Patofyziologie centrálního nervového systému Cévní mozkové příhody R#č*m£ kut ceiéw, yv^tó cca 5"£> *w Rozsah ischemického procesu > Čas trvání Ateroskleróza Ischemické příhody fokální • Přechodné STranzitorní ischemická ataka (TIA) S Protrahovaný reverzibilní neurologický deficit • S trvalými následky S Mozkový infarkt ❖ Embólie ❖ Trombóza Ischemické příhody globální • Přechodné S Synkopa • S trvalými následky S Hypoxicko - ischemická encefalopatie Proč je mozek náchylný k ischemii? S Kyslík - 20% celkové tělesné spotřeby S Glukóza - 25% celkové tělesné spotřeby Malé energetické zásoby Mozková ischemie Jádro infarktu • Neurony poškozené ireverzibilné • Primární poškození Penumbra (okraj infaktu) Ischemická kaskáda NEURON-Jádro Mitochondriální dysfunkce i >l> ATP Depolarizace I Zhroucení Na/K pump Vtok Na do buňky I Vtok H20 do buňky Cytotoxický edém I Nekróza vj/ Kyslík a glukóza NEURON - Penumbra vj/ odbourávání glutamátu Mitochondriální dysfunkce >l ATP fU +-»/ U X o u x "Respiratory cha leakage" Depolarizace 1s Glutamat t Ca 2+ 4- Aktivace proteolytických enzymů a ROS produkujících enzymů VW 1s Proteolýza Poškození makromolekul Zánět Apoptóza dle stupně poškození buňky Role zánětu v ischemické kaskádě Tkáňové poškození <- Ischemie _I_ -> ROS Mikroglie, astrocyty Prozánětlivé cytokiny I_ Endotelie Adhezivní molekuly t ROS J 7 Infiltrace makrofágu a neutrofilů Proteolytické ^ Prozánětlivé enzymy cytokiny Poškození neuronů Poškození hematoencefalické bariéry Vasogenní edém Poškození endotelu Mechanismy ischemického poškození Excitotoxicita Akumulace excitatorních neurotransmiterů extracelulárně • Glutamát • Aspartát Poškození nervových buněk excesivní stimulací Příčina Depolarizace Snížený reuptake Důsledek • Stimulace okolních neuronů • Ca overload • Proteolýza • Zvýšená produkce volných radikálů • Cytotoxický edém Presynaptic cell Astrocyte I Glial glutamate transporter > mGluR •'. Glutamate Postsynaptic cell www.nature.com Mechanismy ischemického poškození Volné kyslíkové radikály Volné kyslíkové radikály jsou vysoce reaktivní částice Vznikají zejména v období reperfuze Příčina • Intracelulárně S Respiratory chain leakage ❖ Porucha mitochondriálního oxidačního řetězce S Ca -overload- aktivace ROS produkujících enzymů • Extracelulárně S Zánět Důsledek • Peroxidace lipidů - poškození membrány • Oxidace proteinů - poškození enzymů a strukturálních proteinů • Oxidace purinových a pyrimidinových bazí - poškození DNA • Stimulace zánětu Mechanismy ischemického poškození Zánět Příčina • Následkem ischemie a tkáňového poškození dochází k produkci Prozánětlivých cytokinů - aktivace leukocytu v periferii S Adhezivních molekul - směrování do místa poškození • Infiltrující makrofágy a neutrofily produkují S Proteolytické enzymy - průnik tkání http://3. bp.blogspot.com Hemoragické CMP Intracerebrální hematom (ICH) Patofyziologie ICH Hematom Mass effect Cytotoxické komponenty krve Mechanické poškození parenchymu ICP Ischemie Komplement atd. Hemoglobin Fe 2+ Excitotoxicita v t ROS ROS Poškození neuronů <- Zánět Hemoglobin f Prozánětlivé cytokiny Proteolytické enzymy t ROS Poškození hematoencefalické bariéry Edém <- \\rJtroJ^ro^óJj^ 1^ parter oií Par coup S kontuze v místě nárazu > Par contre coup • kontuze na straně opačné k nárazu Nekontaktní • Akceleračně - decelerační poranění Fixed object Contrecoup injury http://www.yalescientific.org Poranění fokální Kontuze • Zhmoždění nervové tkáně, obaly intaktní • Prokrvácení tkáně až intracerebrální hematom • Nejčastěji postiženy póly frontálních laloků S Frontálních S Temporálních Lacerace • Nejtěžší stupeň mozkové kontuze • Poškození mozkové tkáně a mozkových plen • Prokrvácení mozkové tkáně • Traumatické krvácení S Subarachnoidální S Subdurální Poranění difúzní Difusní axonální poranění • Strukturální poškození axonů (bílá hmota) • Působení rotačních a translačních sil • Makroskopický vzhled normální • Mikroskopicky retrakční kuličky S Herniovaná axoplazma • Později Wallerova degenerace S Degenerace distální (oddělené) časti axonu S Axony v CNS neregenerují Komoce mozková • Nejlehčí forma difusního axonálního poranění • Není strukturní poškození tkáně • Přechodné funkční poškození (ztráta vědomí do 10 minut) Sekundární poranění Edém • Cytotoxický • Vazogenní Ischemie Mozková hyperemie (swelling) Pv/v. ncina S Acidóza - vazodilatace S Difusní mikrovaskulární poškození > Porucha autoregulace cévního tonu S Poškození vasoregulačních center >Thalamus, mozkový kmen > Vasoparalýza Sekundární poranění vede k nárůstu ICP Traumatický hematom Skin Periosteum www2.aofoundation.org Intracerebrální hematom > Dle tíže poranění plynulý přechod mezi kontuzí a intracerebrálním hematomem Nejčastější lokalizace • Temporálně • Frontálně Epidurální hematom > Kolekce krve mezi kalvou a důrou mater > Nejčastěji j příčinou zlomenina kalvy, která poruší a. meningea (kontatkní poranění) > Odloučení dury od kalvy - čočkovitý tvar Nejčastější lokalizace • Tempom - bazálně • Tempom - parietálně Subdurální hematom > Kolekce krve mezi důrou mater a arachnoideou > Nejčastěší príčinou je přetržení přemosťujících žil (akceleračné decelerační poranění) Traumatické a subarachnoidální krvácení > Kolekce krve mezi arachnoideou a pia mater > Často spojené s lacerací > Krev se volné šíří subarachnoidálním prostorem > Vazospazmy se nevyvíjí Následky poškození mozku > Porucha vědomí > Fokální neurologický deficit Poruchy vědomí Kvalitativní > Zachována vigilita, porušen obsah • Dezorientace (osobou, místem, časem) Kvantitativní porucha vědomí > Snížená vigilita • Somnolence - spavost, probudnost • Sopor - probudnost pouze na algický podmět • Koma - neprobudnost S Povrchové - zachovány obranné reakce S Hluboké - obranné reakce chybí Glasgow Coma Scale Otevření očí Slovní odpověď Motorická odpověď 1 - bez reakce 2 - na bolestivý podnět 1 - bez reakce 1 - bez reakce 2 - nesrozumitelné zvuky 2 - necílená extenze (napřímení) končetiny (decerebrační rigidita) 3 - na slovní podnět 4 - spontánní 3 - jednotlivá nesouvisející slova 4 - zmatená 3 - necílená flexe (ohnutí) končetiny (dekortikační rigidita) 4 - úniková reakce (pobyb směřuje od podnětu) No* 5 - normální Port is is 8 - 5 - lokalizace podnětu (pohyb směřuje k podnětu) 6 - cílený pohyb podle instrukcí Fokální neurologický deficit Frontální lalok (FL) S Chování ^Pohyb ^Řeč Parietální lalok (PL) S Senzitivní aferentace SUvěddomění si celkového tělesného schématu S Vizuálně prostorové vztahy S Pozornost Okcipitální lalok (OL) v^Zrakové vnímání Temporální lalok (TL) ^Řeč ^Sluch S Paměť SLimbický systém > Afekt i vita > Sexualita Frontal lobe Executive functions, thinking, planning, organising and problem solving, emotions and behavioural control, personality Motor cortex Movement Sensory cortex Sensations Temporal Memory, un language Parietal lobe Perception, making sense of the wortd. arithmetic, spelling Occipital lobe Vision http://www.modernfamilyideas.com Fokální neurologický deficit Frontal lobe Parietal lobe ^ * £ I ft 5t-ö * Eye Toes Primary motor cortex Copyright© PôaľSúľi Edutatluľi, Inc.. fKJblIfihlngafiGeťiJairihCumiriin^fi. Jaint T°ngue Pharynx *| http://www.emunix.emich.edu Fokální neurologický deficit Arteria cerebri anterior Arteria cerebri posterior http://www.ims.uni-stuttgart.de Fokální neurologický deficit na příkladu ischemie Arteria cerebri anterior S Kontra latere Iní hemiparéza výraznější na DK (FL) S Poruchy chování při oboustranném uzávěru (FL) Arteria cerebri media S Kontra late rá Iní hemiparéza výraznější na HK (FL) S Poruchy řeči při levostranném uzávěru (FL, TL) S Poruchy psaní, počítání, pravolevé orientace (TL) S Poruchy prostorové orientace při postižení nedominantního parietálního laloku Arteria cerebri posterior S Poruchy zraku (OL) S Poruchy čtení (Corpus callosum, PL) Vertebrobazilární povodí S Mozečková Symptomatologie S Kmenová Symptomatologie S Vertigo, nystagmus, diplopie, oboustranné hemiarézy, parézy hlavových bervů, poruchy dýchání Degenerativní onemocnění mozku Degenerativní onemocnění mozku > Heterogenní skupina onemocnění > Společným znakem je neurodegenerce > Podkladem neurodegenerace je apoptóza neuronů Alzheimerova nemoc • Kognitivní deficit Parkinsonova nemoc • Poruchy hybnosti http://www.agi.it Alzheimerova nemoc > 50% populace starší 85 let > Nejčastější příčina demence > Globální porucha kognitivních funkcí bez poruchy vědomí > Progresivní charakter Časná forma (do 60 let) • Poruchy na chromozomech 1, 14, 21 Pozdní forma • Poruchy na chromosomech 12, 19 • Mutace mitochondriální DNA Patofyziologie • Ukládání beta amyloidu v mozkové kůře • Změna neurofibril v neuronch (neuronální klubka) • Degenerované neurony tvoři spolu s amyloidovým jádrem neuritický • Neuritické plaky způsobují poruchu vedení nervového vzruchu • Degenerace cholinergních neuronů působí kognitivní dysfunkce Parkinsonova nemoc > 1% populace starší 60 let Patofyziologie • Degenerace dopaminergních neuronů oblasti bazálních ganglií (centrálním řízení hybnosti) • Nerovnováha mezi dopaminergní a cholinergní aktivitou S Dopamin - převážně inhibice S Acetylcholin - prevážne excitace > Rigidita S současné zvýšení svalového tonu agonistických i antagonistických svalů > Tremor Sopakovené kontrakce agonistických a antagonistických svalů > Hypokinéza S porucha hybných programů a plánování pohybu Poranění míchy Poranění míchy Nejcastejsi priciny • Dopravní úrazy • Pracovní a sportovní úrazy Mechanismus úrazu • Nadměrná flexe, extenze, rotace páteře • Přímý úder Poškození páteře • Obratle S Zlomeniny S Luxace • Ligamenta • Meziobratlové disky Poškození míchy • Nadměrným natažením • Tlakem Nejčastěji postižené oblasti C4-C6 a Thll-L2 - úvod Hyperextensiún Sprain or strain of tervitaL tissues Hyperflexion fAiXM. www.bodyinmotion.co.uk Druhy poranění míchy Komoce • Dočasné funkční postižení míchy • Plně reverzibilní Kontuze • Inkompletní léze míšní • Kompletní tranzverzální léze míšní S Úplné přerušení míchy S 1. Fáze - spinální šok ♦>Atonie pod místem postižení, areflexie, ztráta volní pohybové aktivity, anestzie ♦>Atonie detrusoru močového měchýře s retencí moči a paradoxní ischurií S 2. Fáze - míšní automatismy ♦♦♦ Hypertonie pod místem postižení, hyperrelfexie, trvá úplná ztráta volní pohybové aktivity a anestézie ♦♦♦ Spastický reflexní měchýř Následky poranění míchy Paralýza > Ztráta schopnosti provést volní pohyb Plegie • Úplná paralýza Paréza • Neúplná paralýza • Mono-, di-, kvádru-, para-, hemi- • Centrální S Poškození 1. motoneuronu S Njeprve chabá ❖Spinální šok S Potom spastická ❖Aktivita 2. motoneuronu • Periferní S Poškození 2. motoneuronu S Chabá of a single muscle fiber http://medical-dictionary.thefreedictionary.com Následky poranění míchy Paralýza Míšní segment není vždy na úrovni odpovídajícího páteřního segmentu Horní krční úsek: PS=M S Dolní krční a horní hrudní: PS=M S+1 Střední hrudní: PS=MS+2 Dolní hrudní: PS=MS+3 Mícha končí v oblasti LI -L2 Plexus cervicalis: C1-C4 C4 - nervus phrenicus Plexus brachialis: C5 - Thl Plexus lumbalis: L1-L4 (+spojka z Thl2) Plexus sacralis: S1-S5 (+spojky z L4-5) Dervfcal nenes ÍC1-53; ■< TrBraHiferesrT1-Ti2l < toŕí'ifBal nene ÍS1-S5.C0:- Qeivfcal er; lámané^ TJ»r*Lfc can. "PbbcIc seqneTS [1-121 LJTEiar sair. UTÉjar seqiieTfe n-il Sacral naí. Sasial se^ieiEs n-51 Oocc/tieSl mri Ooociqaai seqmerte M-31 Hkrn srn tofe: Term řiankrn lllustraticms : A. Micheau - M D http://www.jhu.edu Následky poranění míchy Paralýza v to* Léze v míšních segmentech Cl - C4 S Spastická kvadruparéza/plegie S Porucha sfinkterů Léze v segmentech C5 -Th2 S Smíšená nebo chabá paréza7plegie HKK S Spastická paréza/plegie DKK S Poruchy sfinkterů Léze v segmentech Th3 - ThlO S Spastická paréza/plegie DKK S Poruchy sfinkterů Léze v segmentech Th9 - L2 S Smíšená nebo chabá paréza/plegie DKK S Poruchy sfinkterů Léze segmentů L3 - S5 S Poruchy sfinkterů CA CUMflL IWWY (quadriplegio) INJI1RY (paraplegia) LUMMW IWISV (porapiegia) i : -li ■ http://whyfiles.org Následky poranění míchy Poruchy senzitivity Hypestézie > Snížení vnímání určite kvality Např. thermohypestézie, taktilní hypestézie Anestézie > Vymizení vnímání určite kvality http://www.rci.rutgers.edu Poruchy periferních nervů Senzorické poruchy Bolest hlavy • Sama mozková tkáň je k bolesti necitlivá, jedná se o dráždění intrakraniálních nervových zakončení S Cévní etiologie ❖ Migréna ♦♦♦ Clusterová bolest S Svalová etiologie ♦♦♦ Tenzní bolest Neuralgie • Např. trigeminu Meniérova choroba endolymfa www.golgihoaparat.blog.cz • Hydrops endolymfy -> stimulace n. VIII -> vertigo, tinnitus Motorické poruchy Poruchy motorických nervů • Amyotrofická laterální skleróza S Degenerace buď centrálních i preriferních, nebo jen periferních motoneuronů ❖ Porucha axoplasmatického transportu ❖ Paréza obvykle chabá ❖ Samovolné aktivace motorických jednotek (fascikulace) ❖ Medián přežití cca 3 roky, 4% nemocných > 10 let ❖ Léčba - antagonista glutamátu, jinak nespecifická • Myasthenia gravis S Autoprotilátky proti nikotinovému receptoru na nervosvalové ploténce ❖ Svalová slabost kolísavého charakteru ❖ Střídání relapsů a remisí ❖ Léčba: inhibitory cholinesterázy, imunosupresiva ❖ Cílem terapie trvalá remise • Demyelinizační nemoci S Sclerosis multiplex (CNS) S Senzorické i motorické poruchy S Progresivní zhoršování - přežití obvykle dekády S Syndrom Guillain-Barré (PNS) S U cca 2/3 pacientů trvalá remise S U obou nemocí autoimunitní prvky, v léčbě imunosupresiva Děkuji za pozornost