Patofyziologie centrálního nervového systému Cévní mozkové příhody Poranění mozku Poranění míchy Nitrolební kompartmenty, intrakraniální tlak a cerebrální perfúzní tlak Mozek je uzavřen v lebce… … což je výhodné, než se něco stane… … ale velký problém, když se ně co stane. Nitrolební kompartmenty • Mozek • Mozkomíšní mok • Krev Intrakraniální tlak (ICP) je tlak v mozkovně 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) • Neovaskularizace tumoru – neplnohodnotné cévy 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 • Ischemizace 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 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 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 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 Zánět 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 ➢ Kognitivní poruchy (včetně exekutivních funkcí) ➢ 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 Kognitivní poruchy a 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 Kognitivní poruchy a 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 Frontální lalok chování • Pravý frontální lalok –Vliv oboustranně –Inhibiční efekt •Levý frontální lalok –Vliv ipsilaterálně –Aktivační efekt •Poškození levého frontálního laloku může vést k –Inhibici - snížení spontaneity –Inhibici regulační funkce frontálního laloku a převaha pudového chování http://www.anna-om-line.com/BRAIN-GRAPHICS-by-annaOMline.jpg 40 Demence a 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 Řečová centra Dvě hlavní řečové oblasti • Brocova oblast (motorická) ✓ navazuje na motorický kortex • Wernickeova (senzorická) ✓ navazuje na sluchovou oblast • Fasciculus arcuatus • Kondukční afázie ✓ Poškození fasc. arcuatus ✓ Pacient rozumí i mluví ✓ Problém zopakovat slyšené • Dysartrie ✓ Problém s artikulací ✓ Vázne ovládání hlasivek atd. http://www.slideshare.net/CsillaEgri/presentations • Brocova afázie ✓ Motorická, expresivní ✓ Pacient rozumí, ale není schopen artikulovaně mluvit • Wernickeova afázie ✓ percepční, senzorická ✓ neschopnost rozumět, řeč plynulá avšak není smysluplná 42 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 Děkuji za pozornost