Metabolismus mozku. Likvor. František Duška

Přehled Metabolismus mozku Hematoencefalická bariéra Mozkomíšní mok energetický metabolismus odstraňování amoniaku Hematoencefalická bariéra Mozkomíšní mok

Metabolismus mozku (kromě metabolismu neurotransmiterů – příští přednáška) Energetický metabolismus mozku Odstraňování amoniaku

Energetický metabolismus mozku 2% tělesé hmotnosti, 20% energie GLUKÓZA je hlavním substrátem denní spotřeba 120g adaptované hladovění (3 týdny): oxidace ketolátek kryje až 50% energetické potřeby

What´s the first thing that happens when you think? Excitatory firing  Glu uptake by glia  Na+ influx  ATP consumption by Na-K-ATPase  activation of glycolysis  lactate transported to neurons Local increase in lactate increases blood flow Excitotoxity = excesive Glu release epilepsy, traumatic brain injury Na+ and Ca2+ IC accumulation  swelling

Funkční zobrazení mozku PET = positron emission tomography 18F-2-deoxy-2-fluoroglukóza vychytávána glií, forforylována, ale dále už se nemetabolizuje aktivní oblasti mozku se takto zobrazí

Functional imaging: PET

Vychytávání kyslíku Mozek: 20% spotřeby O2 v těle Orgán vůbec nejcitlivější k hypoxii 5 min zástavy oběhu může způsobit nevratné změny závislost na teplotě Klinické použití: oxymetrie v jugulárním bulbu tkáňové pO2

Metabolismus amoniaku v mozku NH3 je tvořen jako odpadní produkt deaminací (GlnGlu, Glu2-OG atd.) Metabolismus: Glutamin syntetasa: NH3 + Glu  Gln Gln je matabolisován v játrech a ledvinách Toxicita amoniaku: NH3 + 2OG + NADH  Glu + NAD+ Krebsův cyklus inhibován: 2-OG deplece nadbytek Glu, excitotoxicita

Metabolismus amoniaku Klinické korelace: porucha jater ovlivňuje funkce CNS princip: insuficientní syntéza močoviny  akumulace NH3 neurotoxicita Jaterní encefalopatie: st.I-IV Fulminantní selhání jater (např. otrava paracetamolem) ohrožuje život též ICP

Hematoencefalická bariéra

Hematoencefalická bariéra Historie: 19. století, Ehrlich: i.v. anilinové barvivo obarví všechny orgány kromě mozku 1960: morfologie objasněna elektronovou mikroskopií Funkce: selektivita HEB chrání mozek

Hematoencefalická Morfologie: endotel, BM, astrocyt

Selektivita hematoencefalické bariéry Volná permeabilita (pasivní difuse): malé molekuly: H2O, O2, CO2, NH3, etanol lipofilní látky: steroidní hormony Selektivní transportéry (facilit. difuse, akt. tr.) glukóza: GLUT-1 aminokyseliny Pinocytóza

Oblasti mozku mimo HEB Chemorecepční zóny, kde mají neurony možnost kontrolovat složení krve Zahrnují: Subfornikální orgán: osmoreceptory, regulují sekreci ADH OVLT: dtto, žízeň Area postrema: chemoreceptory, centrum zvracení

HEB – klinický význam Infekce CNS: Kernikterus: Parkinsonova nemoc: HEB brání průniku nejen infekce, ale i protilátek a antibiotik Kernikterus: hyperbilirubinemie poškozuje mozek novorozence, ale nikoli dospělého Parkinsonova nemoc: =nedostatek dopaminu v bazálních gangliích nelze léčit dopaminem (neprojde HEB), užívá se prekurzor: L-DOPA

Mozkomíšní mok Funkce a cirkulace Odběr a laboratorní vyšetření likvoru

Mozkomíšní mok Objem = 150 ml, denní produkce = 500ml Funkce: mechanická ochrana distribuce neuroendocrinních působků „pufr objemu“: pomáhá regulovat ICP pokud naroste objem mozkové tkáně (Monroe-Kellyova doktrína: V-likvor+V-kerv+V-mozk.tkáň = konst.)

Normální složení likvoru Metabolit Likvor Serum Na+ 154 mM 140 mM Cl- 122 mM 103 mM HCO3- 22 mM 24mM Glukóza 3,3 mM 5 mM Laktát 1.6 mM 1 mM Protein 0,35 g/l 70 g/l IgG 0,0018 g/l 12g/l Likvor normálně neobsahuje buňky (norma: do 5 leukocytů/l)

Odběr likvoru pro dg. účely Lumbální punkce (vzácně: suboccipitální) 4 vzorky (2 ml): biochemie: ionty, Glc, lac, proteiny vč. ELFO cytologie bacteriologie: kultivace či PCR 1 záložní vzorek do 4°C

Likvor v diagnostice Infekce CNS Degenerativní nemoci bacteriální meningitis: hnisavý likvor, WBC, glukóza,  lac virová meningitis: málo buněk,  protein Degenerativní nemoci oligoclonální pruhy u roztroušené sklerózy ostatní Hematologické malignity leukemické buňky infiltrují CNS