Patofyziologie centrálního nervového systému – část 2 Cévní mozkové příhody Traumata Intrakraniální tlak Cévní mozkové příhody http://wikipedia.org Definice a příčiny CMP CMP je akutně vzniklá neurologická dysfunkce cévního původu s rychle se rozvíjejícími známkami ztráty mozkových funkcí Patologie cév • Porucha permeability cévní stěny • Porucha cévní kontraktility • Okluze cévního lumen  Trombus  Embolus • Ruptura cévy Ateroskleróza Typy cévních mozkových příhod • Ischemické (70%) • Hemoragické (30%)  Intracerebrální hematom  Subarachnoidální krvácení Ischemické CMP Kritické faktory  Rozsah ischemického procesu  Čas trvání Ateroskleróza Ischemické příhody fokální • Přechodné Tranzitorní ischemická ataka (TIA) Protrahovaný reverzibilní neurologický deficit • S trvalými následky Mozkový infarkt Embolie Trombóza Ischemické příhody globální • Přechodné Synkopa • S trvalými následky Hypoxicko – ischemická encefalopatie Proč je mozek náchylný k ischemii? Vysoká metabolická aktivita • Udržení membránového potenciálu – repolarizace (Na/K pumpy) • Téměř výhradně oxidativní fosforylace • Spotřeba Kyslík - 20% celkové tělesné spotřeby Glukóza – 25% celkové tělesné spotřeby Malé energetické zásoby http://assassinscreed.ubi.com Mozková ischemie Jádro infarktu • Neurony poškozené ireverzibilně • Primární poškození Penumbra (okraj infaktu) • Neurony poškozené reverzibilně • Riziko sekundárního poškození Ischemická kaskáda ↓ Kyslík a glukóza Zhroucení Na/K pump ↑ Glutamát ↑ Ca2+ Vtok Na do buňky Aktivace proteolytických enzymů a ROS produkujících enzymů Vtok H2O do buňky ↑ ROS↑ Proteolýza Poškození makromolekul Mitochondriální dysfunkceMitochondriální dysfunkce ↓ ATP “Respiratory chain leakage” ↓ odbourávání glutamátu ↓ ATP DepolarizaceDepolarizace Nekróza Apoptóza dle stupně poškození buňky Cytotoxický edém NEURON - Jádro NEURON - Penumbra Excitotoxicita Zánět ROS–reactieveoxygenspecies–volnékyslíkovéradikály ↑ Prozánětlivé cytokiny Role zánětu v ischemické kaskádě Poškození neuronů Mikroglie, astrocyty Endotelie ↑ Prozánětlivé cytokiny ↑ Adhezivní molekuly Infiltrace makrofágů a neutrofilů ↑ Proteolytické enzymy Poškození endotelu Poškození hematoencefalické bariéry Vasogenní edém Tkáňové poškození Ischemie ↑ ROS ROS 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 www.nature.com Mechanismy ischemického poškození Volné kyslíkové radikály (ROS) Volné kyslíkové radikály jsou vysoce reaktivní částice Vznikají zejména v období reperfuze Příčina • Intracelulárně  Respiratory chain leakage Porucha mitochondriálního oxidačního řetězce  Ca – overload- aktivace ROS produkujících enzymů • Extracelulárně  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 leukocytů v periferii  Adhezivních molekul – směrování do místa poškození • Infiltrující makrofágy a neutrofily produkují  Proteolytické enzymy – průnik tkání  Prozánětlivé cytokiny  ROS Důsledek • Poškození  Endotelu  Hematoencefalické bariéry  Neuronů http://3.bp.blogspot.com Ischemická kaskáda -shrnutí Jádro infarktu • Energetický kolaps buňky • Kolaps membrány • Cytotoxický edém  Nekróza Penumbra  Excitotoxicita  ROS  Poškození buněčných makromolekul  Zánět  Potenciálně apoptóza Hemoragické CMP Intracerebrální hematom (ICH) Krvácení do mozkového parenchymu (intraaxiální) Nejčastější lokalizce • Bazální ganglia • Thalamus http://umm.edu Patofyziologie ICH Hematom ZánětCytotoxické komponenty krveMass effect ↑ ICPMechanické poškození parenchymu Komplement atd. Hemoglobin ↑ Prozánětlivé cytokiny Ischemie Fe 2+ ↑ Proteolytické enzymy ↑ ROSZánět Excitotoxicita ↑ ROS ↑ ROS (v neuronech) ↑ Proteolýza (v neuronech) Poškození endotelu Poškození hematoencefalické bariéry Poškození neuronů Edém Hemoragické CMP Subarachnoidální krvácení (SAK) Krvácení do subarachnoidálního prostoru (extraaxiální) Nejčastější příčina - ruptura aneuryzmatu mozkové tepny Nejčastějši lokalizace aneuryzmat - Willisův okruh van Gijn J, Rinkel GJ. Subarachnoid haemorrhage: diagnosis, causes and management. Brain.2001;124:249–278. http://chicago.medicine.uic.edu Patofyziologie SAK Akumulace krve v subarachnoidálním prostoru ZánětCytotoxické komponenty krveMass effect ↑ ICP Komplement atd. Hemoglobin ↑ Prozánětlivé cytokiny Ischemie Fe 2+ ↑ Proteolytické enzymy ↑ ROSZánět Excitotoxicita ↑ ROS ↑ ROS (v neuronech) ↑ Proteolýza (v neuronech) Poškození endotelu Poškození hematoencefalické bariéry Poškození neuronů Edém Vazospazmy mozkových tepen Cévní mozkové příhody - závěr Primární poškození • Ischemie • Hemoragie (mechanické poškození parenchymu) Sekundární poškození Příčina • Totxicita (excito- , cyto-) • Volné kyslíkové radikály (ROS) • Zánět Důsledek  Přímé poškození neuronů  Vazospasmy  Edém  Ischemie Intrakraniální a cerebrální perfúzní tlak Mozek je uzavřen v lebce… … což je výhodné, než se něco stane… … ale velký problém, když se ně co stane. Intrakraniální tlak (ICP) je tlak v mozkovně Nitrolební kompartmenty • Mozek • Mozkomíšní mok • Krev Cerebrální perfuzní tlak • Tlakový gradient díky kterému teče krev do mozku CPP = MAP - ICP Cerebrální perfúzní tlak Střední arteriální tlak Intrakraniální tlak http://ars.els-cdn.com Příčiny intrakraniální hypertenze Mozkový kompartment • Edém • Tumor • Krvácení • Infekce Kompartment mozkomíšního moku • Hydrocefalus Krevní kompartmernt • Trombóza mozkového splavu • Acidóza - ischemie Příčiny zvýšeného ICP Mozkový edém 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 Příčiny zvýšeného ICP Hydrocefalus Abnormální akumulace mozkomíšního moku v likvorových cestách Tvorba mozkomíšního moku • Plexus choroideus (PCh) • 450-750 ml/den Resorbce mozkomíšního moku • Archnoidální granulace (AG) Hydrocefalus • Obstrukční (nekomunikující) Blok před AG Např. tumor komorového systému • Neobstrukční (komunikující) Blok na úrovni AG Akutní X Chronický http://www.control.tfe.umu.se PCh AG Příčiny zvýšeného ICP Hydrocefalus http://drugline.org Komprese okolní tkáňe Infratentoriální léze • Vždy akutní • Nebezpečí komprese mozkového kmene Herniace • Subfalcinní • Tentoriální • Tonsilární • Centrální  Trvalé poškození mozku,  Nebezpečí komprese mozkového kmene Důsledky zvýšeného ICP http://slideshare.net http://edutoolanatomy.wikispaces.com Central Herniation Poranění mozku Poranění mozku - úvod Nejčastější příčiny • Dopravní nehody • Pády • Sport Klasifikace • Primární Vzniká v okamžiku úrazu… • Sekundární Vzniká opožděně… • Fokální • Difúzní http://www.seattlecaraccidentlawyerblog.com Primární poranění mozku Mechanismus úrazu • Kontaktní Náraz předmětu do hlavy nebo hlavy do předmětu Možnost vzniku fraktury lební Impresivní – malé předměty Lineární – větší předměty • Střelná poranění  Par coup  kontuze v místě nárazu  Par contre coup • kontuze na straně opačné k nárazu Nekontaktní • Akceleračně – decelerační poraňení http://www.yalescientific.org Poranění fokální Kontuze • Zhmoždění nervové tkáně, obaly intaktní • Prokrvácení tkáně až intracerebrální hematom • Nejčastěji postiženy póly frontálních laloků Frontálních Temporálních Lacerace • Nejtěžší stupeň mozkové kontuze • Poškození mozkové tkáně a mozkových plen • Prokrvácení mozkové tkáně • Traumatické krvácení Subarachnoidální Subdurální Poranění difúzní Difusní axonální poranění • Strukturální poškození axonů (bílá hmota) • Působení rotačních a translačních sil • Makroskopický vzhled normální • Mikroskopicky retrakční kuličky Herniovaná axoplazma • Později Wallerova degenerace Degenerace distální (oddělené) časti axonu Axony v CNS neregenerují Komoce mozková • Nejlehčí forma difusního axonálního poranění • Není strukturní poškození tkáně • Přechodné funkční poškození (ztráta vědomí do 10 minut) http://www.givengain.com Sekundární poranění Edém • Cytotoxický • Vazogenní Ischemie Mozková hyperemie (swelling) • Příčina Acidóza - vazodilatace Difusní mikrovaskulární poškození Porucha autoregulace cévního tonu Poškození vasoregulačních center Thalamus, mozkový kmen Vasoparalýza Sekundární poranění vede k nárůstu ICP Traumatický hematom Intraaxiální • Intracerebrální Extraaxiální • Epidurální • Subdurální • Subarachnoidální www2.aofoundation.org http://cs.wikipedia.org Intracerebrální hematom  Dle tíže poranění plynulý přechod mezi kontuzí a intracerebrálním hematomem Nejčastější lokalizace • Temporálně • Frontálně Epidurální hematom  Kolekce krve mezi kalvou a durou mater  Nejčastěji j příčinou zlomenina kalvy, která poruší a. meningea (kontatkní poranění)  Odloučení dury od kalvy - čočkovitý tvar Nejčastější lokalizace • Temporo - bazálně • Temporo - parietálně Subdurální hematom  Kolekce krve mezi durou mater a arachnoideou  Nejčastěší príčinou je přetržení přemosťujících žil (akceleračně decelerační poranění) Akutní – čerstvá krev Chronický – kolikvovaná krev Traumatické a subarachnoidální krvácení  Kolekce krve mezi arachnoideou a pia mater  Často spojené s lacerací  Krev se volné šíří subarachnoidálním prostorem  Vazospazmy se nevyvíjí http://cs.wikipedia.org 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  Povrchové - zachovány obranné reakce  Hluboké - obranné reakce chybí Glasgow Coma Scale Otevření očí Slovní odpověď Motorická odpověď 1 - bez reakce 1 - bez reakce 1 - bez reakce 2 - na bolestivý podnět 2 - nesrozumitelné zvuky 2 - necílená extenze (napřímení) končetiny (decerebrační rigidita) 3 - na slovní podnět 3 - jednotlivá nesouvisející slova 3 - necílená flexe (ohnutí) končetiny (dekortikační rigidita) 4 - spontánní 4 - zmatená 4 - úniková reakce (pobyb směřuje od podnětu) 5 - normální 5 - lokalizace podnětu (pohyb směřuje k podnětu) 6 - cílený pohyb podle instrukcí Fokální neurologický deficit http://www.modernfamilyideas.com Frontální lalok (FL) Chování Pohyb Řeč Parietální lalok (PL) Senzitivní aferentace Uvěddomění si celkového tělesného schématu  Vizuálně prostorové vztahy Pozornost Okcipitální lalok (OL) Zrakové vnímání Temporální lalok (TL) Řeč Sluch Paměť Limbický systém  Afektivita  Sexualita Fokální neurologický deficit http://www.emunix.emich.edu Fokální neurologický deficit http://www.ims.uni-stuttgart.de Fokální neurologický deficit na příkladu ischemie Arteria cerebri anterior  Kontralaterální hemiparéza výraznějši na DK (FL)  Poruchy chování při oboustranném uzávěru (FL) Arteria cerebri media  Kontralaterální hemiparéza výraznějši na HK (FL)  Poruchy řeči při levostranném uzávěru (FL, TL)  Poruchy psaní, počítání , pravolevé orientace (TL)  Poruchy prostorové orientace při postižení nedominantního parietálního laloku Arteria cerebri posterior  Poruchy zraku (OL)  Poruchy čtení (Corpus callosum, PL) Vertebrobazilární povodí  Mozečková symptomatologie  Kmenová symptomatologie  Vertigo, nystagmus, diplopie, oboustranné hemiarézy, parézy hlavových bervů, poruchy dýchání Poranění míchy Poranění míchy - úvod Nejčastější příčiny • Dopravní úrazy • Pracovní a sportovní úrazy Mechanismus úrazu • Nadměrná flexe, extenze, rotace páteře • Přímý úder Poškození páteře • Obratle  Zlomeniny  Luxace • Ligamenta • Meziobratlové disky Poškození míchy • Nadměrným natažením • Tlakem Nejčastěji postižené oblasti C4-C6 a Th11-L2 www.bodyinmotion.co.uk Druhy poranění míchy Komoce • Dočasné funkční postižení míchy • Plně reverzibilní Kontuze • Inkompletní léze míšní • Kompletní tranzverzální léze míšní  Úplné přerušení míchy  1. Fáze – spinální šok Atonie pod místem postižení, areflexie, ztráta volní pohybové aktivity, anestzie Atonie detrusoru močového měchýře s retencí moči a paradoxní ischurií  2. Fáze – míšní automatismy  Hypertonie pod místem postižení, hyperrelfexie, trvá úplná ztráta volní pohybové aktivity a anestézie  Spastický reflexní měchýř Naśledky poranění míchy Paralýza  Ztráta schopnosti provést volní pohyb Plegie • Úplná paralýza Paréza • Neuplná paralýza • Mono-, di-, kvadru-, para-, hemi• Centrální Poškození 1. motoneuronu Njeprve chabá Spinální šok Potom spastická Aktivita 2. motoneuronu • Periferní Poškození 2. motoneuronu Chabá http://medical-dictionary.thefreedictionary.com Míšní segment není vždy na úrovni odpovídajícího páteřního segmentu • Horní krční úsek: PS=MS • Dolní krční a horní hrudní: PS=MS+1 • Střední hrudní: PS=MS+2 • Dolní hrudní: PS=MS+3 • Mícha končí v oblasti L1 –L2 Plexus cervicalis: C1-C4 C4 – nervus phrenicus Plexus brachialis: C5 – Th1 Plexus lumbalis: L1-L4 (+spojka z Th12) Plexus sacralis: S1-S5 (+spojky z L4-5) Naśledky poranění míchy Paralýza http://www.jhu.edu Naśledky poranění míchy Paralýza Léze v míšních segmentech C1 – C4  Spastická kvadruparéza/plegie  Porucha sfinkterů Léze v segmentech C5 – Th2  Smíšená nebo chabá paréza/plegie HKK  Spastická paréza/plegie DKK  Poruchy sfinkterů Léze v segmentech Th3 – Th10  Spastická paréza/plegie DKK  Poruchy sfinkterů Léze v segmentech Th9 – L2  Smíšená nebo chabá paréza/plegie DKK  Poruchy sfinkterů Léze segmentů L3 – S5  Poruchy sfinkterů http://whyfiles.org Naśledky poranění míchy Poruchy senzitivity Hypestézie  Snížení vnímání určite kvality Např. thermohypestézie, taktilní hypestézie Anestézie  Vymizení vnímání určite kvality http://www.rci.rutgers.edu