Патофизиология мозгового кровообращения

Патофизиология мозгового кровообращения

Введение. Актуальность изучения патофизиологических основ нейропатологии обусловлена, прежде всего,  большой распространенностью и инвалидизацией заболеваний нервной системы, а также высокой летальностью:

• болезни нервной системы, по их распространению и частоте, занимают 4 место в общей структуре заболеваемости;
• сосудистые заболевания мозга в структуре смертности занимают 2 место после болезней сердца, являясь причиной более 20% смертности; Общая смертность при инсультах составляет 40,4%; при ишемическом инсульте летальность достигает 21,8%, при геморрагическом инсульте – 61,4%. В Казахстане цереброваскулярные заболевания среди всех причин летальности также занимают 2 место после кардиоваскулярных, опередив онкологическую патологию. При этом в Республике частота инсультов достигает в среднем среди женщин 349 случаев на 100 тыс. человек, среди мужчин – 400, смертность составляет 65 женщин и 90 мужчин на 100 тыс. человек в год. Эти показатели близки к самым высоким в мире;
• инвалидизация после острых нарушений мозгового кровообращения, занимает первое место среди всех причин первичной инвлидизации; наиболее часто происходит ограничение таких важных для жизни функций, как самостоятельное передвижение, самообслуживание, возможность коммуникации, ограничение социального функционирования (трудоспособности, социальных контактов, роли в семье и т.д.);

• заболеваемость инсультом  за последние десятилетия увеличивается на 0,5-1% в год;
• отмечается омоложение контингента больных с мозговыми инсультами;
• среди заболеваний с временной утратой трудоспособности 2 место занимают поражения периферической нервной системы и пограничные нервно-психические расстройства;
• патология нервной системы вызывает многообразные расстройства функций организма, нередко определяя исход заболевания.

Тема: Патофизиология мозгового кровообращения.

           Патология высшей нервной деятельности.

Цель занятия: сформировать представления об основных причинах, механизмах развития и проявлениях острого и хронического нарушения мозгового кровообращения и расстройств высшей нервной деятельности.

Задачи обучения:

1. Изучить экзогенные и эндогенные этиологические факторы развития патологии нервной системы.
2. Усвоить материал по патогенезу поражения нервной системы с точки зрения концепции генераторных механизмов (по Г.Н. Крыжановскому).
3. Изучить патофизиологические аспекты нарушений мозгового кровообращения.
4. Изучить основные проявления нарушения высшей нервной деятельности.

Основные вопросы темы:

1. Общая этиология расстройств функций нервной системы. Экзогенные и эндогенные этнологические факторы, значение социальных условий.
2. Общий патогенез нервных расстройств. Патология нейрона. Нарушения межнейронального взаимодействия. Внутри- и межсистемные нарушения деятельности нервной системы.
3. Этиология и патогенез расстройств мозгового кровообращения. Причины и патогенез ишемического и геморрагического инсульта.
4. Нарушения высшей нервной деятельности. Неврозы, определение понятия и общая характеристика. Роль биологических и социальных факторы в развитии неврозов. Нейрофизиологические механизмы неврозов. Основные проявления неврозов (расстройства эмоциональной сферы, мнестической деятельности, поведения и др.).
5. Патогенетические особенности поражения нервной системы у новорожденных и детей раннего возраста.

Методы обучения и преподавания:

1. Обсуждение темы занятия.
2. Тестирование.
3. Решение ситуационных задач.
4. Тематический диктант.

Литература

на русском языке

основная:

1. 1. Патологическая физиология. Учебник. //Под ред. Адо А.Д. и Новицкого В.В. – Томск: Изд-во Том. ун-та, 1994 – С.65 – 73.
2. Патологическая физиология. Учебник. //Под ред. Зайко Н.Н., Элиста,1994 – С. 412 – 418.

дополнительная:

1. Гусев Е.И., Скворцова В.И. Ишемия головного мозга. М., Медицина, 2001 -328 с.
2. Исайкин А.И., Яхно Н.Н. Вертебрально-базилярная недостаточность // РМЖ. 2002. Том 9, № 25.
3. Фильченков А.А., Залесский В.Н. Апоптоз кортикальных нейронов при развитии ишемических инсультов //Нейрофизиология. —2002. —Т. 34, № 6. —С. 468—484.
4. Айрапетянц М.Г. Механизмы развития неврозов //Журнал высшей нервной деятельности имени И.П.Павлова – 2005 – № 5 – С. 734-746.
5. Геморрагический инсульт //Под ред. Сквороцовой В.И., Крылова В.В. – М.: ГЭОТАР – Медиа, 2005 – 160 с.
6. Скворцова В. И., Ефремова Н. В., Шамалов Н. А. и соав. Церебральная ишемия и нейропротекция// Медицина: Инсульт. – 2006. № 2. (13). С. 35-42.
7. Виленский Б. С., Кузнецов А.Н., Виноградов О.И. Ишемический инсульт – Фолиант.-2007.- 80 с.
8. Шевченко Ю.Л., Одинак М.М., Кузнецов А.Н., Ерофеев А.А. Кардиогенный и ангиогенный церебральный эмболический инсульт (физиологические механизмы и клинические проявления). – М.: ГЭОТАР – Медиа, 2006. – 272с.
9. Шнайдер Н. А., Никулина С. Ю. Инсульт. – Феникс, 2007 – 318 с.
10. Виленский Б. С., Кузнецов А.Н., Виноградов О.И. Геморрагические формы инсульта. Кровоизлияние в головной мозг, субарахноидальное кровоизлияние – Фолиант.-2008- 72 с.
11. Инсульт. Диагностика, лечение, профилактика // Под ред. Суслина З.А. –Медпресс-Информ- 2008.- 228 с.
12. Хеннереци М.Г. Инсульт. Клиническое руководство – Медпресс-Информ.- 2008.- 224 с.

на английском языке

1. White B.C. Brain ischemia and reperfusion: molecular mechanisms of neuronal injury /B.C. White J.M., Sullivan D.J. De Gracia, O’Neil B.J., Neumar R.W., Grossman L.I. //J. Neurol. Sci. — 2000. Oct 1 — Vol. 179(S1-2). — P. 1—33.
2. Kittner S. Stroke in the young: coming of age //Neurоlogy–2002-Vol. 59. – P. 6-7.
3. Torshin I.Yu. Bioinformatics in the post-genomic era: physiology and medicine: Nova Biomedical Books, NY, USA. — 2007. — P. 1—20.
4. Acker Т., Acker Н. Cellular oxygen sensing need in CNS function: physiological and pathological implications //J. Exp.Biology. 2004; 207:3171-3188.
5. Biology of the NMDA Receptor (Frontiers in Neuroscience). — Boca Raton: CRC, 2008.

Контроль: вопросы, тестовые задания, глоссарий, ситуационные задачи.

Информационно-дидактический блок по теме:

«Патофизиология мозгового кровообращения.

Патология высшей нервной деятельности»

Глоссарий

Трофогены – макромолекулярные вещества (в основном белки) осуществляющие трофические эффекты в клетках.

Патотрофогены – вещества, образующиеся в условиях патологии в нервной системе и индуцирующие устойчивые патологические изменения клеток-реципиентов.

Нейродистрофический процесс– нарушение трофики, обусловленное  выпадением или изменением нервных влияний.

Парабиоз (para-рядом, около + bios- жизнь)- обратимое фазное изменение возбудимости и проводимости, возникающее под влиянием сильного раздражения.

Генератор патологически усиленного возбуждения – агрегат гиперактивных взаимодействующих нейронов, продуцирующий чрезмерный поток импульсов.

Денервационный синдром  – комплекс  изменений,  возникающих  в постсинаптических нейронах, органах и тканях после выпадения нервных влияний на эти структуры.

Деафферентация нейрона – выключение импульсации, поступающей в нейрон; обусловлена выпадением афферентации при перерыве нерв­ных путей, нарушении выделения нейромедиаторов пресинаптичес­кими окончаниями при блокаде (воспринимающих рецепторов) на постсинаптическом нейроне.

Патологическая детерминанта – измененное образование ЦНС, которое формирует патологическую систему и определяет характер деятельности; является принципом и механизмом внутрисистемных отношений.

Доминантна – господствующая в данный момент функциональная структура ЦНС, направляющая функции других нервных центров; является принципом и механизмом межсистемных отношений.

Патологическая система – один из эндогенных механизмов разви­тия патологического процесса, заключающийся в объединении пов­режденных и неповрежденных образований ЦНС в новую, патодина­мическую организацию.

Антисистемы – регуляционные механизмы, направленные на ограни­чение развития и подавление деятельности патологической систе­мы; являются выражением принципа антагонистической регуляции функций в условиях патологии.

Преходящие нарушения мозгового кровообращения (транзиторные ишемические атаки) – это остро возникающие нарушения мозгового кровообращения,  проявляющиеся очаговой или общемозговой симптоматикой и длящиеся не более 24 часов. В основе обычно лежит преходящая ишемия в бассейне какого-либо мозгового сосуда.

Инсульт (insilio, sultum- наскакивать, нападать) – острое нарушение  кровообращения головном или спинном мозге с развитием стойких симптомов поражения ЦНС.

Ишемический инсульт (инфаркт мозга) – нарушение мозгового кровообращения  вследствие сужения или закупорки артерий, питающих клетки головного мозга. Основными причинами является атеросклероз сосудов, нередко в сочетании с сахарным диабетом,  гипертоническая болезнь на фоне атеросклероза, клапанные пороки сердца с эмболиями, васкулиты при коллагенозах, болезни крови (эритремии, лейкозы).

Геморрагический инсульт – тип инсульта, при котором наблюдается кровоизлияние в мозг. Возникает при первичной или вторичных артериальных гипертензиях, врожденных ангиомах, аневризмах сосудов.  Наиболее часто возникают при гипертонической болезни в сочетании с атеросклерозом. При этом происходит пропитывание сосудистой стенки плазмой крови с нарушением ее трофики и постепенной деструкцией, образованием микроаневризм, разрывами сосудов и выходом крови в вещество мозга. Кровоизлияния могут при этом происходить по типу гематомы – при разрыве сосуда, или же по типу геморрагического пропитывания, в основе которого лежит механизм диапедеза.

Невроз  — функциональные нарушения высшей нервной деятельности, имеющих тенденцию к затяжному течению. Клиническая картина таких расстройств характеризуется астеническими, навязчивыми и/или истерическими проявлениями, а также временным снижением умственной и физической работоспособности. Психогенным фактором во всех случаях являются конфликты (внешние или внутренние), действие обстоятельств, вызывающих психологическую травму, либо длительное перенапряжение эмоциональной и/или интеллектуальной сфер психики.

Нарушения мозгового кровообращения

Схема кровоснабжения головного мозга

Мозговой кровоток (МК) находится в строгом соответствии с потреблением кислорода мозгом. В покое он поддерживается на уровне около 50 мл/мин/на 100 грамм ткани мозга, несмотря на возможные значительные колебания значений среднего артериального давления (САД). Для мозга среднего веса (1300-1400 г), который составляет 2 % от общей массы тела, МК в покое равен 800 мл/мин., что составляет 15-20 % сердечного выброса. При таком уровне кровотока общее потребление кислорода мозгом, обычно измеряется как скорость церебрального метаболизма кислорода (СЦМО₂), составляет 3,3-3,5 мл/100г/мин, или 45 мл кислорода в минуту, или 20 % общего потребление кислорода организмом в покое. Часть кислорода, извлеченного из крови, т.е. фракция экстракции кислорода (ФЭК), во всем мозге является довольно постоянной величиной, потому что МК, объем крови мозга (ОКМ), СЦМО₂, также как и глюкозы (СЦМglu), связаны между собой. При снижении МК (до уровня 20-25 мл/100г/мин) происходит увеличение ФЭК, для того чтобы поддержать на необходимом уровне СЦМО₂.
При снижении САД развивается вазодилятация мозговых сосудов, а при гипертензии, наоборот, происходит их вазоконстрикция. Этот процесс, именуемый ауторегуляцией, необходим для поддержания постоянства локальных значений напряжения СО₂. Ауторегуляция церебрального кровотока – автономная функция миогенного аппарата сосудов (артериол) с целью поддержания постоянного уровня перфузии в капиллярах мозга. Ауторегуляция имеет два основных компонента: быстро реагирующую регуляторную систему, работающую через РаСО₂, которая требует всего от 30 секунд до 30 минут для приведения сосудистой системы к исходному состоянию. Повышение уровня РаСО₂ на 1 мм.рт.ст. в диапазоне 20-60 мм.рт.ст. у здоровых людей вызывает немедленное повышение МК на 3-5 % за счет дилятации резистивных сосудов. Эта система базируется на эффекте метаболических медиаторов, таких, как дериваты арахидоновой кислоты, АТФ, рН и др. Поэтому острые сдвиги артериального давления все же приводят к временным сдвигам МК. Изменения парциального давления кислорода обладают небольшим обратным действием на МК, но при уменьшении РаО₂ ниже 50 мм.рт.ст., происходит снижение насыщения крови кислородом, что приводит к падению цереброваскулярной резистентности (ЦВР) и увеличению МК.

В норме МК обратно пропорционален вязкости крови. Поскольку основным фактором вязкости крови при нормальных скоростях сдвига является гематокрит, то соответственно МК и Ht взаимосвязаны обратно пропорционально. Пределы ауторегуляции варьируют от 50 до 150 мм рт.ст. (указаны значения церебрального перфузионного давления (ЦПД)) для нормотоника и до более высоких величин нижнего и верхнего пределов ауторегуляции у гипертоника. Прежде всего, ауторегуляция достигается путем изменения прекапиллярного сопротивления. Компенсаторная вазодилятация артериол мягкой мозговой оболочки происходит при падении давления крови, а компенсаторная вазоконстрикция при повышении АД крови.

Классификация нарушений мозгового кровообращения  (НМК)

1. Хронические нарушения мозгового кровообращения при энцефалопатии – дисцикуляторные энцефалопатии гипертонического генеза и атеросклеротические дисциркуляторные энцефалопатии.
2. Острые нарушения мозгового кровообращения –ишемический инсульт, геморрагический инсульт, преходящие нарушения мозгового кровообращения.

Преходящие нарушения мозгового кровообращения (транзиторные ишемические атаки – ТИА) – это остро возникающие НМК, проявляющиеся очаговой или общемозговой симптоматикой и длящиеся не более 24 часов. В их основе обычно лежит преходящая ишемия в бассейне какого-либо мозгового сосуда.

В отличие от преходящих нарушений мозгового кровообращения инсульты характеризуются стойкими нарушениями мозговых функций, выраженными в различной степени. Инсульты являются одной из ведущих причин летальности и инвалидизации больных неврологического профиля. По данным Всемирной федерации неврологических обществ, ежегодно в мире регистрируется не менее 15 млн. инсультов. На экономически развитые страны приходится 1/3 всех случаев нарушения кровообращения. Заболеваемость инсультом в этих странах составляет в среднем 2900 случаев (500 преходящих нарушений мозгового кровообращения и 2400 инсультов) на 1 млн. населения в год; при этом 75% инсультов являются первыми в жизни. Заболеваемость инсультом в возрасте старше 55 лет удваивается с каждым десятилетием жизни. При этом распространенность инсульта в старческом возрасте составляет 12.000 на 1 млн. населения в год. 7% заболевают инсультом повторно. По данным ВОЗ, инсульт является второй по частоте причиной смертности. Смертность (в сроки до 30 суток с момента развития заболевания) при ишемическом инсульте составляет 8-20%, субарахноидальном кровоизлиянии – 42-46%, внутримозговом кровоизлиянии – 48-82%. Социальные затраты, связанные с расходами на лечение больных инсультом в стационарных и амбулаторных условиях, являются главной статьей расходов здравоохранения многих стран. В европейских странах средняя стоимость лечения больного с острым инсультом составляет от 1,5 до 7,5 тыс. долларов в сутки. В США стоимость 1 случая инсульта, в зависимости от тяжести состояния и проводимого лечения, составляет от 3,3 до 23,8 тыс. долларов. В ближайшие 10-20 лет ожидается глобальный рост сосудистых заболеваний головного мозга за счет постарения населения, урбанизации и нездорового образа жизни.

                    Прогноз числа умерших от инсульта до 2050 г. (США)

          Инсульт – клинический синдром, характеризующийся внезапно возникшими очаговым и (или) общемозговым (менингеальные симптомы, изменение количественного или качественного уровня сознания) неврологическим дефицитом в центральной нервной системе, развивающимися в результате церебральной ишемии или геморрагии.

Инсульт – это острое нарушение мозгового кровообращения с развитием стойких симптомов поражения центральной нервной системы, характер которых зависит от локализации и объёма повреждённой зоны мозга (т.е. непосредственно зоны инсульта).

Основные виды инсультов

Ишемический инсульт (ИИ) – самая частая форма острых нарушений мозгового кровообращения. Инфаркт мозга – зона некроза, образовавшаяся вследствие грубых, стойких нарушений метаболизма нейрональных и глиальных структур, возникающих в результате недостаточности кровоснабжения головного мозга. Наиболее характерно возникновение его во сне или сразу после сна. Характерной чертой ИИ является превалирование очаговой симптоматики над общемозговой и тесная связь очаговых симптомов с бассейном определенного сосуда.

Факторы риска

• Атеросклеротический стеноз церебральных и прецеребральных артерий.
• Возраст (на каждые 10 лет жизни риск развития инсульта увеличивается в 3 раза;  частота инсультов в 65 – 74 года возрастает в 6 раз в сравнении с частотой в 45 – 54 года).
• Артериальная гипертензия (вероятность инсульта при высоком артериальном давлении возрастает примерно в 5 раз; при возрастании диастолического АД на 5 мм рт.ст. риск возникновения инсульта повышается на 33%).
• Ишемическая болезнь сердца (увеличение риска в 3 – 5 раза).
• Сахарный диабет (увеличение риска в 2 – 4 раза).
• Гиперхолестеринемия, гипертриглицеридемия, гиперлипемия.
• Курение (увеличение риска в 2 – 4 раза).
• Мерцательная аритмия (увеличение риска в 2 – 4 раза).
• Избыточное употребление соли.
• Злоупотребление алкоголем.
• Перенесенные инсульты или транзиторные ишемические атаки (около 2/3 инфарктов мозга развивается в том же сосудистом бассейне, что и перенесенные транзиторные ишемические атаки).
• Избыточная масса тела.
• Гипергомоцистеинемия (нарушение метаболизма незаменимой аминокислоты гомоцистеина является мультифакторным процессом с вовлечением генетических и негенетических механизмов; патогенетическая роль гипергомоцистеинемии двояка: она заключается в повреждении эндотелия и связанном с ним раннем атерогенезе, а также в повышении склонности к развитию венозных и артериальных тромбозов; увеличение риска в 4 раза).
• Недостаточная физическая активность.
• Прием оральных контрацептивов.
• Заболевания сердца, васкулиты, гематологические заболевания и др.

Роль разрешающего фактора в развитии ИИ нередко принадлежит психическому и физическому перенапряжению (стрессовые состояния, тепловое воздействие, переутомление).

Потенциальные этиологические факторы развития ишемического инсульта

КТ головного мозга с ишемическим инсультом                Ангиография того же пациента

в бассейне левой средней мозговой артерии              (критический стеноз левой внутренней

(очаг гиподенсивной плотности в левых                             сонной артерии, приведший

теменной и височной долях и в области                                к ишемическому инсульту).

подкорковых ядер слева)

Основные патогенетические подтипы ишемического инсульта

• Атеротромбоэмболический ИИ – возникает на фоне атеросклероза церебральных артерий крупного или среднего калибра. Атеросклеротическая бляшка суживает просвет сосуда и способствует тромбообразованию.

Атеросклеротическая бляшка в устье                            Стеноз средней мозговой артерии

внутренней сонной артерии                                           на участке М1 (указан стрелками)

(дуплексное сканирование)

• Кардиоэмболический ИИ – возникает при полной или частичной закупорке эмболом артерии мозга; наиболее часто причинами являются кардиогенные эмболии при клапанных пороках сердца, возвратном ревматическом и бактериальном эндокардите, пароксизме мерцательной аритмии.
• Гемодинамический ИИ – обусловлен гемодинамическими факторами — снижением артериального давления (физиологическим, например, во время сна; ортостатической, ятрогенной артериальной гипотензией, гиповолемией) или падением минутного объема сердца (вследствие ишемии миокарда, выраженной брадикардии и т. д.).
• Лакунарный ИИ. Обусловлен поражением небольших перфорирующих артерий, возникает обычно при артериальной гипертензии и сахарном диабете; развивается постепенно, в течение нескольких часов. Лакунарные инсульты локализуются в подкорковых структурах (подкорковые ядра, внутренняя капсула, белое вещество семиовального центра, основание моста), размеры очагов не превышают 1,5 см. Общемозговые и менингеальные симптомы отсутствуют, имеются характерная очаговая симптоматика.

• Ишемический инсульт установленной редкой этиологии (артерииты, наркомания, мигрень, антифосфолипидный синдром, пролапс митрального клапана, фибромышечная дисплазия и др.).
• Ишемический инсульт неустановленной этиологии – криптогенный ИИ (около трети всех ишемических инсультов).

Патогенез ишемического инсульта

1. I. Пороговый ишемический кровоток – критически низкий уровень минутного кровотока (МК) и недостаточное поступление в мозг кислорода.

• Снижение МК ниже 50 мл/100г/мин^-1 приводит к первичным нарушениям биохимических процессов в клетке, возникает торможение синтеза белков, но функция нейронов еще сохраняется – маргинальная зона ишемии.
• Уменьшение МК ниже 35 мл/100г/мин^-1 стимулирует анаэробный гликолиз, вызывает кратковременное нарушение функций нервных клеток, но без морфологических изменений – область динамических метаболических изменений, зона “ишемической полутени” – пенумбра. Окончательное формирование инфаркта завершается через 48 – 56 часов.
• Понижение МК менее 20 мл/100г/мин-1 характеризуется максимальным повышением фракции экстракции кислорода (ФЭК) с одновременным падением скорости церебрального метаболизма кислорода (СЦМО₂). В результате наступают выраженные нарушения функции нейронов: прекращается электрическая активность в клетках коры головного мозга, уменьшается амплитуда вызванных потенциалов из области фокальной ишемии. Эту степень ишемии считают верхним ишемическим порогом, то есть порогом утраты электрической функции нейронов с сохранением их мембранного потенциала.
• При снижении МК до 15 мл/100г/мин^-1 исчезают электроэнцефалографические и вызванные потенциалы, но структурная организация нервных клеток сохраняется.
• Снижение МК до 10 мл/100г/мин^-1 – критический порог для необратимого повреждения клеток. На этой стадии дефицит кислорода подавляет метаболизм в митохондриях и стимулирует малоэффективный анаэробный путь расщепления глюкозы, что приводит к повышению содержания лактата, снижению рН, развитию вне- и внутриклеточного ацидоза. Нарушается функция энергозависимых клеточных мембран, поддерживающих ионный гомеостаз: ионы К⁺ выходят из клеток во внеклеточное пространство, ионы Na⁺ и вода входят в клетки, ионы Са⁺⁺ также перемещаются в клетки, где вызывают недостаточность функции митохондрий, в результате возникают цитотоксичность, генерализованная недостаточность функции мембран. Эту степень ишемии считают порогом утраты клеточного ионного гомеостаза или нижним ишемическим порогом энергетического поражения.
• При снижении МК менее 10 мл/100г/мин^-1 наступает абсолютная (полная) ишемизация, и в течение 6-8 минут развиваются необратимые повреждения нейронов и клеток нейроглии — клеточная смерть (некроз), то есть формируется зона инфарктного ядра (центральная зона).

Важно отметить, что в областях, удаленных от очага ишемии, также выявляются вторичные изменения мозгового кровотока и энергетического метаболизма мозга. Это является результатом распространения транснейронального торможения активности нейронов и развития феномена диашиза  (от греч. diaschizō – раскалывать, разделять), или отдаленной функциональной депрессии. Диашиз – нарушение функции нервных структур, расположенных на удалении от очага поражения, но связанных с ним анатомически и функционально. В результате объём нефункционирующей части ЦНС существенно превышает размеры анатомического очага повреждения. Таким образом, для диашиза характерно состояние недеятельности нервных центров, развивающееся вследствие внезапного прекращения поступления к ним возбуждающих импульсов Дефицит возбуждающих импульсов после повреждения проводников переводит структурно сохраненные нервные клетки на иной уровень реактивности, что клинически проявляется различными расстройствами функций. Продолжительность диашиза зависит от величины, характера, локализации очага поражения и компенсаторных возможностей ЦНС.

1. II. Ишемическая полутень (ischemic penumbra). Выявление двух критических порогов кровотока — утраты электрической функции нейронов и клеточного ионного гомеостаза позволило установить, что при длительности гипоперфузии более 6 – 8 минут в зоне порога инфаркта образуется некроз мозговой ткани – инфаркт мозга, а в области функционального порога формируется зона «ишемической полутени» (или ишемической пенумбры), кровоснабжение в которой выше критического порога необратимых изменений (10 мл на 100г/мин), но ниже функционального порога.

Ишемическая полутень (пенумбра) — область ишемизированной, но жизнеспособной ткани мозга, которая окружает зону инфарктного ядра, то есть это ткань в состоянии риска; кровоток в ней находится между двумя ишемическими порогами и соответствует мизерной или критической перфузии, что не обеспечивает метаболические запросы ткани мозга. Структурно-морфологическая организация нейронов этой области сохранена, но имеется дефект ее функциональной активности — утрата электрической функции нейронов. Гибель клеток в области “ишемической полутени” приводит к увеличению размеров инфаркта. Однако эти клетки в течение определенного времени могут сохранять свою жизнеспособность, поэтому развитие необратимых изменений в них, можно предотвратить при восстановлении кровотока. Продолжительность периода, в течение которого возможно восстановление нервных клеток в области “ишемическая полутень”, точно не установлена. Хотя для большинства нервных клеток это время ограничивается несколькими часами (редко 2-3 суток и более).

При дальнейшем развитии повреждения в зоне пенумбры запускаются механизмы вторичного повреждения мозга за счет отсроченных нейрональных потерь. Происходит активация микроглии, нейротоксическое действие которой обусловлено: продукцией прямых нейротоксичных факторов; образованием микроглиальных факторов, запускающих биохимические каскады клеточных событий, результатом которых, в конечном итоге, является клеточная смерть. Микроглия участвует также в местном воспалительном ответе, ведущем к смерти нейронов на ограниченной территории. Нарастает недостаточное трофическое обеспечение мозга с запуском механизмов апоптоза.

В основном формирование инфаркта мозга в области пенумбры происходит в течение 3-6 часов. Этот промежуток времени получил название «терапевтического окна», т.е. первые 3-6 часов от начала инсульта являются промежутком времени, в течение которого можно оказать эффективное лечебное воздействие на клетки зоны «ишемической полутени» и предотвратить развитие некроза. В связи с этим выделяют два основных направления патогенетической терапии в разные периоды эволюции ишемического инсульта: восстановление адекватной перфузии ткани мозга;  нейропротекция ишемической полутени.

III. Ишемический отек мозга.  При ишемии происходит активация анаэробного пути расщепления глюкозы и образования АТФ, что лишь частично компенсирует энергетические потребности мозга и приводит к образованию молочной кислоты и развитию лактат-ацидоза с нарушением ионного гомеостаза клетки, выбросом во внеклеточное пространство нейромедиаторов — глутамата, аспартата, активацией внутриклеточных ферментов (липазы, эндонуклеазы). Указанные изменения приводят к развитию ишемического отека головного мозга, выраженность которого находится в прямой зависимости от размера очага мозгового инфаркта. Поток ионов натрия сопровождается входом в клетки воды и ионов хлора, что приводит к набуханию апикальных дендритов и лизису нейронов (теория «осмолитического повреждения нейронов»). Таким образом, моментом, “запускающим” развитие отека, является проникновение в нейроны воды из экстрацеллюлярного пространства, обусловленное нарушением мембранной проницаемости. Отек мозга начинается через несколько часов после начала инсульта и достигает максимума на 2-й – 4-й день.

Набухание клеток вызывает интрацелюлярный отек, затем к нему присоединяется экстрацелюлярный (вазогенный) отек из-за нарушения гематоэнцефалического барьера и накопления в поврежденной зоне недоокисленных продуктов, образующихся в условиях анаэробного гликолиза. В результате отека увеличивается объём мозга и возрастает внутричерепное давление. При дальнейшем прогрессировании процесс осложняется дислокацией, вклиниванием головного мозга и нарушением витальных функций.

Основные патофизиологические механизмы повреждения мозговой ткани

1. IV. Геморрагическая трансформация. Вариант геморрагической трансформации инфаркта мозга в 90 – 95% случаев связан с кардиогенной эмболией. Ключевым моментом является фибринолиз эмбола, приводящий к реперфузия ткани мозга в зоне инфаркта с восстановлением кровотока по пораженным ишемией артериям и капиллярам, и последующим развитием диапедезных кровоизлияний в зоне инфаркта — геморрагического инфаркта. При благоприятном течении заболевания происходит резорбция некротизированной ткани с образованием глиомезодермального рубца или кистозной полости.

1. V. Изменения физико-химических свойств крови. Затруднение капиллярного кровотока в зоне локальной ишемии мозга, в первую очередь, связаны с нарушениями реологических свойств, свертываемости, белкового и электролитного состава крови:

• увеличение жесткости эритроцитов;
• повышенная агрегация тромбоцитов и эритроцитов;
• повышение вязкости крови;
• гиперпротромбинемия и нарастание содержания альбуминов.

1. VI. Нарушения нервной регуляции сосудистого тонуса – обусловливают появление стойкого спазма, пареза или паралича внутримозговых артерий и артериол, а также развитие срыва саморегуляции мозговых сосудов, который нарастает во время дополнительного подъема артериального давления.

VII.  Снижение компенсаторных возможностей коллатерального кровоснабжения. Богатая сеть анастомозов между артериями, осуществляющими кровообращение мозга (между передними, средними и задними мозговыми артериями, между каротидным и вертебро-базилярным бассейном через систему сосудов Виллизиева круга) обусловливает широкие возможности перераспределения крови между различными областями и компенсацию сниженного кровотока. Наиболее эффективно коллатеральное кровообращение при постепенно развивающемся окклюзирующем процессе в магистральных экстракраниальных сосудах. Важное значение для обеспечения коллатерального кровообращения имеют уровень системного артериального давления, сохранность метаболического и миогенного механизмов саморегуляции мозгового кровообращения, особенности индивидуальной архитектоники сосудов мозга, уровень обтурации сосудистого просвета (магистральные сосуды головы, главные артериальные стволы или же более мелкие сосудистые ветви). При поражении отдельных проксимальных отделов ветвей дуги аорты (безымянная и общие сонные артерии, подключичная артерия) могут возникать «синдромы обкрадывания» в ущерб кровоснабжению головного мозга, сопровождающиеся мозговой симптоматикой.

VIII.  Реперфузионное повреждение ткани головного  мозга.  При восстановлении проходимости сосудов кровь поступает в зону ишемизированной артерии с повышенной проницаемостью сосудистой стенки. Это вызывает комплекс патогенетических механизмов, получивших называние реперфузионного синдрома. Возникает поэтапное изменение артериальной перфузии мозга. Сначала развивается постишемическая гиперперфузия с высвобождением вазоактивных и противовоспалительных метаболитов. При этом потребность мозга не соответствует кровотоку, кислород и глюкоза не усваиваются мозговой тканью, поэтому возможно усиление процессов ПОЛ (кислородный парадокс), накопление внутриклеточного кальция (кальциевый парадокс)  и развитие ионного дисбаланса (ионный парадокс). Следующий этап — это постишемическая гипоперфузия — ограничительный кровоток. Если происходит нарушение микрогемоциркуляции, то возникает зона невосстановленного кровотока (no–reflow). Невосстановленный кровоток объясняется нарушением микроциркуляции, снижением просвета сосудов и отеком мозга. Постишемическая гипоперфузия, наступающая вслед за гиперперфузией, также неблагоприятна, как и гиперперфузия.

Этапы ишемического (патобиохимического) каскада

• Снижение мозгового кровотока. Стенозирование сосуда и снижение эластических свойств сосудистой стенки приводит к тому, что коллатеральный кровоток не способен компенсировать дефицит кровоснабжения, что предрасполагает к развитию очаговой или диффузной гипоксии-ишемии. Развитие энергетического дефицита и лактат-ацидоза запускает патобиохимические реакции, которые протекают во всех основных клеточных пулах ЦНС и вызывают: а) нейрональную дисфункцию; б) астроцитоз; в) микроглиальную активацию; г) дисфункцию трофических факторов. После прекращения или критического снижения (гипоперфузии) кровотока в пределах 5 минут развивается гибель нейронов в ядре зоны инфаркта. Зона ишемической пенумбры может трансформироваться в инфаркт, что обусловлено вторичной гибелью нейронов, вызванной биохимическим каскадом цитотоксических и экзайтотоксических эффектов.
• Глутаматная “эксайтотоксичность”. В нормальных условиях поддерживается относительное постоянство внеклеточных концентраций основных возбуждающих аминокислот – глютамата и аспартата. Их увеличение включает компенсаторные механизмы: обратный захват нейронами и астроцитами из межклеточного пространства, пресинаптическое торможение выброса медиаторов, метаболическую утилизацию. Однако, в условиях ишемии, нарушается высокоселективная система транспорта глутамата и аспартата из синаптической щели в астроглию за счет дисфункции каналов активного транспорта и астроцитоза. В результате изменяется система путей преобразования медиаторов. Это приводит к тому, что абсолютная концентрация и время пребывания глютамата и аспартата в синаптической щели превышают допустимые пределы, и процесс деполяризации мембран нейронов приобретает необратимый характер, то есть глутамат и аспартат в условиях ишемии становятся цитотоксичными, эксайтотоксичными (от англ. to excite – возбуждать, активировать). Возбуждение глутаматных рецепторов приводит:
  • к снижению синтеза и увеличение расхода АТФ в нейронах мозга, что, в свою очередь, нарушает систему внутри- и межклеточной сигнализации в нейронах мозга, ионный гомеостаз, активность ферментов гликолиза и окислительного фосфорилирования, захват Са²⁺ митохондриями и синтез белков;
  • к усилению поступления внеклеточного Са²⁺ в клетку и высвобождению внутриклеточного Са²⁺ из депо, что активизирует различные ферментные системы (протеинкиназа С, калпаин I, ксантиноксидаза, фосфолипаза, NO синтаза, эндонуклеазы). Например, активация протеинкиназы С приводит к нарушению фосфорилирования белков, что является причиной снижения экспрессии различных рецепторов – бензодиазепиновых, холинергических, глицинергических, NMDA- рецепторов и т.д;
  • к последовательному распространению метаболических нарушений от нейрона к нейрону, где не только увеличивается накопление кальция, но и усугубляется токсическое возбуждение окружающих нейронов (механизм «домино»);
  • к необратимым изменениям с превалированием реакций катаболизма и вовлечением множества различных медиаторов, приводящих к клеточной смерти; особенно разрушительны процессы свободно-радикального и перекисного окисления липидов, фактор, активирующий тромбоциты, адгезия и агрегация тромбоцитов, эйкозаноиды, цитокины, лейкоциты, коагуляция и фибринолиз, экзотоксины, Ca⁺², лактат-ацидоз, нарушенная экспрессия гена и клеточный отек.

Выброс глутамата и аспартата наблюдается в течение 10-30 минут с момента острой фокальной ишемии вследствие нарушений активного ионного транспорта и деполяризации пресинаптических мембран. При этом значительное высвобождение глутамата происходит лишь в зоне ишемического ядра.  После восстановления кровотока повышенные концентрации глутамата и аспартата возвращаются к исходным уровням через 30-40 минут.

Важно отметить, что нейроны, наиболее чувствительные к ишемии, наряду с мощным глутамат-аспартатным возбуждающим входом на “дендритном дереве” имеют множество ГАМКергических терминалей на телах клеток. В норме механизмы глутамат-возбуждения и ГАМК-торможения находятся в постоянном равновесии, что подтверждает значение дисбаланса между возбуждающими и тормозными нейротрансмиттерными системами, ограничивающего своевременное включение защитных тормозных механизмов мозга при его ишемии.

• Эксайтотоксичность NMDA-рецептора. Это ионотропный рецептор глутамата, селективно связывающий N-метил-D-аспартат (NMDA).

Схема NMDA-рецептора. 1. Клеточная мембрана 2. Канал, блокируемый магнием Mg²⁺ 3. Сайт блокировки Mg²⁺ 4. Сайт связывания  галлюциногенов. 5. Сайт связывания цинка (Zn²⁺). 6. Сайт связывания агонистов (глутамат) и\или антагонистов (APV) 7. Сайты гликозилирования 8. Сайты связывания протонов 9. Сайты связывания  глицина. 10. Сайт связывания полиаминов. 11. Внеклеточное пространство 12. Внутриклеточное пространство 13. Субъединица комплекса

В норме проницаемость ионотрофных NMDA-рецепторов регулирует содержание калия, натрия, хлора, кальция во вне- и внутриклеточном пространстве. При  ишемии, активация данных рецепторов приводит к повышенному входу кальция в клетку с последующей стимуляцией протеаз, действие которых основано на медленном расщеплении субмембранных и цитоплазматических микрофиламентных и микротрубочных структур, а также на фрагментации ДНК. Это приводит к разрушению клеточных структур и формированию мембранных везикул, включающих в себя элементы внутриклеточного содержимого (митохондрии, рибосомы). Этот процесс сопровождается также возрастанием перекисного окисления липидов и последующим развитием оксидантного стресса.

• Гиперактивация AMPA-рецепторов.AMPA-рецептор— ионотропный рецептор глутамата, селективно связывающий альфа-амино-метил-изоксазол-пропионовую кислоту (АМРА). AMPA-рецепторы также как и NMDA-рецепторы обеспечивают проведение возбуждающего имульса нейронами при связывании глутамата. Активация АМРА-рецепторов под действием глутамата обеспечивает деполяризацию постсинаптической клетки. Рецептор находится в непосредственном контакте с малоселективным катионным каналом, и активация рецептора приводит к открыванию канала. Активация AMPA-рецепторов приводит к изменению проницаемости постсинаптической мембраны для одновалентных ионов К⁺ и Na⁺, усилению входящего тока ионов Na⁺ и кратковременной деполяризации постсинаптической мембраны, что в свою очередь вызывает усиление притока ионов Са²⁺ в клетку через агонист-зависимые (NMDA-рецепторов) и потенциал-зависимые каналы.
• Внутриклеточное накопление кальция. Нейродеструктивное действие глутамата связано с необратимым повышением цитозольной концентрации Са²⁺ ([Ca²⁺]i) и деполяризацией митохондрий, сопряженной с падением митохондриального потенциала (ΔΨm). Как правило, клетки, в которых происходит коллапс ΔΨm, после отмены глутамата не восстанавливают исходный потенциал и, в конечном итоге, погибают – наступает так называемая отсроченная кальциевая дисрегуляция. Повышение концентрации ионов кальция способствует активации АТФ-киназы, повышению внутриклеточного АТФ, активации кальций-зависимых протеаз, фосфолипаз, нарушение фосфорилирования белков. Это приводит к нарушению синтеза белков и экспрессии генов. Таким образом, внутриклеточная гиперкальциемия запускает механизм, приводящий к активации внутриклеточных ферментов, что в свою очередь приводит к нарушению синтеза белков.
• Развитие оксидантного стресса. Окислительный стресс заключается в избыточном внутриклеточном накоплении свободных радикалов, активации процессов перекисного окисления липидов и избыточного их накопления. Это возникает при возбуждении глутаматных рецепторов и усиливает глутаматный экзайтоксический эффект. Оксидантный стресс взаимодействует с ишемическим каскадом, взаимно усиливая друг друга.

Каскад патогенетических процессов при ишемии мозга

• Апоптоз нейронов. Под действием гипоксических влияний, глютамат-индуцированной ишемии, окислительного стресса и NO и других индукторов активируются механизмы, приводящие к апоптозу. Кроме того, в условиях дефицита нейротрофинов и нарушенного белкового синтеза, способствующих развитию дисбаланса между генетическими программами выживания и смерти, также создаются условия для активации механизмов апоптоза.
  • Экспрессия генов р53, Мус и Bax. Главной мишенью проапоптического действия р53 в нейронах после их острого ишемического повреждения служит ген Apaf 1. Белок р53 непосредственно активирует его транскрипцию, и в нейронах, лишенных гена Apaf 1, отмечена повышенная выживаемость после воздействия индукторов апоптоза.
  • Fas-опосредуемая активация системы каспаз – 8, 10, ведущих к апоптической гибели нейроцитов.
  • Циклоспорин-зависимая деполяризация митохондриальной мембраны.
  • Высокий уровень Са²⁺/кальмодулин-зависимой протеинфосфатазы (кальцинеурин), который способствует каспазо-зависимому апоптозу нейронов.
  • Активация каспазы-9, которая происходит по механизму, не связанному с действием “лигандов смерти”. В этом случае в инициации апоптоза участвуют митохондрии и белки семейства Bcl-2.
  • Функционирование проапоптического белка семейства Bcl-2 – Bid. Каспаза-8, активированная рецептором Fas, расщепляет неактивный Bid на несколько фрагментов. Образующийся при этом белок проникает из цитоплазмы в мембрану митохондрий, обеспечивая выход цитохрома С и других проапоптических медиаторов.
  • Активация эффекторных каспаз (каспаза-3), субстратами которых служат белки цитоскелета (ламинин, G-актин, пресенилин), ферменты репарации ДНК и регуляторы клеточного цикла (PARP, pRb), протеиназы (MEKK1, FAK, PAK2) и другие регуляторные белки. Некоторые из них являются внутриклеточными ингибиторами эндонуклеаз. Таким образом, протеолиз эффекторными каспазами ингибиторов эндонуклеаз приводит к активации последних, с последующей фрагментацией ДНК нейрона.

Спустя 2 часа после окклюзии артерии и через 24 часа реинфузии в ишемизированном участке, среди подвергшихся апоптозу клеток — 90—95% составляют нейроны, около 5—10% — клетки астроцитарной глии и не более 1% — эндотелиоциты.

• Экспрессия генов раннего реагирования. На ранних стадиях развития церебральной ишемии, различные механизмы апоптоза клетки, в том числе чрезмерное повышение уровня внутриклеточного кальция, включают неспецифическую реакцию генома нейрона, вызывающую экспрессию генов раннего реагирования. Прогрессирование повреждения в области “пенумбры” происходит также из-за увеличения концентрации провоспалительных цитокинов и вследствие недостатка нейротрофических агентов (фактор роста нервов; фактор роста, полученный из головного мозга — BDNF, нейротрофин-3 и др.). Известно, что нейротрофины (регуляторные белки нервной ткани) индуцируют в зрелых нейронах ветвление дендритов (арборизацию) и рост аксонов (спрутинг) в направлении клеток-мишеней. Синаптический спрутинг, “реусиление” существующих нейрональных токов и нейротрансмиссии, а также образование новых полисинаптических связей обусловливают пластичность нервной системы и формируют механизмы, участвующие в восстановлении нарушенных патологических функций. В присутствии нейротрофинов генная программа разворачивается по антиапоптозным механизмам, направленным на выживание клетки. Центральным звеном нейрорегенерации является активация CREB-белка (белок, связывающий цАМФ-отвечающие элементы ДНК через цАМФ сигнальный каскад). В условиях дефицита нейротрофинов и нарушенного белкового синтеза активируются апоптозные гены, реализующие суицидную программу.
• Отдаленные последствия ишемии (реакция местного воспаления, микроваскулярные нарушения, повреждения гематоэнцефалического барьера, некроз клеток…).

Общая схема повреждения нейронов

при ишемическом инсульте

ИШЕМИЯ МОЗГА (↓ кислорода, глюкозы)

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ДЕФИЦИТ, ↓ АТФ

Каскад развития патологических процессов в мозге

при ишемическом инсульте

Геморрагический инсульт – нозологическая форма острого нарушения мозгового кровообращения, характеризующаяся преимущественно паренхиматозным (в вещество головного мозга) кровоизлиянием. Геморрагические инсульты возникают, как правило, днем, в период активной деятельности и проявляются характерным сочетанием общемозговых и очаговых симптомов.  

Этиология.  Основные причины внутримозгового кровоизлияния:

• первичная артериальная гипертензия (80—85 % случаев)
• атеросклероз сосудов мозга
• заболевания системы крови
• воспалительные изменения мозговых сосудов
• интоксикации
• авитаминозы и др.

Выделяют также субарахноидальное кровоизлияние (5 – 7% от всех инсультов).  Кровоизлияние в 50 %-85 % случаев происходит спонтанно, обычно вследствие разрыва артериальной аневризмы. Чаще кровоизлияние возникает при разрыве сосудов артериального круга большого мозга на нижней поверхности головного мозга. Обнаруживается скопление крови на базальной поверхности ножек мозга, моста, продолговатого мозга, височных долей. Кроме того, кровоизлияние в субарахноидальное пространство возможно и при других патологических изменениях сосудов мозга. Например, кровоизлияние при артериовенозных мальформациях (врожденный дефект, который характеризуется тем, что вены и артерии не соединены посредством капилляров; отсутствие капилляров ведет к тому, что кровь идет через аномальные сосуды в быстром темпе и при высоком давлении так, что кислород и питательные субстраты вместе с кровью не поступают в определенный участок ткани мозга).

В ряде случаев происходит развитие субарахноидально-паренхиматозного кровоизлияния, т.е. сочетание кровоизлияния в субарахноидальное пространство с внутримозговым кровоизлиянием.

Патогенез. Кровоизлияние в мозг может наступить путем диапедеза или в результате разрыва сосуда. В обоих случаях в основе выхода крови за пределы сосудистого русла лежат функционально-динамические ангиодистонические расстройства общей и в особенности регионарной мозговой циркуляции. Обменные нарушения, возникающие в очаге ишемии, способствуют дезорганизации стенок сосудов, которые в этих условиях становятся проницаемыми для плазмы и эритроцитов. Так возникает кровоизлияние путем диапедеза. Одновременное развитие спазма многих сосудистых ветвей в сочетании с проникновением крови в мозговое вещество может привести к образованию обширного очага кровоизлияния, а иногда и множественных геморрагических очагов.

В основе развития кровоизлияния при гипертензивном кризе, напротив, может быть резкое расширение артерий с увеличением мозгового кровотока, обусловленное срывом его саморегуляции при высоком артериальном давлении. В этих условиях артерии утрачивают способность к сужению и пассивно расширяются. Под повышенным давлением кровь заполняет не только артерии, но и капилляры и вены. При этом повышается проницаемость сосудов, что приводит к диапедезу плазмы крови и эритроцитов.

В механизме возникновения диапедезной геморрагии определенное значение придается нарушению взаимосвязи между свертывающей и противосвертывающей системами крови. В патогенезе разрыва сосудов играют роль и функционально-динамические нарушения сосудистого тонуса. Паралич стенки мелких мозговых сосудов ведет к острому нарастанию проницаемости сосудистых стенок и плазморрагии

Таким образом, при геморрагическом инсульте поражение мозгового вещества обусловлено с одной стороны наличием крови в веществе мозга, с другой стороны – прогрессирующей вторичной ишемией, что провоцирует развитие сосудистого спазма, окклюзионной гидроцефалии, нарастание очаговой неврологической симптоматики. В таких условиях скорость апоптоза в церебральных структурах зависит от уровня энергетического метаболизма и баланса системы антиоксидантной системы мозга. Снижение локального кровотока в тканях, окружающих кровоизлияние, запускает известный ишемический патобиохимический каскад.

В основе развития субарахноидального кровоизлияния в большинстве случаев лежит разрыв аневризматического мешка артериальной аневризмы под влиянием гемодинамических нарушений, артериальной гипертензии, травмы головы. Строение стенки мешка характеризуется низкой прочностью, отсутствием мышечного слоя, гиалинозом, фрагментацией эластических волокон. Вследствие разрыва аневризмы кровь изливается в субарахноидальное пространство, быстро распространяется в спинномозговой жидкости вокруг головного и спинного мозга с последующим развитием спазма мозговых артерий и отёка головного мозга. Как следствие церебрального ангиоспазма в 50 – 64% случаев развивается вторичная ишемия ткани мозга с формированием инфарктов мозга, проявляющихся неврологической симптоматикой в соответствии с пораженным участком мозговой ткани. Локализация и степень выраженности ишемии мозга определяется качественными и количественными структурными изменениями спазмированных артерий.

Более тяжелое течение геморрагических инсультов, по сравнению с ишемическими инсультами, обусловлено следующими ключевыми моментами:

1) изменение внутренних пространственных отношений дополнительным объемом излившейся крови;

2) выраженность факторов компрессии и отека мозга (усугубление гипоксии, возникновение гипоксии застойного характера в результате сдавливания мозговых сосудов);

3) выраженность фактора интоксикации продуктами распада вследствие диапедеза крови, ее компонентов (активация перекисного окисления липидов продуктами распада);

4) большая выраженность вторичной ишемии и гипоксии;

5) влияние вазоконстрикторных веществ излившейся крови.

Патофизиологическая характеристика периодов развития инсульта

Основные направления патогенетической терапии

ишемии головного мозга

–     реперфузия – восстановление кровотока при фокальной ишемии мозга;

–    нейропротекция – комплекс мероприятий, направленный на прерывание глутамат–кальциевого каскада с уменьшением зоны инфаркта мозга и сохранение жизнеспособности пенумбры:

1) первичная нейропротекция – прерывание быстрых реакций глутамат-кальциевого каскада, свободнорадикальных механизмов; осуществляют с первых минут ишемии в течение трех дней;

2) вторичная нейропротекция – блокада провоспалительных цитокинов, молекул клеточной адгезии, торможение прооксидантных ферментов, восстановление нейротрофики и прерывание апоптоза; начинают через 6-12 ч после сосудистого инцидента и продолжается не менее 7 суток;

Основные составляющие нейропротекции при инсульте

–  улучшение регенаративно-репаративных процессов.

          Невроз – функциональные расстройства нервной системы, возникающие в результате перенапряжения и срыва высшей нервной деятельности (ВНД) под влиянием воздействий, адекватность ответов на которые не обеспечивается ее функциональными возможностями.

Неврозы относят к “болезням цивилизации”. Широкая их распространенность, а заболеваемость достигает 20-30%, связана с:

а)  нарастающей урбанизацией населения;

б) информационными перегрузками;

в) уменьшением доли физического труда в жизни современного человека;

г) воздействием на человека неблагоприятных социально-бытовых факторов;

д) многочисленных психотравмирующих ситуаций.

При неврозах наблюдаются не только функциональные нарушения в ЦНС, но и микроструктурные изменения в головном мозге (деструкция мембран шипикового аппарата дендритов, уменьшение количества рибосом в корковых нейронах, дегенерация отдельных клеток гиппокампа, локальные нарушения микроциркуляции…).

Патогенетическую основу неврозов составляют нарушения силы, подвижности и уравновешенности основных нервных процессов – возбуждения и торможения либо их столкновения (“сшибка”) в одно и то же время и в одних и тех же структурах головного мозга. В патогенезе неврозов существенную роль отводят циркуляторному типу гипоксии.

Этиология неврозов.  Причина – психическая травматизация личности. Психотравмирующая ситуация оказывает патогенное воздействие при наличии определенных условий, прежде всего, – особенностей личности. Ведущими среди этих особенностей являются: а)  гиперактуализация неблагоприятных воздействий и/или событий и придание им чрезмерной биологической или социальной значимости; б) более или менее длительный процесс анализа индивидом сложившейся ситуации, ее последствий, боязнью невозможности приспособиться к сложившимся обстоятельствам (“идеаторная переработка”).

Условия развития неврозов:

1. Биологические факторы: а) наследственная предрасположенность; б) пол – чаще у женщин; невротические расстройства у женщин тяжелее и заканчиваются инвалидизацией значительно чаще, чем у мужчин; в) возраст – невротические расстройства преобладают у молодых мужчин и женщин старше 30 лет; в  кризовые периоды жизни (пубертатный и климактерический) личность более уязвима в отношении неврозов; г) конституция – чаще у астеников; д) нарушения деятельности половых желез; е) перенесенные и текущие заболевания, снижающие резистентность организма.
2. Социальные факторы: а) особенности профессиональной деятельности – информационные перегрузки, однообразие трудных операций; б) неблагополучное семейное положение; в) неудовлетворенность бытовыми условиями; г) особенности сексуального воспитания; д) нарушения питания.
3. Психогенные факторы: а) личностные особенности – индивидуальный способ мышления, восприятия, поведения и реагирования на воздействия у данного человека; б) психические травмы в детстве; в) психотравмирующие ситуации – тяжелая болезнь или утрата близких, служебные трудности.

Классификация неврозов.

1. Невроз навязчивых состояний. Причина – конфликт между желаниями, стремлениями, потребностями личности и невозможностью их реализации по моральным или иным соображениям. При этом в коре головного мозга формируется патологический очаг возбуждения. Обычно это происходит после одного из эпизодов, когда человек забыл сделать что-то важное (выключить газ, закрыть дверь, накормить ребенка) или перенес состояние страха (высоты, остановки лифта, беззащитности).
2. Истерический невроз. Характеризуется имитацией, но не симуляцией, пациентами болезней и богатыми соматоформными нарушениями, проявляющимися чрезмерным вниманием к своему здоровью, необоснованной тревогой за него. При истерии, как правило, имеется “желание болезни” и высокая внушаемость. Причина – конфликт между завышенными требованиями личности к окружающим и невозможностью их реализовать или достичь. При этом перенапряжение и истощение корковых процессов способствуют формированию в подкорковых структурах мобильных очагов патологического возбуждения, создающих условия для развития сменяющихся фазовых состояний (парадоксальная, ультрапарадоксальная, наркотическая, тормозная…).
3. Неврастения. Самая распространенная форма неврозов. Причина – конфликт между требованиями к самому себе (как правило, завышенными) и невозможностью их реализовать. Это обусловливает перенапряжение и срыв процесса коркового возбуждения. Нарушения ВНД заключаются в резком, патологическом преобладании раздражительного процесса над внутренним условным торможением (в силу его первичного срыва вследствие патогенных воздействий).

     Общие компоненты невроза: 

1. Вегетативные реакции.
2. Сенсомоторные реакции.
3. Аффективные реакции.
4. Идеаторная (ассоциативная, мыслительная, концептуальная) переработка ситуации и выработки программы преодоления болезненного состояния.

Тема: Нарушения двигательной и чувствительной функции нервной  системы. Патофизиология судорожного синдрома и синдрома поражения мозговых оболочек.

Цель занятия: сформировать представление об основных причинах, механизмах развития и проявлениях нарушения локомоторной и сенсорной функции нервной системы

Задачи обучения:

1. Изучить этиологию и патогенез нарушений двигательной функции нервной системы.
2. Изучить этиологию и патогенез нарушений чувствительной функции нервной системы, боли.
3. Усвоить материал по патофизиологическим аспектам судорожных синдромов, эпилепсии.
4. Сформировать общие представления о причинах и механизмах развития менингитов.

Основные вопросы темы:

1. Нейрогенные расстройства движений, гипо- и гиперкинетические состояния, парезы и параличи. Миастения.
2. Судорожные состояния, их виды и механизмы. Эпилепсия.
3. Нейрогенные: расстройства чувствительности, их виды и механизмы.
4. Боль, понятие и общая характеристика. Виды боли. Патологическая боль периферического и центрального происхождения. Антиноцицептивная система. Нейрохимические механизмы боли. Принципы лечения патологической боли.
5. Патофизиология синдрома поражения мозговых оболочек. Этиология и патогенез менингитов.
6. Защитные, восстановительные и компенсаторные процессы в нервной системе. Исходы патологических процессов в нервной системе, следовые реакции.

Методы обучения и преподавания:

1. Обсуждение темы занятия.
2. Тестирование.
3. Решение ситуационных задач.
4. Тематический диктант.

Литература

на русском языке

основная:

1. 1. Патологическая физиология. Учебник. //Под ред. Адо А.Д. и Новицкого В.В. – Томск: Изд-во Том. ун-та, 1994 – С.65 – 73.
2. Патологическая физиология. Учебник. //Под ред. Зайко Н.Н., Элиста,1994 – С. 412 – 418.

дополнительная:

1. Крыжановский Г.Н. Пластичность в патологии нервной системы //Журнал невропатологии и психиатрии -2001, N 2.- С. 4 –11.
2. Крыжановский Г.Н. Патологические системы в деятельности ЦНС.// Вестник РАМН – 2002, № 6 – С. 18-23.
3. Кукушкин М.Л., Решетняк В.К. Дизрегуляционные механизмы патологической боли. В Кн: Дизрегуляционная патология. //Под ред. Г.Н. Крыжановского- М.: Медицина, 2002. С. 616 –634.
4. Лобзин Ю.В., Пилипенко В.В. , Громыко Ю.Н. Менингиты и энцефалиты – М.:Медицина, 2003- 128 с.
5. Сорокина М.Н., Скрипченко Н.В. Вирусные энцефалиты и менингиты у детей

. – Изд-во: Медицина, 2004 – 424 с.

6. Патофизиология //Под ред. Новицкого В.В., Гольдберга Е.Д. – Томск: Изд-во Том.ун-та, 2006 – С. 654-679.
7. Прощаев К. И. Боль. Молекулярная нейроиммуноэндокринология и клиническая патофизиология – ДЕАН, 2006, 304 с.
8. Королева И.С., Белошицкий Г.В. Менингокококковая инфекция и гнойные бактериальные менингиты – Медицинское информационное  агентство – 2007 – 112 с.
9. Крыжановский Г.Н. Регуляция и дизрегуляция в живых системах //Патогенез. -2007, Прил. 1. – С.4-5.
10. Виленский Б.С. Острые нейроинфекции- Фолиант-2008-72 с.

на английском языке

1. Kwang S. K. Pathogenesis of bacterial meningitis: from bacteraemia to neuronal injury //Nature Reviews Neuroscience.- 2003- 4, 376-385
2. Tunkel A.R., Scheld W.M. Pathogenesis and pathophysiology of bacterial meningitis. //Clin. Microbiol. Rev. – 2003 April; 6(2): 118-136.
3. 3. Morimoto K., Fahnestock M., Racine R.J. Kindling and status epilepticus models of epilepsy: rewiring the brain //Prog. Neurobiol. – 2004. – Vol. 73. – P. 1-60.
4. Yazdankhah S.P., Caugant D.A. Neisseria meningitidis: an overview of the carriage state. //J. Med. Microbiol.-2004.- 53: 821-832
5. Labate A., Cerasa A., Gambardella A. et al. Hippocampal and thalamic atrophy in mild temporal lobe epilepsy: a VBM study // Neurology. – 2008. –Vol.71, N14. –P.1094-1101.
6. Zelmer A., Bowen M., Jokilammi A. et al. Differential expression of the polysialyl capsule during blood-to-brain transit of neuropathogenic Escherichia coli K1. //Microbiology.- 2008- 154: 2522-2532

Контроль: вопросы, тестовые задания, глоссарий, ситуационные задачи.

Информационно-дидактический блок по теме:

 «Нарушения двигательной и чувствительной функции нервной  системы. Патофизиология судорожного синдрома и синдрома поражения мозговых оболочек»

Глоссарий

Ноцицептивная система – система восприятия и передачи болевого сигнала.

Антиноцицептивная система  – система, контролирующая деятельность структур ноцицептивной системы.

Каузалгия (кausis-жжение + algos-боль)- приступообразно усиливающиеся жгучие боли, возникающие после повреждения крупных смешанных нервов, богатых симпатическими волокнами.

Каталепсия (katalepsia- схватывание)- оцепенение, застывание всего тела или конечностей в искусственно приданной им позе.

Миастения (myos- vsiwf + asthenia- слабость)- болезнь нервно-мышечной системы, проявляющаяся слабостью и патологической утомляемостью различных групп мышц.

Парез (paresis- ослабление)- ослабления сократительной функции мышц, обусловленное нарушением их иннервации.

Паралич (paralyo- расслаблять)- полное отсутствие произвольных движений вследствие нарушения иннервации соответствующих мышц.

Центральный (спастический) паралич  (пирамидная недостаточность) –  возникает при поражении проекционной зоны коры головного мозга. Если поражены клетки Беца в коре головного мозга (или их аксоны), то возникает спастический паралич. При этом клетка Беца начинает посылать избыточное количество нервных импульсов к мышцам. Это приводит к повышению мышечного тонуса и рефлексов, возникает дрожание. Происходит нарушение питания конечности, возникает гипотрофия или атрофия.

Периферический (вялый) паралич –  развивается при поражении периферического (нижнего) нейрона на любом участке: передний рог, корешок, сплетение, периферический нерв. При этом мышцы теряют как произвольную, так и непроизвольную, или рефлекторную иннервацию, снижается мышечный тонус, вплоть до полной парализации мышцы, снижаются или полностью исчезают рефлексы, возникает гипотрофия или атрофия иннервируемого участка.

Парастезия (par- рядом,около + aistesis- ощущение)- ложное ощущение; спонтанно возникающее неприятное ощущение онемения, жжения, ползания мурашек.

Тик – непроизвольные, стереотипные, клонические подергивания отдельной мышцы или группы мышц.

Тремор (tremor- дрожание)- ритмичное непроизвольное дрожание конечностей, век, пальцев рук.

Фобия (phobos- страх)- навязчивое состояние непроизвольного страха чего-либо.

Анестезия – потеря чувствительности.

Гипестезия – понижение чувствительности.

Гиперастезия –  повышение  чувствительности.

Децеребрационная ригидность, резкое повышение тонуса мышц-разгибателей и относительное расслабление мышц-сгибателей, возникающие в результате перерезки стволовой части головного мозга (между нижними и верхними холмиками покрышки среднего мозга) —децеребрации. При этом утрачиваются рефлексы, сохраняющие равновесие тела и его способность к движению: туловище и все конечности разгибаются и судорожно вытягиваются, голова запрокидывается (опистотонус). Причина: высвобождение тонических центров продолговатого и спинного мозга из-под сдерживающего контроля ретикулярной формации продолговатого и среднего мозга.

Атаксия – нарушение  координации  движений.

Асинергия– потеря  плавности  движений.

Гиперкинезия– усиление вспомогательных движений при сложном двигательном акте.

Спинальный шок – глубокое, обратимое угнетение двигательных и вегетативных рефлексов после перерыва спинного мозга.

Судорога– непроизвольное сокращение мышцы или группы мышц, обычно сопровождаемое резкой болью, одна из форм гиперкинезов.

Тонические судороги – длительные сокращения мышц, в результате которых конечности «застывают» в положении сгибания или разгибания, тело больного вытягивается, голова запрокидывается назад или приводится к груди.

Клонические судороги – следующие друг за другом сокращения сгибательных и разгибательных мышц, что проявляется быстрыми непроизвольными движениями конечностей и туловища. Клонические судороги протекают обычно без сопут­ствующих явлений, а потому они менее опасны, чем то­нические, которые могут сопровождаться расстройством сердечной и дыхательной деятельности.

Эпилепсия – хроническое психоневрологическое заболевание, характеризующееся склонностью к повторяющимся внезапным припадкам. Припадки бывают различных типов, но в основе любого из них лежит аномальная и очень высокая электрическая активность нервных клеток головного мозга, вследствие которой возникает разряд.

Паркинсонизм – группа хронических нейродегенеративных заболеваний, которые характеризуются прогрессирующим разрушением и гибелью дофаминовых нейронов в ряде структур ствола мозга (главным образом компактной части черной субстанции и области голубого пятна). Изменение концентрации дофамина приводит к нарушениям метаболизма других нейротрансмиттеров (серотонина, норадреналина, ацетилхолина, глутамата). Снижение дофаминергической активности и преобладание активности глутаматной и холинергической систем в стриатуме приводит к развитию характерных для болезни Паркинсона двигательных нарушений.

Синдром Броун–Секара – симптомокомплекс, наблюдаемый при поражении половины поперечника спинного мозга: на стороне поражения отмечают центральный паралич (или парез) и утрату мышечно-суставной и вибрационной чувствительности, на противоположной — выпадение болевой и температурной чувствительности. Возникает при травмах и проникающих ранениях спинного мозга, нарушениях кровообращения спинного мозга,  инфекционных миелопатиях, опухолях спинного мозга, рассеянном склерозе.

Общие сведения о топике поражения нервной системы

• В лобной части располагается отдел эмоций и центры управления движениями – правое полушарие отвечает за движение левой руки и ноги, а левое за движение правой руки и ноги. При кровоизлиянии в этих частях появляется паралич или парез.
• В теменной части располагается зона телесных ощущений и осязаний. Нарушение кровообращения в этой части способствует изменению чувствительности – температурной или болевой, могут появляться парастезии.
• В височной части расположены центр речи, слуха, вкуса. При повреждении этой области человек может воспринимать речь как набор звуков, в речи может путать слова, звуки, не понимает поставленных вопросов.
• В затылочной части находится зрительный отдел, при повреждении которого больной теряет зрение на один глаз. Также в затылочной части расположен отдел распознавания окружающих предметов с помощью зрения. При нарушении кровотока в затылочной области больной не узнаёт предметы.

Нарушения двигательной функции нервной системы

Параличи

Паралич — полное отсутствие произвольных движений, обусловленное поражением двигательных центров спинного и/или головного мозга, проводящих путей центральной или периферической нервной системы. В норме для осуществления произвольных движений необходима сохранность корково-мышечного пути – двухнейронного пути, соединяющего кору больших полушарий мозга со скелетной (поперечно-полосатой) мускулатурой. Тело первого (верхнего, или центрального) нейрона находится в коре прецентральной извилины, его аксон направляется для образования синапса со вторым (нижним, или периферическим) двигательным нейроном, находящимся в спинном мозге. Аксоны периферического мотонейрона идут уже непосредственно к мышце. Паралич (парез) возникает при поражении как центрального, так и периферического нейронов корково-мышечного пути.

Характеристика основных типов параличей

1. В зависимости от изменения тонуса мышц:

• Спастические параличи – повышен тонус, как правило, одной группы; наблюдается наиболее часто при центральных параличах. Повышение мышечного тонуса при спастических параличах происходит в результате усиления тонического рефлекса на растяжение. Решающая роль в развитии спастичности отводится нарушению дифференцированной регуляции альфа- и гамма-мотонейронов, гипервозбудимости спинальных альфа-мотонейронов, уменьшению активности некоторых ингибиторных механизмов.
• Ригидные параличи – длительно повышен тонус одной или нескольких групп мышц-антагонистов; наблюдается при поражении экстрапирамидной системы.
• Вялые параличи – понижен тонус парализованных мышц; наблюдаются при периферических параличах.

1. В зависимости от преимущественно пораженных нервных структур:

• Центральные параличи – поражение пирамидных нейронов двигательного анализатора и их аксонов; очаг поражения находится либо в головном, либо в спинном мозге; как правило, ему сопутствуют сенсорные и трофические расстройства, а также изменения сосудистого тонуса. При центральных параличах нарушаются функции руки и/или ноги на противоположной патологическому очагу стороне. Проявления:
  • гиперрефлексия – повышение сухожильных рефлексов с расширением рефлексогенной зоны является проявлением расторможения автоматической деятельности спинного мозга при снятии тормозных влияний корковых структур;
  • спастическое повышение мышечного тонуса – мышечная гипертония развивается в результате повышения рефлекторного тонуса и распределяется неравномерно; мышцы при этом напряжены, при пассивных движениях с трудом преодолевается их сопротивление в начале движения (симптом «складного ножа»);
  • снижение мышечной силы в сочетании с утратой способности к тонким движениям;
  • повышение глубоких (проприоцептивных) рефлексов;
  • снижение или выпадение экстерорецептивных рефлексов (брюшных, кремастерного, подошвенного);
  • патологические рефлексы – появляются при поражении пирамидного пути, когда растормаживаются спинальные автоматизмы (разгибательные рефлексы Бабинского и Оппенгейма, сгибательные рефлексы Рассолимо и Бехтерева);

Патологический рефлекс Бабинского

• отсутствие электрофизиологических признаков перерождения мышц;
• отсутствие дегенеративной мышечной атрофии – объясняется тем, что верхний мотонейрон в гораздо меньшей степени влияет на трофику мышц в сравнении с нижним двигательным нейроном; атрофия мышц может быть следствием их бездействия.

• Периферические параличи – поражение периферических мотонейронов и их аксонов. При поражении периферического нерва развивается паралич иннервируемой им мышцы. При этом выявляются и нарушения чувствительности и вегетативные расстройства в этой же зоне, так как периферический нерв является смешанным – в нем проходят двигательные и чувствительные волокна. Проявления:
  • гипо- или арефлексия;
  • мышечная гипотония – обусловлена перерывом рефлекторной дуги, в результате чего утрачиваются свойственный мышце тонус и рефлекторные мышечные акты;
  • гипо- или атрофия мышц – развивается из-за разобщения мышцы с нейронами спинного мозга, от которых по периферическому нерву к мышце притекают импульсы, стимулирующие нормальный обмен веществ в мышечной ткани; при периферическом параличе в атрофированных мышцах могут наблюдаться фибриллярные подергивания в виде быстрых сокращений отдельных мышечных волокон или пучков мышечных волокон (фасцикулярные подергивания);
  • электрофизиологическая реакция перерождения мышц, глубина изменения электровозбудимости позволяет судить о тяжести поражения при периферическом параличе и прогнозе.
    • Экстрапирамидные параличи – поражение экстрапирамидной системы; При патологии экстрапирамидной системы нарушается действие медиаторов – дофамина, ацетилхолина, ГАМК, серотонина и др., содержащихся в соответствующих нейромоноаминергических системах мозга. Проявления:
  • мышечная гипертония, ее называют восковой или пластической, поскольку при пассивных движениях ощущается постоянное сопротивление движению. В случае пассивного разгибания конечностей больного иногда ощущается прерывистость, своеобразная ступенчатость при пассивном растяжении мышц-сгибателей (симптом зубчатого колеса);
  • ригидность мышц – функциональное состояние скелетных мышц, характеризующееся резким повышением их тонуса и сопротивляемостью деформирующим усилиям;
  • постуральные рефлексы – обеспечивают то состояние удлинения или укорочения, в котором мышца находится в каждый данный момент, и называются, поэтому также адаптационными, или фиксационными рефлексами;
  • каталепсия – с повышением мышечного тонуса наступает застывание (так называемое гибкое окоченение) либо всего тела, либо конечностей в приданной им позе.

Патофизиология судорожного синдрома

Судороги – резкие непроизвольные сокращения мышц с изменениями их тонуса. Сокращения могут быть как локализованного характера (локализованные судороги), так и при вовлечении многих мышечных групп, т.е. генерализованного характера.

Классификация судорог

• Тонические судороги – длительные и медленные сокращения мышц с увеличением их напряжения. Встречаются, например, при столбняке.
• Клонические судороги – быстрая смена сокращений и расслаблений той или иной группы мышц. Выделяют:
• тик – клонические судороги мышц лица
• заикание – клонические судороги речевой мускулатуры
• клонические судороги при повреждениях пирамидной системы («клонус стопы», «клонус коленной чашечки»)
• судороги при хорее, для которой характерны быстрые размашистые неритмичные движения конечностей, головы и туловища.
• Смешанные судороги – тонико-клонические судороги. Наблюдаются при атетозе, который возникает при поражении полосатого тела и выражается в виде вычурных движений пальцев рук или ног, которые усиливаются при произвольных движениях или волнении. При атетозе одновременно резко повышается тонус сокращающейся мускулатуры.

В основе судорожного синдрома, прежде всего, лежит ишемия или гипоксия головного мозга, а также инфекционные, токсические или водно-электролитные нарушения. При острых нейроинфекциях (токсикоз, азотемия) судорожный синдром является проявлением общемозго­вых нарушений, внутричерепной гипертензии и отека моз­га. Часто такие состояния возникают на фоне гипертермии. Судороги наблюдаются при эпилепсии, токсоплазмозе, опухолях головного мозга, действии психических факторов, вследствие травм, ожогов, отравлений. Причиной возникновения судорог могут быть расстройства обмена веществ (гипогликемия, ацидоз, гипонатриемия, обезвоживание), нарушение функции эндокринных орга­нов (недостаточность надпочечников, нарушение функции гипофиза), артериальная гипертензия. При спазмофилии судороги обусловлены гипокальциемией. Судорожные приступы могут развиться вследствие уплотнения мозго­вой ткани за счет кровоизлияния в мозг или последую­щего развития спаек, глиозе, как следствие склерозирующего процесса. У новорожденных к судорогам могут привести асфик­сия, гемолитическая болезнь, врожденные дефекты раз­вития ЦНС. У детей различные судорожные состояния встречаются в 5-10 раз чаще, чем у взрослых, что, очевидно, связано с морфологической и функциональной незрелостью мозга головного мозга, с напряженностью и несовершенством регуляции метаболизма, лабильностью и тенденцией к иррадиации возбуждения, с повышенной проницаемостью сосудов, гидрофильностью мозга и пр. Все эти онтогенетические особенности обусловливают низ­кий порог возбудимости ЦНС и ее склонность к диффуз­ным реакциям.

Условно судорожные состояния можно разделить на эпилептические (истинные) и неэпилептические (неспеци­фические, вторичные, симптоматические). Эпилептические припадки (пароксизмы) отличаются выраженной симптоматикой. Наряду с психомоторными и вегетативными расстройствами в клинической картине доминируют тонико-клонические судороги. Неэпилептические судорожные приступы при различ­ных заболеваниях также отличаются друг от друга. Судороги бывают генерализованные и локальные, однократные и серийные, клонические и тонические. Клонические судороги характеризуются повторным сокраще­нием и расслаблением отдельных групп мышц, тоничес­кие — длительным напряжением мышц, преимущественно в разгибательной позе (вынужденное положение); клонико-тонические судороги — периодическая смена тони­ческой и клонической фаз. Частые некупирующиеся судо­роги переходят в судорожный статус — особо неблагоприятное состояние.

Эпилепсия

«Причина эпилепсии,

как и прочих великих болезней,

 есть мозг»

Гиппократ

Эпилепсия – хроническое заболевание головного мозга, характеризующееся повторными непровоцируемыми приступами нарушения двигательных, чувствительных, вегетативных, мыслительных или психических функций, возникающих вследствие чрезмерных нейронных разрядов. Эпилепсия возникает в том случае, когда определенная зона мозга повреждена, но окончательно не разрушена. Именно поврежденные, но сохранившие жизнеспособность клетки служат источником патологических разрядов, а, следовательно, и судорожных припадков. Провоцирующие факторы эпилептических припадков: нарушение регулярного приема противосудорожных средств, прием алкоголя, психическое и физическое переутомление. Эпилепсия встречается у 1-2% людей. Примерно 7-11% людей имеют в своей жизни хоть один эпилептический приступ. В структуре неврологической патологии эпилепсия занимает 3-е место. Дети и подростки составляют одну треть всех больных эпилепсией

В основе эпилепсии лежит повышенная нейронная активность с высоковольтными гиперсинхронными разрядами (эпилептический очаг). При распространении разряда на весь мозг возникает генерализованный приступ; если разряд остается локальным, приступ имеет парциальный характер. В происхождении эпилепсии основное значение имеет взаимодействие наследственной предрасположенности и поражения головного мозга.

Наследственная предрасположенность. При большинстве форм эпилепсии отмечается полигенная аследственность. Важным являются нарушения в обмене тормозных и возбуждающих нейромедиаторов и т.д. Наследственная предрасположенность убедительно доказана в отношении индивидуальной вариабельности показателей ЭЭГ. Именно тип аномалий ЭЭГ отражает генетическую систему предрасположенности к различным эпилептическим проявлениям. Кроме того, доказан факт аномальной нейрональной миграции, начинающейся на 8-ой неделе гестации и приводящей к фронтальной кортикальной микродисплазии и височному гетерогенезу, как этиологической основы эпилепсии.

Врожденная предрасположенность. Патологические воздействия на плод в период беременности и при родах могут привести к грубым очаговым либо диффузным поражениям головного мозга, которые клинически проявляются тяжелыми формами эпилепсии в младенческом и раннем детском возрасте.

К числу пренатальных вредностей относят гипоксию плода, инфекции и интоксикации матери, инфекционные поражения нервной системы плода, травмы живота матери, резус- или групповую несовместимость крови плода и матери, родовые травмы и другие факторы. Однако, врожденная предрасположенность может реализоваться и в более позднем возрасте. Это, в первую очередь относится к случаям, когда вследствие перинатальной патологии и внутриутробной гипоксии плода формируется повышенная возбудимость нейронов головного мозга.

Приобретенная предрасположенность. Как правило, является следствием предшествующих заболеваний головного мозга, после которых образуется эпилептогенный очаг. Тем не менее, сам эпилептогенный очаг является лишь предрасполагающим фактором, поскольку у многих больных подобные очаговые изменения не приводят к эпилепсии.

Характерная поза больного с эпилепсией.

Патогенез эпилепсии

          Заболевание проходит две стадии  своего развития.

1. Формирование фокального эпилептического очага.

Поврежденные нейроны генерируют усиленные и синхронные разряды. Проявления  приступа зависят от того, в какой области головного мозга нейроны вовлекаются в патологический процесс, в какие отделы                                                         происходит распространение этих разрядов.

В основе развития эпилептического очага лежит возникновение  генераторов патологически усиленного возбуждения (ГПУВ). ГПУВ – это группа нейронов, которые продуцируют чрезмерный по интенсивности и продолжительности поток импульсов неадекватный афферентному стимулу. Такого рода патологически усиленное возбуждение может возникнуть спонтанно. Основным условием возникновения ГПУВ является недостаточность тормозных механизмов в популяции нейронов и гиперактивация положительных связей. Недостаточность тормозных механизмов может быть первичной  – при действии веществ, избирательно нарушающих тормозные механизмы (эффект растормаживания) и вторичной – при чрезмерной активации нейронов различными агентами, вызывающими деполяризацию мембраны. ГПУВ могут быть вызваны в различных отделах ЦНС. Это обеспечивается тем, что во всех отделах ЦНС имеются группы нейронов с множественными положительными и отрицательными связями. Ослабление отрицательных связей превращает популяцию нейронов в генераторы. Для деятельности ГПУВ характерны 2 стадии. На первой стадии порог возбудимости достаточно высок,  тормозные механизмы сравнительно эффективны. В этом случае ГПУВ может активироваться стимуляцией лишь определенной величины. На второй стадии – пороги возбудимости нейронов значительно снижены и тормозные механизмы недостаточны. ГПУВ способен возбуждаться даже случайными раздражителями и может активизироваться независимо от стимуляции. Для его работы характерна относительная самостоятельность. Общее свойство всех ГПУВ – избыточный электрогенез. Важную роль в их появлении играют изменения ионного состава внутри- и внеклеточного пространства. В, частности, увеличение концентрации внеклеточного К⁺ и усиленный вход ионов Са²⁺ в клетку. ГПУВ являются практически универсальным механизмом возникновения судорожного синдрома, имеющего место при фотогенной и аудиогенной эпилепсии.

Электрофизиологическое выражение деятельности  ГПУВ.

Формы эпилептической активности на ЭЭГ

2. Формирование эпилептической системы. По мере прогрессирования заболевания и распространение процесса на весь мозг происходит формирование эпилептической системы, которая включает очаг эпилептической активности, ассоциативные и комиссуральные  пути генерализации разрядов, диэнцефало-стволовые активирующие системы, неспецифические структуры ствола мозга. Согласно концепции Г.Н.Крыжановского, основным механизмом превращения физиологической системы в патологическую систему является образование гиперактивной детерминантной структуры, представляющей собой часть системы, которая навязывает характер своей активности другим ее частям и определяет, таким образом, деятельность всей системы в целом. Детерминантный очаг усиливает и синхронизирует активность других очагов, объединяет их в комплекс. Резистентность такой системы обусловлена мощностью  детерминантного очага и взаимодействием других структур, составляющих звенья этой системы. Ликвидация детерминантного очага на ранних стадиях патологического процесса приводит к распаду эпилептической системы. Это вмешательство может быть рациональным и на поздних стадиях и способствовать дестабилизации патологической системы. Возникновение генерализованной эпилептической активности связывают с двумя механизмами: недостаточностью восходящих активирующих влияний мозгового ствола и повышенной возбудимости мозговой коры на афферентные стимулы.

В основе формирования первичного и вторичных эпилептических очагов наиболее важными являются следующие патогенетические факторы.

• Гипоэргоз нейронов. Снижение запасов глюкозы и накопление молочной кислоты в ткани головного мозга во время приступа являются причиной ацидотических сдвигов, усугубляющих гипоксию и снижающих уровень фосфатных соединений; нарушение энергетических процессов в клетках эпилептического очага приводит также к избыточному накоплению свободнорадикальных элементов, которые стимулируют высвобождение глутамата из нейронов; оксидантный стресс, начинающийся в нейронах эпилептического очага активацией фермента ксантиноксидазы, ведет к избыточному образованию продуктов перекисного окисления липидов и ионов NH₄ ⁺, которые вызывают или усиливают процессы деполяризации мембраны, что может приводить к поражению глутаматных рецепторов.
• Нарушения функции тормозных и возбуждающих медиаторов мозга, вследствие чего изменяется нормальное соотношение процессов возбуждения и торможения в коре больших полушарий: угнетение ГАМК- и дофаминергических систем и повышение активности ацетилхолиновых и аспарагиновых медиаторов; при эпилептическом приступе у все больных в спинномозговой жидкости увеличено содержание возбуждающей аминокислоты – L-глутумата; формирование эпилептического очага и (или) генерализованной эпилептической активности с трансформацией в эпилептические припадки связывается, прежде всего, с феноменом “дезингибирования”  нейронов, который характеризуется склонностью этих нейронов к генерации и распространению возбуждающего постсинаптического потенциала. Развитие феномена дезингибирования обусловлено нарушением равновесия между глутаматергической и ГАМК-ергической нейромедиацией с преобладанием активности первой, хотя в этом процессе могут принимать активное участие и другие возбуждающие и тормозные нейромедиаторные системы; причинами активации глутаматергической и угнетения ГАМК-ергической нейромедиации являются: избыточный синтез или высвобождение глутамата, уменьшение синтеза и высвобождения ГАМК  в синаптическую щель, повреждение глутаматных и ГАМК_а – рецепторов, образование аутоантител  к не NMDA-глутаматным рецепторам и др. Эти процессы приводят к тому, что в мембране нейронов открывается избыточное количество хемозависимых ионных каналов Na⁺ и Ca⁺², уменьшается  число открытых каналов К⁺ и Cl⁺. Это вызывает деполяризацию трансмембранного потенциала, а сами нейроны становятся склонными к спонтанному пароксизмальному деполяризационному сдвигу и у них развивается гиперчувствительность к разрядам других нейронов, именно эти процессы являются мишенями для противоэпилептических препаратов.
• Ионный дисбаланс в нейронах. Нарушение соотношения между внутри- и внеклеточными ионами ведет к повышению мембранной проницаемости, прежде всего, для ионов кальция и натрия, что, в свою очередь, сопровождается усилением деполяризации нейронов и приводит к их сверхвозбудимости.
• Киндлинг-феномен (от англ. kindling- возгорание) – в ответ на нанесение многократных эпилептогенных стимуляций подпороговой интенсивности, первоначально не вызывающих поведенческих судорожных реакций, последовательно возникают фокальные судорожные послеразряды, поведенческие автоматизмы и генерализованные судорожные припадки. Сформированное при киндлинге состояние повышенной судорожной готовности c нарушениями функционирования отдельных структур мозга сохраняется в течение длительного времени. Возникновение и стабилизация очага патологической активности происходит, например, при постоянной стимуляции дофаминергических центров лимбической системы под воздействием психоактивных веществ и иных факторов.
• Нарушение иммунологической реактивности. При повторных приступах возможно образование противомозговых антител, которые, в свою очередь, повреждают клетки мозга и способствуют прогрессированию эпилепсии.
• Функциональная незрелость черного вещества мозга (substantia nigra). Черное вещество мозга играет интегральную роль в развитии генерализованных судорожных припадков. Функциональная незрелость черного вещества имеет особую значимость в повышенной подверженности к судорогам при незрелом головном мозге. Кроме того, нейроны ГАМК-чувствительных субстратов черного вещества могут и предотвращать судорожную активность.

Специфических морфологических изменений при эпилепсии не находят. Вместе с тем эпилептический процесс может вызывать тяжелые дистрофические изменения и уменьшение количества ганглиозных клеток, прогрессирующий глиоз, особенно в височных долях. Значительные изменения отмечаются в больших полушариях мозга, гиппокампе, подбугровой области.

Типовые расстройства чувствительности

Характеристика эпикритической и протопатической боли

Характеристика нейропатической и соматической боли

Патофизиологические аспекты менингитов

Менингит (от др. греч. μῆνιγξ -мозговая  оболочка) –     гнойное или серозное воспаление оболочек головного мозга и/или спинного мозга, вызываемое бактериями, вирусами, грибами и другими патогенными агентами. Возникает как самостоятельное заболевание или как осложнение другого процесса. Воспаление мозговых оболочек сопровождается обычно развитием сильной головной боли, повышенной чувствительности ко всем внешним раздражителям, рвоты из-за повышения внутричерепного давления и менингиальных симптомов, связанных с нарушением мышечной регуляции и преобладанием тонуса разгибателей.

Общая этиология менингитов. Менингит вызывается многими возбудителями. Основные причины бактериального менингита – менингококк, гемофильная палочка, стрептококк, туберкулезная палочка.  Причиной вирусного менингита чаще бывают вирусы Коксаки и ЕСНО, гриппа, кори, ветряной оспы, паротита и др.  Выделяют также токсический менингит, когда оболочки поражаются токсичными веществами (ацетон, дихлорэтан и др.).

Менингиты подразделяют на первичные и вторичные формы. Первичный менингит ставится в случае, если не удаётся выявить первичный очаг инфекции (менингококковый, гемофильный, в меньшей степени пневмококковый). При вторичном менингите есть первичный очаг, из которого различными путями (лимфогенным, гематогенным, контактным, посттравматическим) происходит инфицирование оболочек и вещества мозга.

По характеру воспалительного процесса и изменениям в цереброспинальной жидкости выделяют:

• серозный экссудат – чаще скапливается в цистернах по ходу борозд, сосудов и представляет скопление клеток преимущественно мононуклеарного ряда (лимфоцитов, моноцитов) с незначительным содержанием белка; чаще вирусной природы;
• гнойный экссудат – скапливается на основании мозга, выпуклых поверхностях (часто в виде “шапочки”), оболочках спинного мозга. Состав его преимущественно полинуклеарный (в экссудате более 60% нейтрофилов), с большим содержанием белка, иногда с примесью эритроцитов; чаще бактериальной природы.

Характеристика менингококкового менингита. Это один из самых частых менингитов- (1-2 место во всех возрастных группах). Каждые 12-16 лет бывает «пик» заболеваемости. Менингококковая инфекция поражает только людей, основной источник инфекции- носители (3-30% здоровых людей) и больные. В 70 % случаев источником заражения служат носители, в 25% больные менингококковым назофарингитом, 5%- больные генерализованными формами. Передача возбудителя осуществляется воздушно-капельным путём.

Возбудитель болезни менингококк Вексельбаума – Neisseria meningitidis,  представляет собой грамотрицательный диплококк, неподвижный, жгутиков и капсул не имеет, спор не образует.

Основные патогенетические факторы менингококкового менингита.

• Фактором патогенности менингококка является капсула, которая защищает микроорганизм от воздействий иммунной системы человека. Липополисахариды капсулы нарушают микроциркуляцию и поражают сосуды.
• Капсула и пили (ворсинки на поверхности капсулы, с помощью которых менингококк прикрепляется к мягкой мозговой оболочке) затрудняют фагоцитоз возбудителя, и облегчают «прилипание» (адгезию) к эпителию слизистой
• Большое значение в развитии заболевания имеет состояние макроорганизма. Например, иммунодефицитные состояния предрасполагают организм к заболеванию данным видом инфекции; при дефиците компонентов системы комплимента риск развития менингококковой инфекции в 8000 раз выше, чем у здоровых людей.
• Входные ворота инфекции – носоглотка. Воспалительный процесс сопровождается развитием назофарингита, т.е. обычного насморка и болью в горле. Длительность назофарингита составляет 2-7 дней.
• Возбудитель распространяется из носоглотки через кровь (гематогенно) и/или через лимфу (лимфогенно). В зависимости от того, как долго возбудитель находится в крови, формируется та или иная клиническая форма заболевания (менингит, менингококцемия или их сочетание). Если менингококки преодолевают местные защитные барьеры и попадают в кровь, то наблюдается массивный распад менингококков с выделением эндотоксина и развитием ДВС-синдрома. Следствием этого является тяжёлое поражение жизненно важных органов, прежде всего головного мозга, почек, надпочечников, печени.

Общая схема патогенеза менингита

Основные этапы патогенеза бактериального менингита

Примечание: 1 – колонизация слизистой оболочки, 2- попадание бактерий в кровь, 3- размножение бактерий в крови, 4 – пересечение гематоэнцефалического барьера, 5 –  проникновение бактерий в мозговые оболочки, 6 –  повышение проницаемости ГЭБ под влиянием бактерий, 8- увеличение внутричерепного давления, 9 – образование провоспалительных цитокинов и других повреждающих агентов, 10- повреждение клеток мозга.

Менингиальный синдром

• Менингеальный синдром обусловлен повышением внутричерепного давления и воспалением мягкой мозговой оболочки.
• К менингеальным симптомам относятся симптомы регидности длинных мышц туловища и конечностей –  симптомы Брудзинского и Кернига
• Фоно- и фотофобия, болезненность точек выхода тройничного нерва
• Крайняя степень выраженности синдрома – «менингеальная» поза или поза «легавой собаки».

Звездчатая сыпь при менингококцемии.        Обширное поражение при менингококцемии