Detail hesla - Poranění kraniocerebrální

Poranění kraniocerebrální



Slovníková definice
není k dispozici

Plná definice

Epidemiologie

Úrazy jsou ve vyspělých zemích vedoucí příčinou smrti u osob do 45 let. Kraniocerebrální traumata se podílejí 40 % na úrazové mortalitě. V USA si úrazy hlavy vyžádají 200 000 hospitalizací ročně a 1,7 milionů osob utrpí úraz hlavy, který si vyžádá návštěvu lékaře nebo krátkou pracovní neschopnost. Přímé a nepřímé náklady jsou odhadovány na 4 miliardy dolarů ročně.

Incidence lehkých traumat (GCS 15–13, viz níže) je asi 130 případů/100 000, u středně těžkých je to 15 případů/100   000 a těžkých kraniocerebrálních traumat je asi 14/100 000 obyvatel ročně. Incidence lehkých mozkových poranění je přitom pravděpodobně podhodnocena, protože řada zraněných nevyhledá lékařskou péči. Lehká mozková poranění tak tvoří až 95 % všech mozkových poranění. Pokud připočteme k těžkým i ty, kteří zemřeli před převozem do nemocnice, tak se dostaneme na hodnotu 21 případů na 100 000 obyvatel.

Rizikovými skupinami jsou mladí lidé (nejvíce je postižena věková skupina mezi 15 a 25 roky), muži (2–3krát častěji postiženi než ženy) a osoby závislé na alkoholu či jiných návykových látkách.

Nejčastějšími příčinami jsou dopravní úrazy (v USA tvoří 50 % všech kraniocerebrálních poranění). Na dalším místě (20–30 %) jsou pády, které nabývají významu ve vyšších věkových skupinách. Ve skupině nad 65 let jde o vedoucí příčinu poranění mozku. Na třetím místě je násilí mezi osobami. Sportovní úrazy nejsou častou příčinou kraniocerebrálních traumat (3–10 %) a asi v 90 % jde o lehká poranění.

Pracovní úrazy se podílejí na úrazech hlavy téměř 50 %. Konzumace alkoholu hraje významnou roli u všech úrazů hlavy (odhaduje se, že až 40 % případů vzniká pod vlivem alkoholu a jiných návykových látek).

Úmrtnost mimo nemocnici je asi 17 případů na 100 000 obyvatel a rok, v nemocnici zemře asi 6 osob/100 000 obyvatel ročně. Mortalita u lehkých mozkových poranění je nízká (0,04 až 0,29 %) a je způsobena téměř výhradně nitrolebním krvácením, které je součástí lehkých mozkových poranění v 0,2–3,1 %.

Následky se liší podle příčiny zranění: 90 % střelných poranění mozku končí smrtí, následkem pádu umírá jen asi 11 % osob.

Patofyziologie poranění mozku

Vymezení základních pojmů

V současné době dominují v nomenklatuře úrazů hlavy tyto pojmy: 1) primární a sekundární poranění a 2) fokální a difuzní poranění. První dvojice pojmů definuje časovou posloupnost dějů, ke kterým dochází po úrazu. Druhá dvojice pojmů jim přiřazuje určitou prostorovou charakteristiku. Nejsou to tedy jevy navzájem nezávislé, ale naopak se doplňují.

Primární poranění je strukturální poškození mozkového parenchymu, které vzniká v okamžiku úrazu. Primární poranění ve fokální podobě je například mozková kontuze a intracerebrální hematom. Primární difuzní poranění je komoce a difuzní axonální poranění. V současné době neexistuje možnost reparace tohoto primárního poškození, a jediná možnost, jak je ovlivnit, je prevence. Z toho důvodu se v posledních letech věnuje pozornost studiu sekundárního mozkového poškození. Sem patří některé systémové vlivy (hypotenze, hypoxie) a dále problematika mozkového edému, nitrolebního a perfuzního tlaku a molekulárních a biochemických mechanismů po traumatu mozku.

Primární poranění

Biomechanika poranění mozku

Poranění mozku je většinou způsobeno dynamickou silou ve velmi krátkém čase, většinou se odehraje během 200 ms, často do 20 ms. Buď dostane hlava náraz pohybujícím se objektem nebo naopak sama dopadne na relativně stacionární povrch. Vzácným mechanismem poranění mozku je působení pomalých statických sil, kdy je hlava zmáčknuta nebo drcena a výsledkem jsou obvykle četné fraktury skeletu. Oba tyto mechanismy označujeme jako kontaktní. Malé předměty mohou způsobit impresivní fraktury nebo i otevřené poranění, velké kontaktní plochy spíše způsobí lineární fraktury. Kromě fraktur vznikají u kontaktního mechanismu také kontuze, obvykle v místě nárazu, ale i na straně opačné, tzv. mechanismus „par contre coup“.

Někdy může poranění mozku vzniknout bez kontaktu s hlavou pulzním mechanismem na základě akcelerace a decelerace, například při prudkém pohybu v krční páteři, tzv. inerciální poranění. Může se jednat o akceleraci translační (například zepředu dozadu), která obvykle způsobí fokální léze, jen výjimečně difuzní poranění, nebo se jedná o závažnou rotační akceleraci v horizontální rovině, při které může dojít prakticky ke všem typům poranění snad s výjimkou fraktur a epidurálního hematomu. Při inerciálním poranění vzniká napětí buď uvnitř samotného mozku, nebo mezi povrchem mozku a kalvou. Vznikají tak tenzní síly, které nervovou tkáň napínají, a kompresní síly, které tkáň stlačují. Čím je delší doba působení akceleračního mechanismu, tím se síly propagují hlouběji do mozkové tkáně a vznikají různé typy difuzního axonálního poranění. U krátkodobých akcelerací se napětí projevuje nejvíce na mozkovém povrchu za vzniku fokálních poranění a subdurálního hematomu z roztržených přemosťujících žil.

Fokální léze

K primárním fokálním lézím patří v širším slova smyslu poranění skalpu, fraktury kalvy a baze lební, extracerebrální hematomy, penetrující poranění, mozkové kontuze a intracerebrální hematom. Pouze poslední tři diagnózy však představují primární lézi mozkového parenchymu. Poranění měkkých tkání hlavy a kostí mají některé patofyziologické zvláštnosti.

Poranění skalpu může být vzhledem k bohatému cévnímu zásobení natolik závažné, že velká krevní ztráta způsobí šokový stav. Poranění kožního krytu také může znamenat šíření infekce intrakraniálně.

Fraktury kalvy dělíme na lineární a impresivní. Jednoduchá uzavřená lineární fraktura má většinou benigní průběh, ale může také způsobit fatální epidurální krvácení. Otevřená lineární fraktura s sebou nese riziko infekce, zvláště je-li porušena dura. U malých dětí může tato situace vést postupně k oddalování okrajů fraktury, někdy se vznikem expanzivní leptomeningeální cysty (tzv. „growing fracture“), a vyžaduje chirurgické řešení. Impresivní fraktura může znamenat závažné postižení, protože úlomky kosti mohou komprimovat funkčně důležitou část mozkového parenchymu se vznikem fokálního deficitu nebo epilepsie. Je zde vyšší riziko infekce než u lineárních fraktur. Impresivní fraktury v oblasti splavů mohou způsobit jejich trombózu. Chirurgické řešení těchto impresí může být velmi riskantní.

Fraktury baze lební mohou znamenat riziko meningitidy nebo mozkového abscesu vzhledem k možnosti komunikace s paranazálními dutinami nebo středouším. Při poranění dury mnohdy vzniká likvorea (nazální nebo ušní), někdy pneumocefalus, který může být i ventilový a způsobit akutní nitrolební hypertenzi. Podle lokalizace může fraktura baze způsobit postižení prakticky kteréhokoli hlavového nervu. Může také způsobit různé cévní léze (karotido-kavernózní píštěl, disekci karotidy s ischemickými konsekvencemi nebo se vznikem pseudoaneurysmatu nebo přímý uzávěr karotidy).

Jako penetrující poranění bývá označováno poranění mozku střelnou zbraní. Existuje také pojem perforující poranění, který je vyhrazen pro poranění bodné. U perforujícího poranění například nožem chybí koncentrická zóna koagulační nekrózy, typická pro střelná poranění. Primární postižení je obvykle determinováno bodnou dráhou jako takovou a záleží na její hloubce, anatomické lokalizaci a na existenci eventuálního krvácení. Ve 30 % případů dochází k infekčním komplikacím. Asi třetina bodných poranění je sdružena s cévními komplikacemi (pseudoaneurysma, vazospasmus, cévní uzávěr, arteriovenózní píštěl).

U penetrujících poranění střelnou zbraní zásadním způsobem záleží na rychlosti projektilu. Se zvyšující se kinetickou energií totiž dochází ke zvýšené destrukci tkání. U těchto rychlých střel dochází ke kavitaci a šokovým vlnám následkem komprese a dekomprese přilehlých tkání. Tím vzniká primární nekróza zasahující daleko od střelného kanálu. Následkem tohoto mechanismu může být závažným způsobem poškozen mozek i při tangenciálních střelách, které přímo zasáhly pouze kalvu. Kostěné fragmenty mohou hrát roli sekundárních projektilů. Kromě těchto patofyziologických zvláštností mají penetrující poranění více než jiná otevřená poranění tendenci k infekčním komplikacím. Tak jako u bodných ran se mohou vyskytnout cévní komplikace a krvácení.

Mezi primární fokální léze lze zařadit všechny typy traumatických intrakraniálních hematomů. Epidurální a subdurální hematom však ovlivní mozkovou tkáň až sekundárně na základě probíhající komprese mozku.

Intracerebrální hematomy často kom plikují jak zavřená, tak penetrující poranění hlavy. U tupých poranění je nejčastější akceleračně-decelerační mechanismus, kdy tenzní síly způsobí rupturu menších cév uvnitř mozku. 80–90 % těchto hematomů je umístěno v bílé hmotě frontálních a temporálních laloků. Intracerebrální hematom se vyskytuje často společně s kontuzí, se subdurálním hematomem a s difuzním axonálním postižením, protože biomechanismus těchto lézí může být společný. Neobjasněnou patofyziologii má opožděný („delayed“) traumatický intracerebrální hematom. Možnými mechanismy jsou zvýšená cévní fragilita následkem měkkosti okolní edematózní mozkové tkáně, zvýšení intramurálního tlaku v rámci posttraumatické hypertenze, zvýšená permeabilita kapilár při ztrátě cévní autoregulace, fibrinolýza u diseminované intravaskulární koagulopatie nebo ruptura posttraumatického aneurysmatu. Tento typ hematomu postihuje 0,6–7,4 % pacientů po úrazu hlavy a mortalita této komplikace je 35–40 %. Vyskytuje se v časovém intervalu 6 hodin až 30 dní po úrazu a může se objevit jak v kontuzně změněném terénu, tak v oblasti, která se jeví podle CT zcela intaktní.

Mozková kontuze vzniká nejčastěji kontaktním mechanismem, ať už přímo pod místem nárazu, nebo ve vzdálené oblasti („contre coup“). Nejčastěji vzniká na bazi frontálního a temporálního laloku a na rozdíl od traumatického intracerebrálního hematomu bývá vzhledem k jinému mechanismu vzniku lokalizována povrchově v oblasti kortikální a subkortikální. V praxi se však často obě tyto charakteristiky prolínají. Tyto léze mívají jak složku kontuzní, tak hemoragickou. Rozsáhlejší mozková kontuze je také prakticky vždy provázena přítomností krve v subarachnoidálním prostoru.

Difuzní léze

Závažnost difuzního axonálního poranění závisí podle biomechanických studií na míře akceleračních a deceleračních mechanismů. Čím větší a delší zátěž, tím postižení axonů proniká hlouběji do mozku. U těžkých typů difuzního axonálního poranění dochází následkem inerciálních sil nejen k disrupci axonů, ale též k přetržení cév v mozkovém kmeni a v corpus callosum. K přerušení axonu dochází v okamžiku úrazu. V následujících 6 hodinách se retrahuje axolema, mezi 12–24 hodinami dochází ke zduření axonů a ke vzniku tzv. Cajalových retrakčních měchýřků. Ty vznikají na proximálním i distálním konci přerušeného axonu následkem nahromadění axoplazmy. V průběhu dalších týdnů dochází k invazi mikroglií a vzniku gliózy. V průběhu měsíců až roků podléhají vlákna distálně k místu přerušení Wallerově degeneraci. Některé studie z poslední doby prokazují, že k dis­rupci axonů nedochází ihned po úrazu, ale až po určitém čase. Existují důkazy, že předtím, než je strukturálně porušena axolema, dojde k dezintegraci vnitřní cytoskeletální struktury. Možným mechanismem je napnutí axolemy a zvýšení její permeability pro vápník. Influx vápníku pak aktivuje proteázy, které dezintegrují strukturu neurofilament. Jinou možností je primární postižení cytoskeletu poruchou fosforylace neurofilament. Tato nová koncepce patofyziologie difuzního axonálního poranění má dvě konsekvence. Jednak skýtá určitou naději, že děje v časovém intervalu mezi poraněním a definitivním přerušením axonu bude možno terapeuticky ovlivnit a zabránit tak ireverzibilním změnám, za druhé vnáší světlo do patofyziologie mozkové komoce. Podle této koncepce je komoce nejmírnější formou difuzního axonálního poranění, u které dochází jen k mírné reverzibilní formě intraaxonálního postižení bez disrupce axonů.

Sekundární postižení

Systémové inzulty

Sekundární (ischemické) postižení moz ku po traumatu bývá velmi často potencováno přítomností systémové hypoxie a hypotenze. Je známo, že traumatem postižený mozek je navíc k těmto inzultům více citlivý, než by tomu bylo za normální situace. Hypoxie vzniká často v souvislosti s aspirací do dýchacích cest a při poranění hrudníku. Hypotenze bývá definována jako systolický tlak nižší než 90 mm Hg. Její výskyt v souvislosti s těžkým úrazem hlavy prakticky zdvojnásobuje mortalitu (55 % versus 27 %). Mnohdy k hypotenzi dochází sekundárně na základě šokového stavu, zvláště krvácení do dutiny hrudní, břišní nebo do pánve. V souvislosti s poúrazově zvýšeným nitrolebním tlakem znamená hypotenze další snížení mozkového perfuzního tlaku. Společně s dalšími patofyziologickými mechanismy, jako jsou poruchy autoregulace nebo vazospasmy, se výrazným způsobem podílí na výsledném sekundárním ischemickém poškození. Takto hemodynamicky podmíněná ischémie se nejvíce projeví v terminálních částech arteriálních teritorií (tzv. „watershed zones“).

Z dalších systémových projevů se negativně uplatňuje hyperkapnie tím, že umožňuje vazodilataci, exacerbující mozkový edém. Naopak přílišná hypokapnie (pCO2 méně než 30 mm Hg) je také nežádoucí, protože způsobuje vazokonstrikci a omezení mozkového krevního průtoku. Velmi nežádoucím systémovým inzultem je hypertermie, zvláště pokud dosahuje hodnot vyšších než 39 °C, protože při těchto teplotách dochází ke zvýšenému vyplavování excitačních aminů a k narušení funkce proteinkinázy C. Hyperglykémie a hypoglykémie jsou také stavy zhoršující sekundární mozkové poškození po úrazu hlavy.

Edém

Mozkový edém je velmi častý po těžkém úrazu hlavy a je možno jej prokázat radiologicky, peroperačně nebo na patologii. Nejdůležitějšími typy mozkového edému po úrazu jsou edém vazogenní a cytotoxický.

Vazogenní edém se objevuje primárně v bílé hmotě mozkové. Mechanické trauma mozkové tkáně a cévního endotelu naruší integritu hematoencefalické bariéry. Tím dojde k extravazaci tekutiny a plazmatických proteinů do extracelulárního prostoru. Tyto proteiny dále zhoršují edém na základě změněného onkotického gradientu. Příčina narušení hematoencefalické bariéry není pouze mechanická, ale na zvýšení cévní permeability se podílejí též látky uvolněné z poškozené mozkové tkáně jako bradykinin, kyselina arachidonová, histamin a volné radikály. Na tomto typu edému se zřejmě také podílí kolagenáza typu IV rozpouštěním bazální laminy kapilárního řečiště. Vazogenní edém je maximální 48–72 hodin po úrazu a může způsobit výrazný „mass effect“ a zvýšení nitrolebního tlaku. Na CT se jeví jako hypodenzní oblast v bílé hmotě mozkové.

Cytotoxický edém se nejvíce projeví v šedé hmotě mozkové. Je někdy nazýván ischemický, protože vzniká na základě poruchy mozkového krevního průtoku. Tím dochází ke zhoršení buněčného metabolismu a k poruše funkce membránových iontových kanálů. Společně se sodíkem vniká do intracelulárního prostoru voda a vzniká edém. K zástavě cirkulace v mozkové tkáni dochází přímým mechanickým poškozením a edém se vyvine během prvních hodin po úrazu. Jinou možností je, že cytotoxický edém vznikne sekundárně následkem vazogenního edému, který způsobí kolaps mikrocirkulace. Cytotoxický edém na CT prokazujeme jako hypodenzitu v šedé i bílé hmotě mozkové.

Mozková hyperémie („swelling“) může být jinou příčinou zduření mozku. Je častější u dětí, ale může se vyskytnout i u dospělých pacientů. Patofyziologicky se zřejmě jedná o odlišnou entitu od edému mozku. Existuje představa, že příčinou je přímé poškození hypothalamu a mozkového kmene s vazoregulačními centry. Tím dojde k vazoparalýze s následným zvýšením mozkového krevního průtoku a mozkového krevního objemu, a to do té míry, že se projeví až zvýšením nitrolebního tlaku a obstrukcí venózního odtoku. Nakonec dojde k dekompenzaci, snížení mozkového perfuzního tlaku a k mozkové ischémii. Na CT se hyperemický mozek jeví jako homogenní izodenzní nebo dokonce hyperdenzní masa se zaniklou gyrifikací a obliterovanými bazálními cisternami.

Nitrolební a perfuzní tlak

Nitrolební tlak (ICP) je veličina, která sehrává v sekundárním ischemickém poškození mozku významnou roli. Dospělý člověk v poloze vleže má normální hodnoty ICP mezi 7–15 mm Hg. U dětí je normální ICP 3–7 mm Hg. Ve vzpřímené poloze může ICP poklesnout pod hodnoty atmosférického tlaku. Během kýchání, kašle nebo jiných typů Valsalvova manévru vystupuje přechodně ICP fyziologicky až k hodnotám kolem 60 mm Hg. Hodnoty ICP vyšší než 20 mm Hg jsou všeobecně akceptovány jako patologické.

Podle Monro-Kellieho hypotézy je lebeční dutina rigidní schránka fixního objemu, ve které se nacházejí tři nestlačitelné kompartmenty: mozková tkáň, krev a mozkomíšní mok. Dojde-li ke zvětšení objemu některého z těchto kompartmentů, musí dojít ke zmenšení jiného, má-li zůstat tlak uvnitř lebky stacionární. Tato schopnost je využívána za fyziologických okolností při srdeční činnosti. S každým srdečním stahem do mozku přitéká nová krev o objemu asi 15 ml, přičemž nárůst objemu je rychle kompenzován posunem likvoru a venózní krve ven z lebeční dutiny. U úrazů hlavy je nejčastější příčinou zvýšeného nitrolebního tlaku mozkový edém, hematom nebo obstrukce pasáže mozkomíšního moku. Mozkový edém se podílí na zvýšeném nitrolebním tlaku nejenom zvětšením objemu mozkové hmoty, ale také snížením viskoelastických vlastností parenchymu (compliance).

Vliv objemových změn uvnitř lebeční dutiny na nitrolební tlak je závislý na stavu kompenzačních mechanismů. Záleží na tom, kolik mozkomíšního moku může být ještě přesunuto z lebeční dutiny do spinálního kanálu, o kolik může být snížen mozkový krevní objem (CBV) v mozkových cévách (zvláště žilního systému) a jaký je stav elasticity mozkové tkáně. Podle tlakově-objemové křivky roste po vyčerpání těchto kompenzačních mechanismů intrakraniální tlak exponenciálně. Záleží také na rychlosti objemového přírůstku.

Po vyčerpání těchto mechanismů může prudce se zvyšující nitrolební tlak způsobit posuny mozkové hmoty a vznik takzvané mozkové herniace. Pokud působí expanzivní léze unilaterálně, dochází ke středočárovému posunu mozkové hmoty. Může dojít až k tzv. subfalcinní (cingulátové) herniaci, kdy je mozková tkáň čelního nebo parietálního laloku uskřinuta pod volným okrajem falxu. Může dojít i ke změně polohy samotného falxu, což je patrné na CT (signum falcis). Výsledkem může být ischémie v povodí aa. pericallosae. Častá je herniace temporálního laloku do tentoriální incisury (tentoriální herniace, conus temporalis).

Byla poprvé popsána Meyerem v roc e 1920. Ve své klasické podobě se mediální části temporálního laloku tlačí do tentoriální incisury, přičemž dochází k útlaku mozkového kmene a zároveň je tlakově postižen n. oculomotorius na ipsilaterální straně. Často je přímým útlakem o okraj tentoria uzavřena a. cerebri posterior a dochází k ipsilaterálnímu infarktu v jejím povodí.

Tímto tlakovým mechanismem může vzniknout infarkt velké části hemisféry s velmi vážnou prognózou. Klinicky se syndrom temporálního konusu projevuje závažnou poruchou vědomí (obvykle GCS 3–5), ipsilaterální mydriázou, kontralaterální hemiparézou a často též poruchami vitálních funkcí. V patofyziologickém mechanismu se však může uplatnit též tlak protilehlého okraje tentoria na mozkový kmen a kontralaterální n. oculomotorius. Podle studie 250 pacientů z Traumatic Coma Data Bank mělo jen 64–73 % pacientů expanzivní lézi lokalizovánu ipsilaterálně k rozšířené zornici. Tento syndrom je nutno chápat jako výraz dekompenzované nitrolební hypertenze. Mortalita těchto pacientů dosahuje podle některých studií 60–80 %.

U expanzí v zadní jámě lební (nebo jako pokračování přesunu hmoty ze sup­ratentoriálního kompartmentu) může vz niknout tzv. tonzilární herniace (okcipitální konus). Mozečkové tonsily se dostávají pod úroveň foramen magnum, dochází k obliteraci velké cisterny a hlavně k přímému tlaku na prodlouženou míchu. Tento mechanismus se může velmi rychle projevit jako náhlá zástava dechu a smrt.

Podle mnoha autorů je k prevenci rozvoje sekundárního ischemického postižení důležitější udržení normálního mozkového perfuzního tlaku (CPP) než normálního nitrolebního tlaku. CPP je definován jako rozdíl mezi středním arteriálním tlakem a středním venózním tlakem. V praxi je obtížné zjistit venózní tlak v kortikálních vénách, je to však hodnota jen o málo vyšší než je hodnota nitrolebního tlaku. CPP je proto počítán jako rozdíl středního arteriálního tlaku – „mean arterial pressure“ (MAP) a tlaku intrakraniálního (ICP): CPP = MAP – ICP. Obvykle je za normální považován CPP nad 60 mm Hg. U pacientů s poraněním mozku se snažíme udržet CPP nad touto hodnotou. Význam CPP spočívá také v tom, že má vztah k mozkovému krevnímu průtoku (CBF). Vztah mezi CBF a CPP odráží tzv. autoregulační křivka, kdy zhruba mezi CPP 40–160 mm Hg zůstává CBF nezměněn, pod 40 mm Hg se CBF dramaticky snižuje.

Veličina, která zprostředkovává vztah mezi CBF a CPP, je cerebrovaskulární rezistence. Podle Poiseuilleova zákona je nepřímo úměrná čtvrté mocnině průměru cévy. Změny cerebrovaskulární rezistence jsou podstatou autoregulace mozkových cév. V praxi to znamená, že při snižování CPP dochází postupně k vazodilataci, aby zůstal CBF zachován. Vazodilatace je maximální na dolním konci plateau fáze autoregulační křivky, kdy je kompenzační schopnost cévní stěny vyčerpána. Podle většiny autorů je autoregulační schopnost mozkových cév narušena ve 30–100 % případů těžkých poranění mozku. Po úrazu je proto mnohdy dolní limit autoregulace (maximální vazodilatace) posunut směrem nahoru a pohybuje se kolem 70 mm Hg. Je proto nutný vyšší CPP k udržení dostatečného CBF. Ukazuje se však, že perfuzní tlak není vždy v korelaci s CBF. Průtok totiž ovlivňují také metabolické nároky mozkové tkáně. V akutním stadiu po úrazu se výrazně zvyšuje anaerobní glykolýza, zatímco oxidativní metabolismus zůstává nezměněn. Po několika dnech dochází k depresi obou typů metabolismu.

Nedokáže-li mozkový krevní průtok uspokojit metabolické nároky mozkové tkáně, dochází k ischémii. Geneze vzniku ischemického postižení po poranění hlavy je komplexní. Uplatňují se jak vlivy globální, tak fokální, a oba se vzájemně ovlivňují. Z globálních vlivů podporuje vznik ischémie mozkový edém a zvýšený nitrolební tlak, který způsobí poruchy průtoku především mechanickým stlačením kapilární části řečiště. Hypotenze a nízký mozkový perfuzní tlak jsou také globálním vlivem. Tento typ ischémie má maximum na anatomických rozvodích jednotlivých magistrálních tepen (tzv. „watershed infarctions“). Difuzní poruchy perfuze způsobí také hyperventilace a následná vazokonstrikce. Difuzní nebo ložiskové cévní spasmy může způsobit traumatické subarachnoidální krvácení. Častým fokálním mechanismem vzniku ischémie je tlak hematomu na mozkovou tkáň za vzniku subkortikální hypoperfuze různého stupně. Jiným fokálním mechanismem je uskřinutí magistrální tepny (klasicky a. cerebri posterior) o tentorium při herniaci mozkové hmoty. Všechny tyto patofyziologické mechanismy posttraumatické ischémie se mohou navzájem kombinovat. Velmi závažné je, že se ve svém účinku nesčítají, ale spíše násobí.

Ani nitrolební tlak, ani perfuzní tlak nebo mozkový krevní průtok neposkytují dostatek informací o skutečném stavu metabolismu mozku.

Biochemie mozkového postižení

Ať už je sekundární mozkové poškození po úrazu mozku způsobeno mechanickým poraněním axonů, ischémií a hypoxií mozkové tkáně, vazogenním edémem nebo zvýšeným nitrolebním tlakem, na buněčné a subcelulární úrovni existují společné patofyziologické projevy porušeného metabolismu, vedoucího nakonec ke smrti buňky.

Především je zkoumána role laktátu jakožto indikátoru porušené funkce buňky. U ischémie dochází ke snížení oxydativní fosforylace a k získání energie jsou použity zásoby glukózy prostřednictvím anaerobní glykolýzy. Výsledkem je excesivní nahromadění laktátu. V případě traumatu mozku se laktát tvoří v nadbytku už v akutní fázi, přestože se nemusí jednat o ischémii (DeSalles, 1987). Možným vysvětlením je porušení iontové homeostázy posttraumaticky uvolněnými excitačními aminy, které hrají zásadní roli v buněčné patofyziologii poraněného mozku. Také některé další neurotransmitery (katecholaminy, serotonin, acetylcholin) a endogenní opiáty byly nalezeny po úrazu hlavy ve zvýšených koncentracích jak v krvi, tak v mozkomíšním moku. Hladina těchto látek koreluje s tíží mozkového postižení a mnohdy i s celkovým výsledkem léčby.

Nejdůležitějšími excitačními neuro­transmitery jsou glutamát a aspartát, které byly nalezeny ve výrazně zvýšených koncentracích v poúrazovém období. Byly identifikovány aspoň 3 typy receptorů pro tyto aminy: AMPA ( a -amino-3-hydroxyl-5-metyl-4-isoxazol-propionic acid) receptor je iontový kanál pro jednomocné ionty (Na+, K+, Cl–). Při jeho aktivaci dochází k masivnímu influxu sodíku a vody a k efluxu draslíku. Dochází ke zduření buňky. NMDA (N-metyl-D-aspartate) receptor je iontový kanál pro vápník. Excesivní influx vápníku do buňky vede k celé kaskádě nežádoucích procesů (viz dále). Jedná se o receptorový komplex, který má několik podjednotek a vazebných míst. Kromě vazebného místa pro aspartát se zde nacházejí vazebná místa například pro hořčík, zinek nebo glycin. Třetím typem receptoru je metabotropní receptor, který aktivuje fosfolipázu C. Ta potom generuje inositoltrifosfát a diacylglycerol. Inositoltrifosfát mobilizuje zásoby intracelulárního vápníku, a tím zvyšuje koncentraci volného vápníku uvnitř buňky. Diacylglycerol aktivuje proteinkinázu C, a tím potencuje influx vápníku membránovými kanály.

Patologický nárůst koncentrace intra­celulárního vápníku je obvykle považ ován za klíčový mechanismus, vedoucí k pozdější smrti buňky. Za fyziologických okolností je eventuální nadbytek vápníku v buňce kompenzován navázáním na intracelulární proteiny, zvýšeným transportem ven z buňky a přečerpáním do buněčných organel. V případě mozkové ischémie dochází k poruše tohoto energeticky náročného kompenzačního mechanismu a ke hromadění volného intracelulárního vápníku. Po úrazu však nedochází k zásadní energetické depleci a hladiny adenosintrifosfátu zůstávají normální. Jako hlavní příčiny poúrazové poruchy vápníkové homeostázy jsou proto považovány jiné mechanismy: vliv excitačních aminů, zvýšení membránové permeability neuronů na základě mechanického poškození a porucha hematoencefalické bariéry mechanickým postižením endotelu. Zvýšená hladina intracelulárního vápníku potom vede k poruše oxidativní fosforylace a k nevhodné aktivaci buněčných enzymů. Nastartovaná lipolýza vede k poruše membránových funkcí za vzniku di­acylglyceridů, lipofosfolipidů, volných mastných kyselin a destičkového aktivačního faktoru. Porucha proteinové fosforylace vede k narušení genové transkripce a pravděpodobně k aktivaci sebevražedného algoritmu – apoptózy. Proteolýza vede též k dezintegraci mikrotubulů a cytoskeletu. Vápník dále aktivuje některé enzymatické systémy za tvorby volných radikálů.

Volné radikály jsou sloučeniny s volným elektronem v zevním obalu, čímž jsou velmi reaktivní. Za fyziologických okolností se tvoří v mitochondriích a jsou vlastní všem aerobním živým formám. Existují přirozené antioxidační obranné systémy, které snižují eventuální nadprodukci volných radikálů. Destrukce mozkové tkáně pomocí volných radikálů hraje v patofyziologii poranění mozku významnou roli. Tyto látky se zde hodně uplatní, protože mozek má vysoký obsah tuku a je dobře zásoben kyslíkem. Volné radikály jsou generovány v buňce různými mechanismy. Jejím hlavní zdrojem je v poúrazovém období kyselina arachidonová. Vápník aktivuje lipázy (fosfolipáza A2, lipooxygenáza, cyklooxygenáza) a tyto enzymy potom degradují arachidonovou kyselinu na tromboxan A2, prostaglandiny, leukotrieny a volné mastné kyseliny. Tyto rozpadové produkty dále vytvářejí volné radikály.

Exces hydroxylových radikálů potom začíná oxidovat membrány v procesu nazývaném lipidová peroxidace. Ta spočívá v transferu elektronů z hydroxylového radikálu na nenasycené mastné kyseliny v lipidové membráně nervových buněk. Mezi lipidy v membráně dochází k řetězové oxidační reakci, která se může šířit také na lipoproteiny v membráně, což znamená postižení iontových kanálů. Tato reakce se dokonce může šířit na membrány sousedních buněk a dokonce na buňky endotelia a přispívá k poruše hematoencefalické bariéry. Sekundárně tak může dojít k destrukci velké části mozkového parenchymu, který nebyl při úrazu primárně postižen. Lipidová peroxidace je dávána též do souvislosti s patofyziologií cévních spasmů po traumatickém subarachnoidálním krvácení.

Převzato z
Bednařík J., Ambler Z., Růžička E. et kol.
Klinická neurologie - speciální část. Praha: Triton 2010
http://www.tridistri.cz


Autor: autorů Kolektiv

Design and code by webmaster