Patofyziologie centrálního
nervového systému
Úvod
http://edublog.amdsb.ca/
http://www.austincc.edu/
Úvod
www.slideshare.com
Úvod
www.slideshare.com
Úvod
http://wikimedia.org/
Úvod
Úvod
http://pharmacal.co.uk/pages/nervoussystemcns.html
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
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 - ICPCPP = MAP - ICP
Cerebrální perfúzní tlak
Střední arteriální tlak
Intrakraniální tlak
http://ars.els-cdn.com
Cerebrálni perfusní tlak
CPP je zásadní parametr určující CBF (cerebral blood flow)
CPP = MAP - ICPCPP = MAP - ICP
Cerebrální perfúzní tlak
Střední arteriální tlak
Intrakraniální tlak
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
Poškození mozku
Poškození mozku
➢ Porucha vědomí
➢ Fokální neurologický deficit
➢ Kognitivní poruchy
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
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
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
24
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
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
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
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
Poškození míchy
Poškození 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
Naśledky poranění míchy
Poruchy senzitivity
Hypestézie
➢ Snížení vnímání určite
kvality
Anestézie
➢ Vymizení vnímání určite
kvality
http://www.rci.rutgers.edu
http://www. mybodybuildingguide.com
Poranění míchy
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
Muskulární onemocnění
Muskulární onemocnění
Muskulární onemocnění
➢ Porucha nervosvalového
přenosu
➢ Onemocnění svalů
Vrozené
✓ Geneticky podmíněné
Získané
✓ Autoimunita
✓ Metabolické a toxické
Projevy
✓ Postižení motoriky
Slabost
Únavnost
✓ Senzitivita v normě
http://pixshark.com/
Poruchy nervosvalového přenosu
INHIBICE
Presinatptické postižení
➢ Blokáda uvolňování Ach
✓ Botulotoxin
Postsynaptické postižení
➢ Protilátky proti Ach receptorům - Blokáda vazby Ach na receptor
✓ Kurare
✓ Myasthenia gravis
- Autoimunita
EXCITACE
Inhibice acetylcholinesterázy
➢ Neostigmin (léčba MG)
➢ Organofosfáty (toxikologicý význam)
✓ Sarin
✓ VX - (10 x účinnější než sarin)
✓ Novičok - (10 x účinnější než VX)
http://nawrot.psych.ndsu.nodak.edu/
Onemocnění kosterního svalstva
1. Geneticky podmíněné myopatie
Duchenova myopatie (DMD) a Beckerova myopatie (BMD)
➢X vázané
➢Dystrofin – stabilita membrány svalové buňky
✓DMD – absence dystrofinu
- Progresivní svalová dystrofie se objevuje kolem 2.-3. roku
- Pacienti umírají kolem 20. roku života na respirační
komplikace v důsledku dystrofie respiračních svalů
✓BMD – snížené množství dystrofinu nebo jeho funkční postižení
- Progresivní svalová dystrofie se objevuje mezi 5. a 15.
rokem života
- Pacienti se dožívají 40. – 50. let
Onemocnění kosterního svalstva
2. Zánětlivé myopatie
➢ Nedědičné idiopatické onemocnění dospělých
✓ Polymyozitida
- Autoimunitní proces
- Poškození svalových vláken
✓ Dermatomyozitida
- Autoimunitní proces
- Poškození svalových kapilár
3. Metabolické a toxické myopatie
✓ Tyreopatie
✓ Steroidní myopatie
✓ Alkoholické myopatie
Děkuji za pozornost