Přednáška z patologické fyziologie pro bakaláře Patofyziologie nervového systému Doc. MUDr. Lydie Izakovičová Hollá, PhD.

Nervový systém Nervové buňky (neurony) Gliové buňky – pomocná úloha patří k nejspecializovanějším tkáním, úlohou je příjem, zpracování, ukládání a reprodukce informací Nervové buňky (neurony) Gliové buňky – pomocná úloha astroglie – přejímají látky z krevních kapilár a zabezpečují tak výživu nervových buněk oligodendroglie – podpůrná role, vytváří myelinovou pochvu u periferního NS – se nazývají Schwannovy buňky mikroglie – úloha fagocytů a účast na immunitních reakcích

Struktura nervové buňky

Zprostředkování signálu na synapsích

Neurotransmitery Acetylcholin Dopamin Noradrenalin Serotonin -aminomáselná kyselina (GABA) Glycin Endorfiny, enkefaliny…

Acetylcholin Biosyntéza: vzniká přenosem jedné acetylové skupiny z acetyl-CoA na cholin Místo účinku: cholinergní nervy Receptor: 2 typy – nikotinový - muskarinový Inaktivace: na receptor je napojen enzym – acetylcholinesteráza  štěpí acetylcholin na cholin a octovou kys. a tím inaktivuje receptor (hydrolýza)

Patofyziologie acetylcholinu Myastenia gravis autoimunitní onemocnění tvoří se Pt proti acetylcholinovým receptorům  receptor je tak vyřazen z funkce Terapie: inhibitory acetylcholinesterázy

Katecholaminy Biosyntéza: hydroxylace tyrozinu na dihydroxyfenylalanin (DOPA), dekarboxylace DOPA dekarboxylasou a hydroxylace dopaminu na noradrenalin (methylace aminskupiny na adrenalin hlavně ve dřeni nadledvin) Místo účinku: noradrenergní nervy, účinky prostřednictvím -adrenergních a -adrenergních receptorů Inaktivace: zpětná resorpce (a poté odbourání na aldehyd a NH3)

Patofyziologie katecholaminů Parkinsonův syndrom Vzniká degenerativními změnami substanctia nigra (mizí melaninové buňky) Nalézáme snížený obsah dopaminu Terapie: L-DOPA (prekurzor dopaminu) Hepatogenní encefalopatie při těžkých chorobách jater dochází k poruchám biosyntézy katecholaminů je inhibována tyrosin-3-hydroxaláza ( fenylalaninu , tryptofanu) Vzniká tyramin, oktopamin a 2-fenylethanolamin – inhibují enzymy syntézy dopaminu

Aminokyseliny jako neurotransmitery Místo účinku: -aminobutyrát je nejdůležitějším transmiterem na inhibičních synapsích glutamát naopak působí zpravidla excitačně glutamát  CO2 + -aminobutyrát glycin – působí především na inhibiční synapse v míše Patofyziologie: Huntingtonova chorea vzácné, geneticky podmíněné (AD) onemocnění vzniká degenerací neuronů v mozkovém kmeni (přenašeč -aminobutyrát) s poklesem -aminomáselné kyseliny a acetylcholinu převažuje aktivita dopaminu, klinicky je protikladem Parkinsonova syndromu Příznaky: nechtěné trhavé a škubavé pohyby (chorea) intelektuální úpadek (apatie, ztráta paměti, rozum. schopností) emoční poruchy (dráždivost, deprese, vztahovačnost…)

Poruchy funkce nervového systému mohou být jak hypofunkční, tak i hyperfunkční charakter mohou se týkat poruch: a) aferentních signalizací (včetně poruch vědomí a vnímání bolesti) b) zpracování aferentních signálů a přípravy adekvátních reakcí c) efektorových funkcí d) funkcí hypotalamu a autonomního (vegetativního) systému e) poruch duševních činností (kognitivních funkcí – např. paměti) f) poruch spánku Příčinami mohou být: a) změny vnitřního prostředí organizmu (teplota, ionty, kyslík…) b) poruchy samotného NS – vrozené - získané

Vztah aferentního a eferentního systému (bez mozečku)

Poruchy aferentního systému (poruchy čití) součástí je soustava čidel, která přeměňují (kódují) podněty chemické (pO2), mechanické (tlak, napětí) a tepelné v elektrické impulzy přenášené aferentními vlákny do CNS CNS na ně reaguje – bezprostředně (reflexně) komplexně - s využitím automatizmů vrozených i získaných) s využitím předchozích zkušeností Činnost NS se fyziologicky uskutečňuje na základě aferentních signalizace, jen vzácně je spontánní.

Přenos aferentních stimulů Senzorické receptory: exteroreceptory (tlak, teplo, chlad) volná nervová zakončení (bolest) proprioreceptory (napětí a tlak ve svalech, fasciích a kloubech) interoreceptory (vnitřní orgány) Vlákna 2. neuronu  vedoucí bolestivé a termické podněty se kříží na úrovni míšního segmentu Propriocepční a tlakové se nekříží

Kvantitativní a kvalitativní poruchy čití Anestézie – ztráta určitého druhu čití (např. u bolestivých podnětů = analgézie) Hypestézie – snížená citlivost Hyperestézie – zvýšená citlivost Dysestézie – změněné vnímání podráždění (např. dotyk je pociťován jako bolest, chlad jako teplo…) Parestézie – nenormální pocity vnímané bez podráždění zvenčí (mravenčení, pocit zmrtvění, bodání) - vznikají na podkladě současného dráždění jednoho nebo různých druhů aferentních vláken z různých příčin (komprese nervu, ischemizace, intoxikace apod.)

Periferní poruchy aferentního systému Mohou se projevit poruchy všech druhů čití Neuropatie = poruchy struktury a funkce periferních nervů polyneuropatie mononeuropatie Etiologie: Dědičnost Infekce, malignity Poruchy výživy ( B1, B12, B6) DM, intoxikace Kořenový syndrom – kořenová bolest

Centrální poruchy aferentního systému – míšní léze Etiologie: trauma, ichemie, krvácení, autoimunitní, infekční nebo nádorové procesy

Postižení korové části aferentního systému Postižení g. postcentralis (v parietálním laloku) může: vést k monohypestézii HK nebo DK (jemné čití – rozlišování a lokalizace) vyvolat záchvaty senzitivní Jacksonovy epilepsie (s kontralaterálními paresteziemi) stereoagnózie = neschopnost poznat předmět hmatem při neporušené kožní a kloubně-svalové citlivosti (může správně popsat části, ale neurčí, o co jde)

Poruchy somatického eferentního systému Eferentní část NS zajišťuje přiměřenou reakci na podněty ze zevního a vnitřního prostředí prostřednictvím pohybového aparátu (somat. motorický systém) prostřednictvím hl. svalů, myokardu a exokrinních žláz (autonomní-vegetativní NS) Pohyb – složitá funkce vyžadující souhru mezi somatosenzitivním systémem, speciálními smysly, extrapyramidovým a pyramidovým motorickým systémem Různé úrovně pohybové aktivity zahrnují: Reflexní pohyb – míšní úroveň Posturální reflexy a jiné (např. polykání) – mozkový kmen, BG Stereotypní a naučené pohyby – diencefalus, mozk. kmen, mozeček. Cílené volní pohyby – iniciovány motorickou kůrou

Přehled integrované motorické funkce člověka Motorický „pyramidový“ systém se skládá: z centrálního motoneuronu (bb. v g. precentralis mozkové kůry front. laloku) jejichž axony tvoří kortikobulbární a kortikospinální trakt z periferní motorické jednotky - periferním motoneuronem nervosvalovou ploténkou příčně pruhovaným svalem

Symptomy poruch „pyramidového“ motorického systému Hlavním symptomem  porucha činnosti svalů úplná paralýza svalů = plegie (ochrnutí) snížená, ale částečně zachovaná funkce = paréza (obrna) Poruchy se týkají nejen provádění volních pohybů, ale i základního svalového tonu. Může být : trvale snížen = chabá paréza (plegie) zvýšen = spastická paréza (plegie) Hemi – označuje postižení jedné poloviny těla (hemiparéza, hemiplegie)

Poruchy centrálního motoneuronu Postižení způsobí centrální (spastickou) obrnu svalová hypertonie zvýšení šlachových reflexů patologické reflexy (deliberační fenomény – např. reflex Babinského) Generalizované poruchy – ALS - Nemoc se zánikem motorických neuronů vede ke slabosti až paralýze svalů () 2 formy – dědičná (familiární) a získaná

Poruchy periferního motoneuronu Postižení periferního motoneuronu se projeví znaky periferní (chabé) obrny: svalová hypotonie postupná svalová atrofie fascikulace (svalové záškuby) a fibrilace Snížení šlachosvalových reflexů (hyporeflexie, areflexie) Postižení míšních kořenů (radikulopatie) - ložiskové léze (výhřez ploténky, fraktury, nádory, infekce) - Svalová slabost, atrofie a areflexie v dané oblasti Poranění periferních nervů: - způsobuje chabou obrnu

Poruchy nervosvalové ploténky Převod nervového vzruchu na sval může být porušen: na základě útlumu tvorby acetylcholinu při jeho sníženém uvolňování Příčiny: botulismus Látky kompetitivně (kurare) a depolarizačně (sukcinylcholin) blokující Ach receptory Myastenia gravis (viz dříve) Myastenický (Lambertův-Eatonův syndrom) - porušené uvolňování Ach, příčina ?? (paraneoplastický sy)

Extrapyramidový systém Extrapyramidový systém tvoří: bazální ganglia motorická jádra v mozkovém kmeni motorická jádra talamu mozeček U člověka slouží k udržování a modulaci svalového tonu, postoje a polohy BG : řízení směrování, amplitudy, rychlosti a síly mimovolní a volních pohybů Mozeček: opěrná motorika, pohybové stereotypy

Poruchy extrapyramidového systému se projevují: poruchami svalového tonu (rigidita, dystonie) poruchami postoje (flexe trupu a šíje, tendence k pádům) sníženou pohybovou aktivitou (bradykinese, akinese, hypokinese, hypomimie) mimovolními patologickými pohyby (hyperkinese) Poruchy extrapyramidového systému a bazálních ganglií můžeme rozdělit na syndrom: Hypokinetický Hyperkinetický

Hypokinetické syndromy - parkinsonismus Parkinsonismus je charakterizován: hypokineze rigidita třes (klidový) Parkinsonova nemoc Příčina neznámá (toxiny, dědičnost Ztráta dopaminergních neuronů v substantia nigra ( dopaminu) Postižen i autonomní NS (hyperhydrosis, hypotenze, vazomotorická nestabilita, poruchy vyprazdňování…)

Hyperkinetické syndromy Vznikají v důsledku snížení tlumivého působení motorických jader talamu na korové oblasti Huntingtonova chorea mutace genu – huntingtinu – obsahuje sekvence trinukleotidů (CAG) – čím více, tím časnější nástup Tanec sv. Víta postižení striata (následek infekce streptokokem) jeden z příznaků revmatické horečky

Poruchy mozečku Mozeček slouží: k řízení opěrné motoriky k řízení postavení těla a jeho jednotlivých částí ke koordinaci volních pohybů s aktivitou posturálního svalstva Typy poruch při poškození mozečku: poruchy rovnováhy (vzniklé ztrátou kontroly axiálních svalů) hyperkineze (dysmetrie – špatné vyměření pohybu) intenční třes špatná koordinace volních pohybů (ataxie) poruchy stoje svalová hypotonie

Příčiny poškození mozečku různorodá etiologie – intoxikace, poruchy cévního zásobení, neoplastické procesy, vrozené a získané degenerativní změny, poruchy myelinizace Vaskulární příčiny – infarkt mozečku, event. hemoragie - rychlý nástup příznaků (závratě, porucha rovnováhy, bolest hlavy, někdy mozečkový edém..) Nádory mozečku – v kterémkoliv věku Poruchy myelinizace – u sclerosis multiplex a akutní diseminované encefalomyelitidy Spinocerebelární degenerace – např. ataxia teleangiectatica

Poruchy autonomního (vegetativního) nervového systému je převážně eferentní systém, ovlivňující tonus hladkých svalů v cévách a vnitřních orgánech, sekreci exokrinních žláz a aktivitu některých bb. parenchymových orgánů

Hlavní funkce autonomního nervového systému regulaci TK termoregulaci řízení motility GIT řízení motility urogenitálního traktu řízení sekrece exokrinních žláz průsvit bronchů aktivitu některých endokrinních žláz

Neurotransmitery a receptory 2 neuronový systém Neurotransmiterem v synapsi mezi pregangl. a postgangl. neuronem (u sympatiku i parasympatiku)  acetylcholin (nikotin. R) Postgangl. vlákna parasympatiku  acetylcholin (muskarin. R) Postgangl. vlákna sympatiku  NA, A, příp. acetylcholin (,)

Periferní poruchy autonomního systému Příčiny: diabetes, amyloidóza, alkoholismus, poranění, neznámá příčina Projevy: zejména vazomotorické poruchy (vazokonstrikce či dilatace) Důsledky: místní ischemie místní hyperémie lokální zpomalení průtoku krve doprovázené cyanózou lokální edém Např. bolesti hlavy (migrenózní) – podkladem je spazmus cév v oblasti a. carotis interna (serotonin) a následná bolestivá vazodilatace v oblasti a. carotis externa (sympatikus)

Poruchy autonomního systému v míšní oblasti Podráždění krčního sympatiku – mydriázou (rozšířením zornic) exoftalmem (rozšířením oční štěrb.) vazokonstrikcí v obličeji poškození může vyvolat Hornerův syndrom (mióza, enoftalmus, ptóza) Při postižení míchy – míšní centra sakrálního sympatiku  poruchy mikce a defekace

Poruchy autonomního systému na úrovni prodloužené míchy v prodloužené míše jsou uložena vazomotorická centra, centrum pro zvracení, jádro n. vagu…. Syndrom bulbární paralýzy - spojen s poruchami dýchání, srdeční činnosti, žvýkání, polykání a vazomotor. změnami Poruchy vznikají i při nitrolební hypertenzi – viz dále

Cévní mozkové příhody Rozdělení: ischemické – způsobené uzávěrem cévy zásobující mozek hemoragické – prasknutím cévy s vylitím krve do mozku Jedna z nejčastějších příčin smrti (společně s nemocemi srdce a nádorovými onemocněními)

Ischemické příhody krevní céva může být uzavřena embolem trombem Lehčí formy – přechodné (TIA) vznikají krátkodobým přerušením mozkového krevního toku, příznaky dočasné mozkové dysfunkce (do 24 hod) Závažnější – protrahované (PRIND) ústup příznaků do 3 týdnů „Dokončená“ ischemická příhoda (mozkový infarkt) vážná, progredující CMP s trvalou dysfunkcí

Hemoragické příhody Rozdělení: Příčiny: intracerebrální hemoragie – postihuje tkáň mozku (intraventrikulární) subarachnoidální hemoragie – krvácení mezi mozkové pleny (do subarachnoidálního prostoru) subdurální epidurální Příčiny: hypertenze leukemie, nádory DIK, antikoagulační terapie Predispozice: aneuryzma mozkových cév

Poruchy mozkomíšního moku vzniká (400-700 ml/den) v plexus chorioideus, ependymu komor a perivaskulárních prostorech Krevně-likvorová a krevně-mozková bariéry Permeabilita těchto bariér může být patologicky zvýšená (hypoxie, ischemie, infekce, intoxikace) důsledkem může být a) abnormální složení moku b) porucha mozkové funkce

Hydrocefalus = zvětšený objem mozkomíšního moku a rozšíření mozkových komor Rozdělení: obstrukční – vrozený uzávěr - získaný odtokových cest sekreční ( produkce) aresorpční (porucha resorpce) Rozdíly: děti x dospělí Dg. metody: zobrazovací metody (UZ, CT, NMR) lumbální punkce

Mozkový edém = nahromadění vody ve tkáni (obecná reakce na různé škodliviny i přímé poškození) Patogeneticky rozlišujeme 3 typy: vazogenní – důsledkem zvýšené permeability endoteliálních mozk. kapilár cytotoxický (buněčný) – způsobený otokem neuronů, glií i endotelových buněk intersticiální – obstrukce toku mozkomíšního moku Důsledkem: zvětšený objem mozku a vzestup intrakraniálního tlaku Pravidlo Monroa-Kallieho: objem mozku + cév + likvoru = konstanta

Zvýšený intrakraniální tlak průměrný intrakraniální tlak 0,7 – 1,3 kPa (5-10 Torr) Příznaky zvýšeného tlaku: dráždění a. vagu  bradykardie  TK a městnání papily n. opticus myoklonus, křeče bezvědomí, poruchy dechu, selhání oběhu Syndrom konusu Terapie: hyperosmolární roztok (např. manitol) glukokortikoidy (u vazogenního edému)

Epilepsie Epilepsie = označení skupiny poruch způsobujících opakované a spontánní záchvaty Epileptický záchvat - je náhlá porucha mozkové činnosti s poruchami vědomí, křečemi, mimovolními pohyby, vegetativními projevy a změnami na EEG - jde o manifestaci nadměrného a abnormálního el. výboje z mozkových buněk šířícího se v mozkové kůře (převaha vzrušivosti) Příčiny: metabolické, mechanické, idiopatické Rozdělení: primární x sekundární parciální x generalizované absence (petit mal) ton.-klon. (grand mal)

Poruchy vědomí Vědomí = stav, kdy je jedinec v plném bdění, je schopen vnímat a interpretovat podněty a adekvátně na ně odpovídat 2 složky – bdělostní – závisí na aktivitě ARAS (část retikulární formace) - obsahová – vyžaduje funkci mozkové kůry Poruchy vědomí rozdělujeme: Kvantitativní: Kvalitativní: mdloba (kolaps) - omnubilace (mrákotný stav) somnolence - delirium (obluzení) sopor - amence (zmatenost) kóma - somnambulismus (náměsíčnost)

Poruchy spánku Spánek = aktivní děj, při němž biochemická činnost mozkových buněk obnovuje energetický stav mozku a tělesných orgánů Spánkové rytmy se mění (polyfázický – bifázický – monofázický) Střídání bdělosti a spánku – regulováno pacemakerem (nc. suprachiasmaticus hypothalami) Významnou úlohu má melatonin (hormon vylučovaný epifýzou) Non REM (synchronní) x REM (paradoxní) spánek Poruchy spánku: Insomnie (nespavost) Hypersomnie – např. narkolepsie Kvalitativní změny spánku (náměsíčnost, noční děs, spánková apnoe…)

Poruchy kognitivních (rozpoznávacích) funkcí Léze korové oblasti s jednou senzorickou modalitou způsobí ztrátu percepce této modality, ale jiné mohou zůstat zachovány Afázie – porucha pochopení a exprese slov senzorická (Wernickeova) – postižený není schopen interpretovat psaná nebo mluvená slova motorická (Brocova) – pacient vnímá psaný i mluvený projev, ale není schopen ho vytvořit Alexie – porucha čtení Agrafie – porucha psaní Akalkulie – porucha počítání Menší formy – dys – (dyslexie, dysgrafie, dyskalkulie..)

Poruchy paměti (amnézie) Paměť = schopnost organizmu uchovat v mysli důležité informace V procesu zapamatování rozeznáváme 3 fáze: recepci (vštípení) retenci (uchování) reprodukci (výbavnost) Poruchy paměti: anterográdní amnézie retrográdní amnézie Korsakovova psychóza – při chronickém alkoholismu spojeném s deficitem vit. B1 (encefalopatie, retrográdní amnézie s konfabulací)

Demence = rozvrat intelektuální kapacity jedince ( x mentální retardace) Příčiny: - kortikální - subkortikální Časné projevy: - neschopnost řešit problém, pochopit situaci, „zpomalení“ myšlení - selhání paměti a dalších funkcí - poruchy chování, sociální obtíže, …

Demence Alheimerova nemoc Creutzfeldt-Jakobova nemoc degenerativní onemocnění mozku s atrofií mozk. kůry „senilní plaky“ (amyloid) v patogeneze: mutace genuAPP, presenilinu  acetylcholintransferázy příznaky: ztráta paměti, poruchy prostorové orientace, jazykových funkcí, změna osobnosti Creutzfeldt-Jakobova nemoc rychle progredující demence s atrofií mozku (kůra + BG) výskyt prionů Příznaky: změny osobnosti, paměti a intelektu, myoklonus rozvoj vegetativního stavu Variantou je BSE (bovinní spongiformní encefalopatie)