregulace (poškození center regulace tonu) vede k rozšíření cévního řečiště hlavně v jeho kapilární a postkapilární části
=> vazoparalýza => vzestup intrakraniálního tlaku (ICP), utlačování mozku => edém => ischemie
Cytotoxický (intracelulární)
• Porucha membránových funkcí
• Akumulace Na nebo Ca v buňce
• Osmotický tok vody do buňky
• Zejména v prvních 24 hodinách po inzultu
Vazogenní (extracelulární)
• Poškození endotelu a hematoencefalické bariéry
• Extravazace elektrolytů a proteinů
do intersticiálního prostoru
• V pozdějších stádiích po inzultu (od 24 hodin)
Intersticiální
• Obstrukce odtoku likvoru
• Mechanické porušení likvoro-mozkové bariéry
• Průnik likvoru do intersticia
Edém mozku
Komoce (otřes mozku)
náhlá krátkodobá reversibilní úrazová porucha činnosti CNS. Neurologický nález je bez ložiskových změn, nauzea, zvracení,
amnesie. Postkomoční syndrom => pozdní následek komoce (přetrvávající bolest hlavy, poruchy spánku, soustředění….).
Kontuze (zhomždění mozku)
Obecné mechanismy vzniku poranění: translační nebo akcelerační/decelerační. Vlastní působení na mozkovou tkáň často charakter coup
(v místě nárazu) a contre coup (na protilehlé straně, nárazem na kost). Patrné morfologické změny, zakrvácení. Klinický obraz variabilní,
ložiskové příznaky.
Lacerace (roztržení mozku)
těžké poškození mozkové tkáně, často dlouhé bezvědomí, při nepříznivém vývoji (expanze, krvácení) se přistupuje k
chirurgické resekci zhmožděné tkáně. U ložisek ve funkčně významných oblastech se prování dekompresivní kraniotomie.
Difúzní axonální poranění
mnohočetné mikroskopické traumatické postižení axonů. Šedá a bílá hmota mají rozdílnou specifickou hmotnost, a proto dochází při úrazu k
jejich vzájemnému střižnému pohybu. Axony (bílé hmoty) se natáhnou, poškodí a poté degenerují.
Malý nález na CT, ale přítomná těžká porucha vědomí, špatná prognóza.
https://www.acquiredbraininjury-education.scot.nhs.uk/what-is-acquired-brain-injury/traumatic-brain-injury/types-traumatic-brain-injury/diffuse-brain-injury/
https://radiologyassistant.nl/neuroradiology/hemorrhage/traumatic-intracranial-haemorrhage
Epidurální hematom: nahromadění krve mezi lebkou a dura mater, průběh často s lucidním intervalem, což znamená, že pacient
může být při vědomí a vypadat "normálně" hned po úrazu, ale s hromaděním krve se stav zhoršuje (zvyšující se nitrolební tlak,
herniace). Anizokorie (rozdílná velikost zornic = důsledek komprese nervus oculomotorius), homolaterální mydriasa, kontralaterální
hemiparesa.
Subdurální hematom: akutní/chronický, nahromadění krve mezi
dura mater a arachnoideou, často s kontuzí, i malý úraz riziko: věk,
antikoagulační léčba
Degenerativní onemocnění mozku
neurodegenerativní onemocnění mozku, nejčastější příčina demence, 90% případů se vyskytuje sporadicky,
role polymorfismu ApoE ε4
u familiární formy mutace např. v PSEN1 a PSEN2 (podjednotky enzymu štěpící amyloid precursor protein, APP)
Molekulární mechanismus nejasný: pravděpodobná role produktů metabolismu APP a vznik amyloidních plaků, abnormální fosforylace proteinu Tau
(neurofibrilární klubíčka), plaky způsobují poruchu vedení nervového vzruchu, degenerace cholinergních neuronů působí kognitivní dysfunkce
častý výskyt AD u Downova syndromu (trisomie 21. chromosomu => extra kopie APP)
http://www.brightfocus.org/sites/default/files/styles/full_width/public/BFF_2015MedIllust_Progression_of_Alzheimers.jpg?itok=tDpL9sm9
Alzheimerova choroba
https://www.nature.com/articles/d42473-018-00068-2
https://becker.wustl.edu/about/news/art-alois-alzheimer
Parkinsonova choroba
3% populace starší 65 let, druhé nejčastější neurodegenerativní onemocnění
Degenerace dopaminergních neuronů ve středním mozku (substantia nigra, pars compacta), akumulace α-synucleinu (Lewyho tělíska), nerovnováha mezi
dopaminergní a cholinergní aktivitou (Dopamin – převážně inhibice, Acetylcholin – převážne excitace)
vzácně monogenní (Early-onset PD), převažuje polygenní dědičnost, vliv prostředí (negativní asociace s kouřením, pozitivní s pesticidy)
Rigidita
současné zvýšení svalového tonu agonistických i antagonistických svalů
Tremor
opakovené kontrakce agonistických a antagonistických svalů
Hypokinéza
porucha hybných programů a plánování pohybu
https://my.clevelandclinic.org/health/body/23010-substantia-nigra-sn https://doi.org/10.1038/nrdp.2017.13
https://doi.org/10.1038/nrdp.2017.13
https://doi.org/10.1038/nrdp.2017.13