Fejezetek az agy vérellátásának szabályozásából 1.€¦ · • Az USA-ban évente 700 000...
Transcript of Fejezetek az agy vérellátásának szabályozásából 1.€¦ · • Az USA-ban évente 700 000...
Fejezetek az agy vérellátásának
szabályozásából 1.
2016. szeptember 8.
1
A tervezett tematika
• Bevezetés – agyi érbetegségek (Bari F)
• Az agyi vérkeringés vizsgáló módszerei
• Az agyi értónus szabályozása- endotheliális mechanizmusok & az agyi érsimaizom élettana
• Az agyi vérkeringés idegi és humorális szabályozása
• Az agy metabolizmusa és vérellátása
• A vér-agy gát
• A dura mater vérellátásának szabályozása
• Az újszülött agy vérellátása
• Stroke
• A neurovaszkuláris csatolásról
• Az öregedés és a demencia agyi vaszkuláris vonatkozásai
• Vizsga
2
Céljaink:
• Áttekinteni az agyi vérkeringés szabályozó mechanizmusait– Neurális, humorális, miogén
• Képet adni a jelenleg legfontosabbnak tartott kutatási irányokról– Alapkutatások, alkalmazások
• Megismertetni a legfontosabb vizsgáló módszeretekkel, azok elméletével
• Pathofiziológiai vonatkozások: perinatális hipoxiás károsodások
migrén, demencia
3
A stroke-ról
• A harmadik leggyakoribb halálok
• A rokkantság legfontosabb oka
• Stroke után a betegek 53%-a nem tud segítség
nélkül élni
• 12%-ban intézeti elhelyzés kellene 1 év után is
• (Anglia: a biztosítók által finanszírozott ágyak
12%-án stroke-os beteg fekszik
• (az idősek otthonainak lakói 25%-ban stroke
betegek)
4
Mi a stroke?
• „fokális vagy globális neurológiai deficittel
járó állapot, amely 24 óránál tovább áll
fenn vagy halált okoz, és amelynek
hátterében egyéb ok, mint az agyi
érrendszerben kialakult elváltozás, nem
bizonyítható”
5
Az agyi érbetegségekkel
összefüggő halálozások
6
7
8
BNO az egészségügyben használt, a betegségek nemzetközi osztályozására
szolgáló kódrendszer rövidítése.
A nemzetközi szakirodalom a kódrendszert ICD-nek rövidíti
9
10
Stroke előfordulása
Magyarországon
• a stroke prevalenciája meredeken
emelkedik az életkorral,
• a 45–54 éves férfiak 0,5–2%-a, illetve a
nők 0,5–1,5%-a elszenvedett már
életében stroke-ot.
• Az arányok a 65–74 éves korra elérik a
2,5–9, illetve a 1,5–5%-ot.
11
Nagyon jelentős a halálozás veszélye
• Az USA-ban évente 700 000 friss stroke esetet regisztrálnak
• Évente ~150 000 ember hal meg stroke következtében
• A stroke-on átesett betegek száma összesen: kb. 5 400 000
• Magyarországon évente kb. 40-50 000 akut esetet regisztrálnak
• Stroke következtében évente 16 000 ember hal meg.
12
Az agyi érkatasztrófák
kórok szerinti osztályozása
A stroke lehet vérzéses
• Állományvérzéses kb. 10%
• Subarachnoidalis vérzéses kb.5%
(Ez az ún. pókhálóhártya alatti vérzést jelenti.)
Lehet azonban érelzáródásos stroke is
• Ischaemiás stroke kb. 85%
Az orvosi beavatkozás lehetőségei az érelzáródásos stroke esetén a kedvezőbbek.
13
Érelzáródásos stroke felvétele
14
Állományvérzéses stroke felvétele
15
Pókhálóhártya alatti vérzéses stroke
16
Mi az érelzáródás?
Az érelzáródás
megakadályozza,
hogy a vér az agy-
ba áramoljék.
17
A lerakodások elszakadhatnaka helyükről, eljuthatnakaz agyállományba,és megakadályozhatjáka véráramnak az agyba jutását.
18
A stroke gyógyítása ma
• A legnagyobb szerepe nézetünk szerint a megelőzésnek van.
• A másodlagos prevenció is nagyon fontos: szükséges az életmódváltás, a rizikófaktorok egyéni és orvosi kezelése, gyógyszeres terápiával és ha szükséges, sebészeti beavatkozással is. (Pl. preventív érműtét)
• Nagy előrelépést jelent, hogy az akut stroke ellátásban ma már a sürgősségi szemlélet érvényesül.
19
Riasztó adatok:
az 50-es, 60-as években a hazai stroke-halálozás megegyezett az európai átlaggal, addig ma Magyarország az áldozatok számát tekintve az élen áll. Ráadásul ezek az áldozatok átlag 10 évvel fiatalabbak, mint nyugat-európai sorstársaik;
– Az adatok szerint a betegek mindössze 37 százaléka kerül 6 órán belül, és 32 százalékuk 24 órán belül a stroke-betegek ellátására specializálódott osztályokra. Az ideális pedig legfeljebb három óra lenne.
20
• Az 1950-es években a hazai stroke halálozás 140/100.000 lakos körüli értékkel az európai átlaghoz tartozott.
• a 80-as évek második feléig, nemzetközi viszonylatban is kiugró mértékű romlás következett be. Az ekkora elért 240/100.000 lakos értékkel Magyarország Európában a legutolsó helyre került,
• Jelenleg a halálozások aránya 180/100 000 fő, ami még mindig az európai országokban mért agyi éreredetű halálozás kétszerese.
• A nemek közötti megoszlás: a nők esetében a halálozási mutatók lényegesen kedvezőbbek, 120/100.000 fő,
• a 25-54 éves férfi korcsoportokban ez a mutató elfogadhatatlanul magas. Szélütés szempontjából az aktív kereső korú férfi lakosság ma Magyarországon rendelkezik a legrosszabb életkilátásokkal Európában.
• A roncsoló agyvérzés vagy az agytrombózis okozta agykárosodás 30 napon belül mintegy 12-20%-ban, egy éven belül pedig 25-30%-ban vezet halálhoz. A szélütés bekövetkeztétől számított várható élettartam valamennyi szélütéses beteget figyelembe véve 2-3 év. A stroke esetek mintegy 60-70%-a nem a megfelelő profilú osztályra kerül. Itt az akut halálozás mintegy 4%-kal magasabb, ami évi 1000-1500 elkerülhető halálozást jelent.
• Az agyi érbetegségek további következménye az összes eset mintegy 60%-ban megjelenő maradandó egészségkárosodás, ami nemcsak testi tünetekben (pl. mozgáskorlátozottság, beszédképtelenség, nyelésképtelenség) jelentkezik, de az esetek mintegy 20%-ában elbutulás és 40%-ban depresszió is kialakul. Ez az életminőség súlyos romlását idézi elő. Az időskori életminőség romlás legfontosabb tényezője az agyi érbetegségek okozta károsodás. 21
HELSINGBORGI DEKLARÁCIÓ A STROKE ELLÁTÁSRÓL
(2006)
A stroke ellátásának öt fő aspektusát vitatták meg:
• A stroke ellátás megszervezése
• Akut stroke ellátás
• Prevenció
• Stroke-ot követő rehabilitáció
• A kezelésben elért eredmények értékelése és a minőség ellenőrzése
22
Alapkövetelmények
Primer prevenció
Az egész társadalmat átfogó kezdeményezés, hogy megelőzzük, felismerjük, kezeljük
a krónikus betegségek fő rizikófaktorait és meghatározó tüneteit.
Stroke esetében a legfontosabb
a hypertensio
, a dohányzás,
a fizikai aktivitás hiánya,
a pitvarfibrilláció
és a diabetes.
Szekunder prevenció
Minden olyan egészségügyi intézménynek, amely stroke betegek akut fázisban
történő ellátásával foglalkozik, szervezett programmal kell rendelkeznie a szekunder
prevenciós eljárások megkezdésére. Azon egészségügyi szolgáltatóknak, amelyek a
stroke betegek hosszú távú követéséért felelősek (általában háziorvosok), azoknak
szervezett prevenciós programmal kell rendelkezniük az újabb cardiovascularis
események megelőzésére. Azon betegeknél, akik újabb stroke-ot szenvednek, ismét
át kell vizsgálni a háttérben levő okokat, ez a másodlagos prevenció stratégiáját
megváltoztathatja.
23
Életmód változtatások
Társadalmi programokat kell indítani az egészséges életmódra való
ösztönzés céljából, különösen
a dohányzás abbahagyása,
az egészséges étkezés,
a túlsúlyosság és elhízás és az ezt kísérő magas vérnyomás,
magas koleszterinszint és csökkent glükóztolerancia megelőzése és a
rendszeres fizikai aktivitás érdekében.
Ennek megfelelő rendelkezéseket kell hozni minden országban. Ajánlott,
hogy az egészségügyi szolgáltatók személyzete evidenciákon alapuló
módszereket alkalmazzon az egészséges életmódnak a jelenleginél sokkal
nagyobb mértékű elterjesztésére.
Ez magában foglalja a rövid, strukturált tanácsadást és dohányosok
esetén a nikotinhelyettesítő terápiákat. Ezeket a módszereket a primer és
szekunder prevencióban is alkalmazni kell.
24
A megelőzés lehetőségei
• A magas vérnyomás kezelése
• Véralvadásgátlók szedése
• Magas koleszterintszint gyógyszeres csökkentése
• Preventív érműtétek (Általában 70%-nál nagyobb mértékű szűkületnél kerül szóba.)
25
A magas vérnyomás a legnagyobb rizikó
26
A magas vérnyomás kezeléseHazánk a világ élvonalában van a megfelelően beállított betegek
arányát tekintve
27
Újszülöttkori agyérbetegségek
• évente a világon 5 millió gyermek hal meg
újszülött korban, és ezen belül 1 millió a
szülés közben elszenvedett oxigénhiányos
állapot (asphyxia) miatt
• Neurológiai károsodások
• Agyi vérkeringés szabályozása-
neuroprotekció
28
Az élet másik végén
Az idős betegek agyi erei (a koponyán belüli
erei) elmeszesednek, az erek
alkalmazkodóképessége,
áteresztőképessége csökken, kis gócok
alakulnak ki az agyállományban. Ennek lehet
következménye a feledékenység, a szédülés,
a fülzúgás, a fejfájás.
29
Nagy populáció, gondos statisztikai
elemzés:
ismert, befolyásolható rizikófaktorok
• hipertenzió (6x kockázat), antihipertenzív terápia 40% kal ↓
• dohányzás (2x) egy éven belül 40%, 5 év után normális
• diabetesz független kockázati tényező (2-6X), hipertenzió és glükóz
szint-mikrovaszkuláris elváltozások (inzulin tolerancia)
• Aszimptotikus karotisz szűkület (férfi 10%, nő 7%)
• Pitvar fibrilláció (Warfarin 68% ↓, aszpirin 23%)
• elhízás
• Hiperlipidémia (2-3x), statinok 20-30% ↓
• Életkor
• Nem (ffi: 93 vs nő 79/100 000)
• Genetikai prediszpozíció + szinergista hatások30
31
A stroke-kal kapcsolatos tudományos közlemények
alakulása a nemzetközi szakirodalomban
1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015
"S
tro
ke" k
özle
mén
yek s
zám
a
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
32
Mi az, amit kutatnak
• Update on the Genetics of Stroke and Cerebrovascular Disease (ischemic stroke no single locus-genetic markers for complex diseases: coronary artery disease, type-2 diabetes etc)
• Advances in Emerging Therapies (free radical traping agent-animal studies+, human trials-; proteolysis:desmoteplase – number of patients? And follow up iv vs. intra art. Administration, stenting devices)
• Advances in Prevention and Health Services Delivery (primary and secondary prevention- anticoagulation therapy atrial fibrillation, aspirin, warfarin- TIA followed by stroke)
• Advances in Critical Care and Emergency Medicine (front line in the battle against stroke-time window tPA)
• Advances in Health Policy (Stroke prevention and treatment, stroke guidelines)
33
Advances in Interventional Neuroradiology (intracranial angioplasty and
stenting, aneurisms, vasospasms etc)
Advances in Stroke Regenerative Medicine (reprograming fibroblast to
make stem cells, Epo, VEGF etc)
Advances in Imaging (stoke diagnosis, management, CT, MRI, fMRI)
Advances in Vascular Cognitive Impairment
Advances in Population Studies
Advances in Neuronal Cell Death
Advances in Emerging Nondrug Therapies for Acute Stroke
34
Néhány téma a számok tükrében:
• Ion csatornák és az agyi artériák:
– 259 cikk
Edvinsson L, Uddman R. Neurobiology in primary headaches. Brain Res Brain Res Rev. 2005 Jun;48(3):438-56.
• Az agyi erek simaizma:
– 1258 cikk
Wilkerson MK, Heppner TJ, Bonev AD, Nelson MT. Inositol Trisphosphate Receptor Calcium Release is Required for Cerebral Artery Smooth Muscle Cell Proliferation. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2005 Aug 19;
• Az agyi erek endotheliuma:
– 6301cikk
Weksler BB, Subileau EA, Perriere N, Charneau P, Holloway K, Leveque M, Tricoire-Leignel H, Nicotra A, Bourdoulous S, Turowski P, Male DK, Roux F, Greenwood J, Romero IA, Couraud PO. Blood-brain barrier-specific properties of a human adult brain endothelial cell line. FASEB J. 2005 Sep 1;
• Agyi metabolizmus és agyi vérkeringés:
– 12518 cikk
Nishikawa T. Metabolism and Functional Roles of Endogenous D-Serine in Mammalian Brains. Biol Pharm Bull. 2005;28(9):1561-1565.
• A vér agy gát:
– 19628 cikk
Kuribayashi M, Wang J, Fujiwara O, Doi Y, Nabae K, Tamano S, Ogiso T, Asamoto M, Shirai T. Lack of effects of 1439 MHz electromagnetic near field exposure on the blood-brain barrier in immature and young rats. Bioelectromagnetics. 2005 Sep 2;
• Stroke:
– 95297 cikk
Nys GM, van Zandvoort MJ, Algra A, Kappelle LJ, de Haan EH. Cognitive and functional outcome after intravenous recombinant tissue plasminogen activator treatment in patients with a first symptomatic brain infarct. J Neurol. 2005 Sep 12; 35
Az előzmények
Sherrington 1932-ben kapott orvosi Nobel-díjat
1905-ben, Carl Wiggers az Am. J. Physiol.-ban a
következőt írta „Perhaps no other organ of the body
is less adapted to an experimental study of its
circulation than the brain”
””These facts seem to us to indicate the existence of an automatic
mechanism by which the blood-supply of any part of the cerebral tissue
is varied in accordance with the activity of the chemical changes which
unlderlie the functional action of that part”
36
Az emberi agy vérellátásának jellemzői
• Az agy a test tömegének ~ 2%-a (1400-1500
g)
• A rajta átfolyó vér mennyisége 700 -750
ml/perc (a szív által kipumpált vér ~15%-a)
• test teljes O2 felhasználásának 20% -át
fogyasztja• 3x annyi oxigént kap, mint amennyit felhasznál (35%
extrakció)-
• 7x annyi glükózt-először hipoxia alakul ki
37
Az agynak nagy a metabolikus aktivitása
test teljes O2 felhasználásának 20% -át fogyasztja
a KIR nagyon keveset tud tárolni- a vérből kell biztosítani
a KIR-ben nincs vagy alig van anaerob metabolizmus- glikogén
raktár alig
a neuronok anyagcseréje nagy és gyors-
pumpák és ionáramok fenntartása
hatalmas az ATP igény
kicsi a max és min vérellátás közötti hányados
3x annyi oxigént kap, mint amennyit felhasznál (35%
extrakció)-
7x annyi glükózt-először hipoxia alakul ki
a vérellátás zavara
4-8 sec- öntudatvesztés
5-10 perc után irreverzibilis károsodások38
kompartmentek
88% agyszövet
8% liquor
4-5% vér
együttesen a koponyaűrt kitöltik
Monroe-Kelly elv
bármely kompartment változása hatással van a többire
az intrakraniális nyomás jelentősége
Az effektív perfúziós nyomás- Peff= MAP-ICP
minimálisan 50 Hg mm-nek kell lenni
lehetőleg ennél magasabb 70-80 Hgmm a kívánatos
a vénás áramlás gátolt- fokozódik az ICP
ördögi kör39
Az agy artériás rendszere
40
Az emberi agy érhálózata
Zlokovic and Apuzzo: Neurosurgery, 43.: 877-878 1998.
Az agytérfogat 25-30%-át az erezet képezi
A kapillárisok 6-7μm átmérő, egymástól 40 μm –re
összes hosszuk ~650 km
41
Az ereket belülről egymáshoz szorosan
illeszkedő sejtek (endothelium) borítják
az emberi agyban összfelülete ~12 m2
funkciója: a védelem (vér-agy gát), a szelektív
átjárhatóság, szabályozott folyadék és
anyagtranszport
42
Mit mérünk, ha az agy
véráramlását mérjük ?
1. Ér átmérőt és áramlást (elektromágneses érzékelő)
2. Agyi véráramlást (be- és ki)
3. Agyi vértérfogatot
4. Az agyon átfolyó vér oxigenizáltságát
5. Az agy glükóz metabolizmusát
6. Az agy oxigén metabolizmusát
43
Az agyi vérkeringésre vonatkozó korai vizsgálatok
• Paul Broca, 1861: első sorban a beszéddel kapcsolatos vizsgálatai során hőmérőkkel mérte a koponya hőmérsékletét (6 vagy több higanyos hőmérő) 1-3 C-os emelkedést mért (epilepszia, agyvérzés stb. kapcsán)- termo encefalográfia
• Angelo Mosso, 1881: koponya sérülteket vizsgált és nézte a pulzálást- arra következtetett, hogy az agyi vérkeringés az idegi aktivitással együtt változik
• DDirekt mérések szinte lehetetlenek:
44
Az agyi vérkeringésre vonatkozó
korai vizsgálatok
Roy and Sherrington, 1890: alapvető megfigyelés- a neurovaszkuláriscsatolás metabolikus teóriája
Leonard Hill , 1896: kiváló fiziológus arra a következtetett,hogy nincs összefüggés az agy aktivitása és az agyi vérkeringés között
John Fulton, 1928: egy beteg látókérgét tudta hallgatózással megfigyelni és ha vizuális stimulációt alkalmaztak, akkor nagyobb volt a zörej (arteriovenózusmalformáció és turbulencia)
Kety, 1955: kifejlesztette az első olyan módszert, amellyel kvantitatív méréseket
lehetett végezni emberen (véráramlás és metabolizmus)
Ingvar & Risberg, 1965: bebizonyították, hogy embereben az agyi aktivitás lokális véráramlás változással jár
45
46
47
Módszerek
• Mikroszkópia (érátmérő)
• Inert gázok (kimosódás)
• Doppler eljárások (carotis,
trascraniális)
• Radioaktív jelölés
(felhalmozódás)
• CT (érzékeny fénykép)
• MRI (folyadék terek)
• SPECT (izotóp)
• PET
Louis Sokoloff
48
Diffúzibilis nemesgázok
49
A piális és a parenchia ereinek
átmérője (intravitális mikroszkópia)• Állandó perfúziós nyomás- érátmérő 4. hatványa
• Agyi ablak technika
• Zárt és nyitott ablak
• Előnyök és hátrányok
Mi figyelhető meg: érdenzitás - artériák, vénák száma, nagysága, szögek, elágazások, színek (oxigén extrakció)
Szisztémás hatásokra bekövetkező változások (pl. hipo-vagy hipertenzió, hypoxia, hypercapnia, asphyxia)
Lokális hatások
Mesterséges cerebrospinális folyadék (ionösszetétel, gázösszetétel, pH stb)- lokálisan ható gyógyszerek
50
51
Ischaemiát követően gátolt a
hypercapnia agyi értágító hatásaA
zé
rátm
érő
vá
lto
zá
sa
(%
)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
10% CO2
5% CO2
kontroll 1 ó 2 ó 4 ó
Ischaemia után
*
*
**
*
*
*
*
*
52
250 µm
100
120
140
160
5 10 15 20 25
100
120
140
160
min
10 mol/LNMDA
100 mol/LNMDA
50 mol/LNMDA
(m)
Az NMDA az agykérgen dózis-függő
értágulatot hoz létre
53
Angiográfia
1927 óta ismert az orvoslásban
1 mm körüli érátmérőig
Időbeli felbontás 1 s
Sugárterhelés!!!
Ma már gyakran computer tomográfia
angiográfia
54
The cerebral angiogram
of an 87-year-old man
with acute onset left
hemiplegia.
A: preoperatively,
middle cerebral artery
occlusion (no collateral
supply)
B: after intra-arterial
thrombolysis. One
segment has
recanalized with
restoration of blood flow
to the superior division,
but a persistent
occlusion in the inferior
division
Cerebral Angiography – Case
Report
short arrow: right internal carotid artery
long arrow: middle cerebral artery
arrowhead: anterior cerebral artery 55
Cerebral Angiography – Case
Report
short arrow: left vertebral artery
long arrow: basilar artery
arrowhead: posterior inferior cerebellar
arteries
white arrow: posterior cerebral arteries
white arrowhead: superior cerebellar
arteries
The cerebral
angiogram of a 67-
year-old woman
presenting with
acute onset
unresponsiveness
and quadriparesis.
A: occlusion at the
mid-basilar level
with absent flow to
the distal basilar
artery as well as the
distal branches of
the basilar arteryB: post-thrombolysis, complete
recanalization of the basilar artery 56
CT angiogramm-részletesen (3D vizsgálhatók az
agyi erek)
Lent carotis aneurizma
57
Ér malformáció
58
Vazospazmus
angiográfiás képe
A véráramlás
sebességének
meghatározása
59
Hogyan tehetők láthatóvá az
erek• A mágneses tulajdonság alapján a
kontrasztanyag lehet paramágneses és ferromágneses. A paramágneses kontrasztanyagok makromolekulákhoz kötött gadolínium (Gd) tartalmú kelátok (az első, kereskedelmi forgalomban kapható kontrasztanyag a Gd-DTPA)
• jódtartalmú röntgen kontrasztanyag. Az erekbe fecskendezve a vérárammal eloszlik a szervezetben. A jód elnyeli a röntgen sugarakat, és ezáltal megjeleníti az ereket, valamint a vérrel ellátott belső szerveket.
60
MCA Stenosis
61
Computer tomográfia (CT)
• Röntgen képekből (sík vetületekből)
rekonstruálja az anatómai viszonyokat
• Xenon-segítségével fokozhatók a
kontrasztok
Xenon-enhanced Computed Tomography
(XeCT)
62
A diagnosztika fizikai háttere
• Legyen akkor CTA komputertomográfia (Computed [Axial] Tomography, CT vagy
CAT) a szakirodalomban gyakran számítógépes
tomográfia a radiológiai diagnosztika egyik ága. A tomográfia szó a
szeletelésre utal. A tomográfiás felvételeken a vizsgálat tárgya
képzeletbeli szeletekre bontva látható.
1979-ben Allan M. Cormack és Godfrey N. Hounsfield orvosi Nobel-
díjat kaptak a komputertomográfia kifejlesztésért
Sík vetületek.
A CT elve: a vetületekből
Rekonstruálható a mátrix
63
CT angiográfia
• Röntgen sugarakat használ az artériásés vénás vérkeringés vizualizálására
• Rétegfelvételek készülnek, amelyből lehetséges a 3 dimenziós térben a rekonstrukció
• Pontos anatómiai kép kapható (érátmérők meghatározható, a környező lágy szövetrészek és csontos struktúrák is láthatók)
64
CT Angiográfia
Előnyei
• Az anatómiai
részletek mindennél
jobban
megjeleníthetők (jobb
mint az ultrahang,
vagy MRA)
Hátrányai
• Indikátor anyag
(vesebetegségek
vagy súlyos dianbetes
mellitus)
• Allergiás reakció
lehetősége
• Sugárterhelés
65
A CT felvételen
látható
diagnosztikus
jellegű eltérések
Szubdurális hematóma
az agyalapon, kiterjed a
felső konvexitásig,
továbbá megfigyelhető
az intehemiszferikus
térben, a jobb kamra
minimálisan
összenyomódott,
fejtraumára utaló jelek
(törés nincs)
66
CT és az agyi erek
Agyvérzés CT képe(a nyilak jelzik az stroke-határát (kontrasztanyaggal)
Ugyanez színkódolva (minél pirosabb annál kevesebba vér)
67
133Xenon és normál CT
68