Fejezetek az agy vérellátásának szabályozásából fejezetek 2

Átírás

1 Fejezetek az agy vérellátásának szabályozásából 2.

2 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/ ) Genetikai prediszpozíció + szinergista hatások kedd, október 4. 2

3

4 A stroke-kal kapcsolatos tudományos közlemények alakulása a nemzetközi szakirodalomban "Stroke" közlemények száma

5 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)

6 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

7 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 Jun;48(3): 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 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 Sep 1; Agyi metabolizmus és agyi vérkeringés: cikk Nishikawa T. Metabolism and Functional Roles of Endogenous D-Serine in Mammalian Brains. Biol Pharm Bull. 2005;28(9): A vér agy gát: 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 Sep 2; Stroke: 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 Sep 12;

8 Pubmed-szerint ( az utóbbi héten megjelentek közül 1: George MG, Tong X, Kuklina EV, Labarthe DR. Trends in stroke hospitalizations and associated risk factors among children and young adults, Ann Neurol Sep 2. doi: /ana [Epub ahead of print] PubMed PMID: 2: Szczepanska-Szerej A, Kurzepa J, Wojczal J, Stelmasiak Z. Simvastatin Displays an Antioxidative Effect by Inhibiting an Increase in the Serum 8-Isoprostane Level in Patients With Acute Ischemic Stroke: Brief Report. Clin Neuropharmacol Sep 2 3: Tse LA, Fang XH, Yu IT, Qiu H, Wang WZ. Residual beneficial effects after a 3-year integrated intervention on stroke in china: a 10-year prospective follow-up. J Hypertens Sep 3. [Epub ahead of print] PubMed PMID: : Su CH, Young YH. Disorders Affecting the Fourth Ventricle: Etiology and Clinical Correlates. Otol Neurotol Sep 3. [Epub ahead of print] PubMed PMID: : John LJ, Devi P, John J, Arifulla M, Guido S. Utilization patterns of central nervous system drugs: A cross-sectional study among the critically ill patients. J Neurosci Rural Pract Jul;2(2): PubMed PMID: : Adrienne C, Manigandan C. Inpatient occupational therapists hand-splinting practice for clients with stroke: A cross-sectional survey from Ireland. J Neurosci Rural Pract Jul;2(2): : Mazza A, L'erario R, Ravenni R, Montemurro D, Amistà P, Aggio S, Zanon F. Intermittent Broca's aphasia management in an emergency unit: from theory to practice. Neurol Sci Sep 7. [Epub ahead of print] PubMed PMID: : Löhrer L, Vieth V, Nassenstein I, Hartensuer R, Niederstadt T, Raschke MJ, Vordemvenne T. Blunt cerebrovascular injuries in acute trauma care: a screening protocol. Eur Spine J Sep 6. [Epub ahead of print] PubMed PMID: : Ali SB, Moosang M, King L, Knight-Madden J, Reid M. Stroke recurrence in children with sickle cell disease treated with hydroxyurea following first clinical stroke. Am J Hematol Jul 19. doi: /ajh [Epub ahead of print] PubMed PMID: kedd, október : Choi KY, Chang K, Pickel JM, Badger JD 2nd, Roche KW. Expression of the metabotropic glutamate receptor 5 (mglur5) induces melanoma in transgenic mice. Proc Natl Acad Sci U S A Sep 6. [Epub ahead of print

9 Saját dolgainkról: 1:Institoris A, Snipes JA, Katakam PV, Domoki F, Boda K, Bari F, Busija DW. Impaired vascular responses of insulinresistant rats after mild subarachnoid hemorrhage. Am J Physiol Heart Circ Physiol Jun;300(6):H :Hugyecz M, Mracskó E, Hertelendy P, Farkas E, Domoki F, Bari F. Hydrogen supplemented air inhalation reduces changes of prooxidant enzyme and gap junction protein levels after transient global cerebral ischemia in the rat hippocampus. Brain Res Aug 2;1404: :Domoki F, Oláh O, Zimmermann A, Németh I, Tóth-Szűki V, Hugyecz M, Temesvári P, Bari F. Hydrogen is neuroprotective and preserves cerebrovascular reactivity in asphyxiated newborn pigs. Pediatr Res Jul 22. [Epub ahead of print] PubMed PMID: : Farkas E, Bari F, Obrenovitch TP. Multi-modal imaging of anoxic depolarization and hemodynamic changes induced by cardiac arrest in the rat cerebral cortex. Neuroimage Jun;51(2): : Mracskó E, Hugyecz M, Institóris A, Farkas E, Bari F. Changes in pro-oxidant and antioxidant enzyme levels during cerebral hypoperfusion in rats. Brain Res Mar 19;1321:13-9. Epub 2009 Dec 5. PubMed PMID: : Domoki F, Kis B, Gáspár T, Snipes JA, Bari F, Busija DW. Rosuvastatin induces delayed preconditioning against L- glutamate excitotoxicity in cultured cortical neurons. Neurochem Int Feb;56(3): Epub 2009 Nov 17. PubMed PMID: ; PubMed Central PMCID: PMC : Farkas E, Obrenovitch TP, Institóris A, Bari F. Effects of early aging and cerebral hypoperfusion on spreading depression in rats. Neurobiol Aging Oct 31. [Epub ahead of print] PubMed PMID: : Lenti L, Domoki F, Gáspár T, Snipes JA, Bari F, Busija DW. N-methyl-D-aspartate induces cortical hyperemia through cortical spreading depression-dependent and -independent mechanisms in rats. Microcirculation Oct;16(7): P. kedd, október 4. 9

10 Az előzmények Sherrington 1932-ben kapott orvosi Nobel-díjat 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 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 fejezetek brain 2

11 Az emberi agy vérellátásának jellemzői Az agy a test tömegének ~ 2%-a ( g) A rajta átfolyó vér mennyisége ml/perc (a szív által kipumpált vér ~15%-a) test teljes O 2 felhasználásának 20% -át fogyasztja 3x annyi oxigént kap, mint amennyit felhasznál (35% extrakció)- 7x annyi glükózt-először hipoxia alakul ki

12 Az agynak nagy a metabolikus aktivitása test teljes O 2 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 gyorspumpák 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 károsodások kedd, október 4. 12

13 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- P eff = MAP-ICP minimálisan 50 Hg mm-nek kell lenni lehetőleg ennél magasabb Hgmm a kívánatos a vénás áramlás gátolt- fokozódik az ICP kedd, október ördögi kör

14 Az agy artériás rendszere

15 Az emberi agy érhálózata Az agytérfogat 25-30%-át az erezet képezi A kapillárisok 6-7μm átmérő, egymástól 40 μm re összes hosszuk ~650 km Zlokovic and Apuzzo: Neurosurgery, 43.:

16 Az ereket belülről egymáshoz szorosan illeszkedő sejtek (endothelium) borítják az emberi agyban összfelülete ~12 m 2 funkciója: a védelem (vér-agy gát), a szelektív átjárhatóság, szabályozott folyadék és anyagtranszport

17 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

18 Módszerek Mikroszkópia (érátmérő) Inert gázok (kimosódás) Doppler eljárások (carotis, trascraniális) Radioaktív jelölés (felhalmozódás) CT (érzékeny fénykép) MRI (folyadék terek) SPECT (izotóp) PET Louis Sokoloff

19 Diffúzibilis nemesgázok

20 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. hipovagy hipertenzió, hypoxia, hypercapnia, asphyxia) Lokális hatások Mesterséges cerebrospinális folyadék (ionösszetétel, gázösszetétel, ph stb)- lokálisan ható gyógyszerek

21

22 Ischaemiát követően gátolt a hypercapnia agyi értágító hatása 40 5% CO 2 Azérátmérő változása (%) * * * * * * * 10% CO 2 * * kontroll 1 ó 2 ó 4 ó Ischaemia után

23 Az NMDA az agykérgen dózis-függő értágulatot hoz létre (µm) µmol/l NMDA 50 µmol/l NMDA 100 µmol/l NMDA µm min

24 Angiográfia 1927 óta ismert az orvoslásban 1 mm körüli érátmérőig Időbeli felbontás 1 s Sugárterhelés!!! Ma már gyakran computer tomográfia angiográfia

25 CT angiogramm-részletesen (3D vizsgálhatók az agyi erek) Lent carotis aneurizma

26 Ér malformáció

27 Vazospazmus angiográfiás képe A véráramlás sebességének meghatározása

28 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.

29 MCA Stenosis

30 Computer tomográfia (CT) Röntgen képekből (sík vetületekből) rekonstruálja az anatómai viszonyokat Xenon-segítségével fokozhatók a kontrasztok Xenon-enhanced Computed Tomography (XeCT)

31 A diagnosztika fizikai háttere Legyen akkor CT A 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 ben Allan M. Cormack és Godfrey N. Hounsfield orvosi Nobeldíjat kaptak a komputertomográfia kifejlesztésért Sík vetületek. A CT elve: a vetületekből Rekonstruálható a mátrix fejezetek 2

32 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)

33 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

34 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)

35 CT és az agyi erek Agyvérzés CT képe(a nyilak jelzik az stroke-határát (kontrasztanyaggal) Ugyanez színkódolva (minél pirosabb annál kevesebba vér)

36 133 Xenon és normál CT

37 Mikroszférák Fick féle hígítási elv Megakadnakfelhalmozódnak Radioaktív színes

38 Mikroszférák felhasználási lehetőségei Minden szín (izotóp) 1 esemény 4 szín (vagy izotóp) 4 állandósult állapot: kontroll beavatkozás 1 beavatkozás 2 beavatkozás 3 (új alap) Gyógyszer bejuttatás (ph függő felszabadulás, pl. tumor)

39 Ultrahangos vizsgáló eljárások a. cerbri media (58 cm/sec) és súlyos vazospazmus disztális M2 szegmentumban (200 cm/sec). fejezetek 2

40

41 Transzkraniális Doppler (TCD) A TCD előnyei: nem-invaziv Ágy mellett elvégezhető Könnyű megismételni (akár folyamatos monitorozás is lehetséges) Általában olcsóbb mint az egyéb vizsgáló módszerek Nem kell kontrasztanyagot használni - nincs allergiás reakció-alig van kockázata A TCD határai: Az intracraniális erek közül a nagyerek vizsgálhatók a segítségével Indirekt vizsgálat (abnormális hullámkarakterisztikák)alapján következtetünk proximális hemodinamikai eltérérésekre (stenosis) vagy disztális elzáródásra Speciális körülmények között igen hasznos

42 Ultrahangos ablakok 4 lehetőség van Transtemporal Transorbital Suboccipital Transforamenal Submandibular

43 Arteriogram: az a. carotis internában nagy fokú szűkület látható

44 Transcranialis Doppler vizsgálat során megfigyelhető érszakaszok

45 MCA Stenosis