Патфіза / Pat neurо 3

13

ПОРУШЕННЯ ІНТЕГРАТИВНОЇ ФУНКЦІЇ

ЦЕНТРАЛЬНОЇ НЕРВОВОЇ СИСТЕМИ.

Визначна роль ЦНС, в першу чергу, полягає у аналізі і інтеграції всієї інформації, яка надходить із зовнішнього і внутрішнього середовища.

О с о б л и в о с т і діяльності ЦНС вимагають і певних особливостей енергетичного обміну:

1) Основним енергетичним субстратом для ЦНС є глюкоза. Саме цим пояснюється той факт, що в умовах гіпоглікемії насамперед страждає головний мозок.

2) Висока інтенсивність аеробного гліколізу. Навіть в аеробних умовах 15% глюкози перетворюється в молочну кислоту (ослаблений ефект Пастера). Це свідчить про високу інтенсивність роботи іонних насосів, які використовують АТФ, яка утворюється в реакціях гліколізу.

3) Висока інтенсивність споживання кисню. У стані спокою головний мозок використовує 20% кисню, який надходить в організм. Інтенсивність споживання кисню нейронами в 6-7 разів є вищою, ніж споживання кисню клітинами нейроглії.

4) Сталість високого рівня енергетичного обміну. Високі енергетичні потреби головного мозку практично не змінюються в стані спокою і при напруженій діяльності мозку.

5) Надзвичайно висока чутливість головного мозку до зменшення енергозабезпечення. Цей орган є найбільш чутливим до гіпоксії. Зменшення споживання кисню тканинами головного мозку на 20% нижче норми викликає втрату свідомості.

Порушення інтегративних функцій ЦНС обумовлюється:

1) Порушенням електрофізіологічних процесів.

2) Порушенням нейрохімічних процесів, які забезпечують міжнейронну взаємодію.

3) Ушкодженням нейронів.

4) Ушкодженням клітин нейроглії.

Порушення електрофізіологічних процесів супроводжується наступними змінами:

а) змінами мембранного потенціалу - потенціалу спокою (ПС). При деполяризації (зменшенні мембранного потенціалу) збудливість нейронів збільшується, а при гіперполяризації (збільшенні мембранного потенціалу) - зменшується;

б) змінами порогового потенціалу (критичного потенціалу деполяризації), коли виникає потенціал дії (ПД). Якщо величина порогового потенціалу наближається до рівня ПС, то збудливість нейронів збільшується, і навпаки, віддалення порогового потенціалу від ПС приводить до зменшення збудливості;

в) змінами характеру ПД (тривалості, амплітуди, частоти) - розвитком відносної і абсолютної рефрактерності;

г) порушеннями проведення електричних імпульсів по нервових провідниках.

В и д і л я ю т ь наступні групи причин і механізмів зазначених електрофізіологічних змін:

1) Зміни позаклітинної концентрації катіонів.

а) Іони К⁺ - визначають рівень ПС. При збільшенні позаклітинного вмісту K⁺ відбувається деполяризація мембрани і збудливість нейронів зростає. Зменшення концентрації К⁺ в позаклітинному просторі, навпаки, викликає гіперполяризацію мембрани - зменшення збудливості нервових клітин.

б) Іони Са²⁺ - визначають рівень порогового потенціалу мембрани нейронів, впливаючи на стан Na-каналів. При гіперкальціємії пороговий потенціал віддаляється від рівня ПС (стає більш позитивним), в результаті чого збудливість нервових клітин знижується. Гіпокальціемія викликає протилежний ефект - наближення граничного потенціалу до рівня ПС і, відповідно, збільшення збудливості нейронів (клінічно появляється судомами - тетанія).

в) Іони Na⁺ - визначають розвиток ПД. В умовах in vitro при виведенні Na⁺ з позаклітинного середовища ПД не виникає. In vivo вміст позаклітинних іонів Na⁺ змінюється в невеликих межах. При таких змінах на перший план виступають порушення електрофізіологічних процесів, які обумовлюються зрушеннями осмотичного тиску: збільшення позаклітинної концентрації Na⁺ → збільшення осмотичного тиску → зневоднювання нейронів → збільшення внутрішньоклітинної концентрації К⁺ (ефект концентрування) → збільшення ПС → зменшення збудливості. І навпаки, зменшення позаклітинної концентрації Na⁺ → зменшення осмотичного тиску → набряк нервових клітин → зменшення внутрішньоклітинного вмісту K⁺ (ефект розведення) → зменшення ПС → збільшення збудливості.

2) Порушення провідності іонних каналів. У розвитку розладів електрофізіологічних процесів у нейронах мають значення зміни: а) Na-каналів, б) К-каналів, в) Са-каналів і г) Cl-каналів клітинних мембран.

Найбільш вивченими залишаються порушення, пов’язані із провідністю Na-каналів. Встановлені наступні типи їх змін:

а) блокада каналів (закупорка). В експерименті для відтворення блокади Na-каналів використовують отрути (тетродотоксин) та ін.;

б) порушення активації (виникають при гіпокальціемії);

в) порушення інактивації і реактивації.

Блокаду К-каналів в експерименті викликають за допомогою тетраетиламонію.

3) Пригнічення роботи іонних електрогенних насосів (Na-K-насосів) спостерігається при: а) їх специфічній інактивації і б) зміні хімічного складу ліпідів мембран.

4) Порушення енергозабезпечення. Дефіцит АТФ приводить до розладів функції згаданих вище Na-K-насосів.

5) Зміни стану мембран, які проводять імпульси. Однією із причин таких змін є демієлінізація, при якій порушуються електрокабельні властивості нервових провідників. При цьому спостерігається два ефекти:

а) зменшення швидкості проведення імпульсів;

б) ефаптичний ефект - перехід імпульсу з одного нервового волокна на інше, яке проходить паралельно, в результаті виникаючих контактів між волокнами - ефапсів.

Нейрохімічні процеси в центральній нервовій системі, пов’язані із утворенням і звільненням хімічних речовин (нейрорегуляторів): а) нейротрансмі-терів (медіаторів), б) нейромодуляторів і в) нейрогормонів.

1) До нейротрансмітерів (медіаторів) відносяться:

• збуджуючі медіатори ЦНС: а) ацетилхолін, б) катехоламіни, в) серотонін, г) субстанція Р, д) глутамінова кислота;

• гальмівні медіатори ЦНС: а) ГАМК, б) гліцин.

В и д і л я ю т ь наступні механізми порушення нейротрансмітерних функцій: а) порушення синтезу нейротрансмітерів; б) порушення їх транспорту; в) порушення депонування нейротрансмітерів у нервових закінченнях (виснаження депо); г) порушення секреції нейромедіаторів у синаптичні щілини; д) порушення взаємодії нейротрансмітерів з постсинаптичними рецепторами; е) порушення зворотного захоплення нейромедіаторів нервовими закінченнями; ж) порушення руйнування нейротрансмітерів відповідними ферментами.

2) До нейромодуляторів відносяться нейропептиди, які так само, як і нейротрансмітери, виділяються в синаптичну щілину, але їх вплив на постсинаптичні структури носить не прямий, а опосередкований характер.

Найбільш вивченими нейромодуляторами є: а) пептиди-анальгетики (енкефаліни, ендорфіни, динорфіни), б) гіпногенні пептиди (пептиди сну), в) модулятори харчового і питного поводження.

Д і я нейромодуляторів на нейрони може здійснюватися через: а) аксон-аксоні синапси - ефект пресинаптичної модуляції; б) специфічні рецептори постсинаптичної мембрани - ефект постсинаптичної модуляції; в) системи вторинних посередників (месенджерів) - ефект внутрішньоклітинної модуляції.

Порушення утворення або звільнення нейромодуляторів чи їх стимулююча дія на нейрони має різноманітні прояви: а) анорексія чи поліфагія, б) адипсія чи полідипсія, в) сонливість чи безсоння, г) збільшення чи зменшення больової чутливості.

3) До нейрогормонів відносяться нейрорегулятори, які утворюються в нейроендокринних клітинах гіпоталамусу, в першу чергу, вазопресин і окситоцин.

З порушеннями утворення і звільнення нейрогормонів у ЦНС можуть бути пов’язані наступні розлади: а) порушення пам’яті і здатності до навчання; б) розлади сексуальної поведінки; в) порушення больової чутливості.

Вищезгадані порушення електрофізіологічних і нейрохімічних процесів є механізмами розвитку патологічного збудження і гальмування в нервових центрах.

• Механізми патологічного збудження нервових центрів:

1) іонні порушення: збільшення позаклітинної концентрації іонів К⁺ і зменшення позаклітинного вмісту іонів Са^2+;

2) ефаптичні ефекти;

3) збільшення концентрації збудливих нейротрансмітерів у синаптичній щілині;

4) дія на збудливі постсинаптичні рецептори речовин-агонистів;

5) зменшення концентрації гальмівних медіаторів у синаптичнії щілини;

6) блокада постсинаптичних рецепторів, які сприймають гальмівні медіатори.

• Механізми патологічного гальмування нервових центрів:

1) іонні порушення: зменшення позаклітинної концентрації іонів К⁺ і збільшення позаклітинного змісту іонів Са²⁺

2) порушення роботи електрогенних іонних насосів і їх енергозабезпечення;

3) зменшення концентрації збудливих нейротрансмітерів у синоптичній щілині;

4) блокада постсинаптичних збудливих рецепторів;

5) збільшення концентрації гальмівних медіаторів у синаптичнії щілини;

6) дія на гальмові рецептори речовин-агонистів.

• Наслідками патологічного збудження і гальмування в ЦНС є наступні функціональні зрушення:

1) Сумація збудження - навіть при дії порогових стимулів приводить до збудження нервових центрів.

2) Трансформація ритму збудження: а) зрівняльна трансформація - слабкі і сильні подразники викликають однаковий ступінь відповіді, б) парадоксальна трансформація - слабкі стимули викликають сильніше збудження, ніж інтенсивні стимули.

3) Збільшення втомлюваності нервових центрів.

4) Тривала післядія збудження (реверберація) - тривала циркуляція збудження, внаслідок чого воно підтримує само себе. При такому явищі виникає активація нервових центрів навіть під час відсутності аферентних сигналів.

5) Патологічна домінанта, коли пригнічуються всі інші центри, а при їх подразненні підвищується збудливість патологічної домінанти.

Ушкодження нейронів головного мозку. П р и ч и н и:

1) Механічне ушкодження головного мозку (черепно-мозкові травми). У залежності від ступеня ушкодження виділяють:

а) струс мозку (commotio); б) забій мозку (contusio); в) стиснення мозку (compressio).

2) Інфекційні захворювання.

3) Порушення мозкового кровообігу.

4) Набряк головного мозку.

•• Черепно-мозкові травми.

а) Найчастіше зустрічається струс ГМ. Він супроводжується порушенням міжнейрональних зв‘язків кори ГМ, що веде до втрати пам‘яті на події, які передували виникненню струсу, при збереженні пам‘яті на події, які відбувалися раніше. Проявляється порушенням функції ВНС: зниження АТ, нудота, блювота.

б) Забій супроводжується руйнуванням тканини ГМ і проявами різноманітних розладів рухових і чутливих функцій, розладами функції органів чуттів.

в) Стиснення ГМ. Найчастіше причиною є травми, які ведуть до розриву судин і виникнення гематом (епідуральних, субдуральних, внутрімозкових, внутрішлуночкових). Частіше всього гематоми виникають поступово, тому і прояви симптомів ушкодження ГМ також розвиваються поступово. Виникнення гематом є небезпечним тим, що певний період після травми (поки гематома невеликих розмірів) спостерігається період відносного благополуччя, після чого відбувається різке погіршання стану хворого і вимагає негайного оперативного втручання.

•• Найчастіше інфекційними чинниками ушкодження нейронів центральної нервової системи є: а) енцефаліти, б) поліомієліти, в) сказ, г) сифіліс, д) токсоплазмоз, е) бруцельоз та інших нейроінфекції.

•• Особливості мозкового кровообігу.

Кровопостачання ГМ здійснюється за рахунок 2-х внутрішніх сонних і 2-х хребетних артерій, які забезпечують:

1) Мозковий кровотік у стані спокою в межах 15% хвилинного об’єму крові серця, хоча маса головного мозку є меншою 2% маси тіла.

2) Сталість мозкового кровоточу, яка визначається сталістю енергетичних потреб головного мозку.

3) У зв’язку із сталістю енергетичного обміну робоча артеріальна гіперемія у головному мозку не виникає, а розвиток патологічної артеріальної гіперемії завжди має негативне значення, оскільки є причиною збільшення внутрішньочерепного тиску.

4) Відсутні так звані резервні капіляри.

5) Досить розвинутий колатеральний кровообіг (Велізієве коло, ромб Захарченка).

6) У регуляції мозкового кровообігу мають значення:

а) І рівень (міогенні механізми) - ауторегуляція кровотоку через барорецептори синуснокаротидної зони: підвищення артеріального тиску у внутрішній сонній артерії веде до розширення судин ГМ і навпаки.

б) ІІ рівень (метаболічні механізми) здійснюється на рівні піальних судин (судин м‘якої оболонки) і пов’язані: а) із рівнем рСО₂ і рО₂ артеріальної крові (при збільшенні рСО₂ і зменшенні рО₂ відбувається розширення мозкових судин, а при зменшенні рСО₂ і збільшенні рО₂, навпаки, їх звуження), б) із розширюючим впливом АДФ і аденозину, в) іонів водню (H⁺), г) простацикліну, д) оксиду азоту (NO).

Нервові механізми в регуляції мозкового кровообігу практично значення не мають.

К л а с и ф і к а ц і я порушень мозкового кровотоку(ВООЗ):

А. Ранні порушення мозкового кровообігу. Виявляються тільки при психічних навантаженнях і основним проявом є поява головного болю, який проходить після відпочинку.

Б. Гострі порушення мозкового кровообігу.

1) Скороминучі порушення, які протікають у вигляді криз (5-6 разів на добу) і появляються головним болем, порушенням координації рухів.

2) Гіпертонічна енцефалопатія.

3) Інсульти. В и д і л я ю т ь:

а) геморрагічні інсульти - крововиливи в мозок. Найчастіше є результатом стійкої артеріальної гіпертензії (розриви патологічно зміненої стінки артеріальної судини, аневризми); розрізняють: паренхіматозний і субарахноїдальний геморагічні інсультти.

б) ішемічні інсульти (інфаркт мозку). Причиною їх розвитку є атеросклеротичні ушкодження судин, які часто стають причиною тромбозу і стенозу.

В. Прогресуючі, поступово наростаючі розлади мозкового кровообігу, які носять хронічний характер - судинна енцефалопатія, яка приводять до вогнищевих дистрофічних змін у тканинах головного мозку.

Г. Наслідки раніше перенесеного інсульту.

П р и ч и н и: а) гіпертонія, б) атеросклероз судин ГМ, в) тромбоз і емболія сулїдин ГМ, г) зміни реологічних властивостей крові.

П а т о г е н е з. Основним патогенетичним фактором порушення мозкового кровоточу є ангіоспазм. Він виникає тоді, коли судини спровоковані ураженням ендотелію і виникненням атеросклеротичних бляшок, що веде до втрати судинною стінкою тромборезистентності і появою тромбофільності. При цьому зменшується продукція вазодилятаторів: а) простацикліну, б) оксиду азоту. Ці речовини за нормальних умов дифундують із ендотелію в 2-х напрямках: а) в просвіт судин, де попереджують агрегацію тромбоцитів, б) до гладком‘язової оболонки судин, де викликають активацію гуанілатциклази і утворення цГМФ, який має розслаблюючий вплив на гладкі міоцити. Знижується продукція тромбомодуліну, порушується фіксація до едотеліоцитів антитромбіну, зв‘язування гепарину.

Тромбофільність пов‘язана із ушкодженням ендотеліоцитів і активацією фактора Віллебранда, що сприяє фіксації тромбоцитів до судинної стінки і продукції ними ТхА₂ і серотоніну, які викликають спазм судин.

Підвищується чутливість судинної стінки до адреналіну, норадреналіну та ангіотензину ІІ, які циркулюють в крові і підсилюють спазм судин.

Порушення реологічних властивостей крові, що веде до розладів мозкового ковотоку, спостерігається при багатьох соматичних захворюваннях, які супроводжуються зневодненням, гіповолемією, підвищенням концентрації еритроцитів і їх агрегації.

•• Причини і механізми розвитку набряку і набрякання мозку.

Набряком мозку називають нагромадження рідини в інтерстиціальній тканині мозку, а набряканням - його внутрішньоклітинний набряк. Часто ці патологічні зміни поєднуються.

За етіологіям фактором набряк мозку може бути: а) травматичним, б) пухлинним, в) післяопераційним, г) токсичним, в) запальним і ін.

У п а т о г е н е з і набряку мозку мають значення:

1) Судинні фактори:

а) збільшення гідростатичного тиску в капілярах (артеріальна гіперемія, венозна гіперемія, гіперволемія);

б) зменшення онкотичного тиску крові;

в) збільшення проникливості судинної стінки.

2) Тканинні фактори:

а) збільшення онкотичного тиску в мозковій тканині (вихід білків з ушкоджених клітин, розщеплення протеїнів);

б) зменшення гідростатичного тиску в мозковій тканині;

в) ушкодження гліальних елементів гематоенцефалічного бар’єру.

М е х а н і з м набряку: а) порушення обміну речовин в мозку, б) підвищення вмісту позаклітинного К⁺ і внутрішньоклітинного Na⁺⁺, в) зменшення гідростатичного тиску у мозку, г) підвищення проникності судинної стінки, д) вихід дрібнодисперсних білків в тканину мозку, е) підвищення онкотичного тиску в мозку, е) перехід рідини із судин в тканину мозку і розвиток набряку.

У патогенезі набряку мозку велике значення мають "порочні кола". Один з них: набряк головного мозку → збільшення внутрічерепного тиску → стискання венозних судин (венозна гіперемія) → збільшення гідростатичного тиску в капілярах → набряк мозку.

• Внутрішньочерепна гіпертензія - підвищення внутрішньочерепного тиску (ВЧТ). ВЧТ - тиск у порожнині черепа і шлуночках мозку. За нормальних умов в горизонтальному положенні ВЧТ дорівнює 150 мм вод. ст. При гіпертензії ВЧД може підвищуватися до 700-800 мм вод. ст.

П р и ч и н и підвищення ВЧТ:

1) збільшення кровонаповнення головного мозку (артеріальна гіперемія, венозна гіперемія);

2) збільшення кількості цереброспінальної рідини (ліквору) - гідроцефалія. Воно може бути обумовлено або збільшенням утворення ліквору, або зменшенням його резорбції і відтоку з шлуночків мозку;

3) збільшення обсягу мозкової тканини - набряк і набрякання мозку;

4) поява додаткових об’ємних структур у порожнині черепа: а) запального ексудату (при менінгітах), б) гематоми, в) пухлини, г) абсцеса.

Підвищення ВЧТ приводить до стискання мозкових вен, що: а) викликає порушення мозкового кровообігу і гіпоксію, б) сприяє розвитку набряку мозку.

Ушкодження нейроглії.

Нейрогліальні клітини займають 50% об’єму центральної нервової системи і складають 90% усіх клітин тканини головного мозку (решта 10% - нейрони).

Клітини нейроглії не володіють збудливістю і не генерують потенціали дії, зберігають здатність до поділу і розмноження.

Основні функції нейроглії:

1) утворення мієліну. Ця функція здійснюється олігодендроцитами - аналогами нейролемоцитів (шванівских клітин) у периферичній нервовій системі;

2) забезпечення сталості позаклітинної концентрації іонів К⁺ (функція калієвого буфера);

3) створення гематоенцефалічного бар’єру (ГЕБ). У його склад входять астроцити (виконують функцію селективного фільтру) і мікрогліальні клітини (здійснюють фагоцитоз), складові компоненти судинної стінки (ендотеліоцити і базальна мембрана). Бар‘єр запобігає проникненню у тканину мозку речовин із високим негативним зарядом і висої молекулярної маси (білірубін, Нb, мікроорганізми, токсини). ГЕБ є проникливим для: а) речовин, які розчиняються в ліпідах, б) низькомолекулярних речовин, в) алкоголю, г) ефіру, хлороформу, д) глюкози, е) амінокислот.

Ушкодження нейроглії може мати наступні наслідки:

1) порушення утворення мієліну є причиною демієлінізації волокон провідних шляхів ЦНС. Розвивається захворювання відоме під назвою розсіяний склероз. При цьому зменшується швидкість проведення нервових імпульсів, виникають ефаптичні ефекти;

2) зменшення калієвої буферності. Наслідком цього може бути збільшення позаклітинної концентрації іонів К⁺ і підвищення збудливості нейронів. Деякі вважають, що подібні зміни можуть обумовлювати розвиток приступів епілептичних судорог;

3) порушення гематоенцефалічного бар’єру.

Ф а к т о р и підвищення проникливості ГЕБ: а) гіперпірексія (t⁰>40⁰C) – часто при інфекційних захворюваннях мозку для покращення проникнення до нього антибіотиків використовують штучні пірогени, б) травми мозку (часті струси у боксерів), в) порушення функції печінки, г) вірусні інфекції, д) великі дози алкоголю.

При підвищенні проникливості ГЕБ можуть розвиватися аутоалергичні ушкодження нейронів і нервових провідників головного мозку (аутоалергічний енцефаломієліт).

Спінальний шок – неврологічний синдром, який виникає зразу ж після повної перерізки чи повного розриву спинного мозку (СМ).

Синдром х а р а к т е р и з у є т ь с я:

1) повною втратою довільних і рефлекторних скорочень м‘язів, які отримують інервацію із пошкоджених і нище розташованих сегментів СМ;

2) зниженням тонусу цих м‘язів;

3) повною відсутністю вегетативних рефлексів, які здійснюються за участю нейронів крижових сегментів СМ – рефлексу випорожнення сечового міхура, рефлексу випорожнення прямої кишки;

4) повною втратою всіх видів чутливості тих органів і тканин, аферентні нерви яких заходять у СМ нижче місця травми.

• Втрата чутливості при спінальному шоці є незворотнім явищем. Що стосується спинномозкових рефлексів, то після повної арефлексії, яка у людей триває від декількох тижнів до декількох місяців, розпочинається період їх поступового відновлення.

• Раніше інших відновлюється згинальний рефлекс, пізніше – сухожильні рефлекси і перехресний розгинальний рефлекс.

• Одночасно із соматичними рефлексами відновлюються і вегетативні рефлекси – рефлекси випорожнення сечового міхура і прямої кишки.

• Ще пізніше виникає стадія гіперрефлексії – підсилення рефлексів, коли, наприклад, на легке поколювання шкіри ноги булавкою у хворого виникає сильне скорочення всіх згинальних м‘язів цієї кінцівки. Зігнута у гомілковоступневому, колінному і кульшовому суглобах нога притягується до живота і утримується в такому стані тривалий час. Інколи одночасно із згинанням кінцівки відбувається рефлекторне випорожнення сечового міхура і прямої кишки.

• Гіперрефлексія соматичних рефлексів супроводжується гіперрефлексією вегетативних рефлексів.

• Ще на більш пізніх стадіях можливе виникнення підвищеного м‘язового тонусу і розвиток спастичної параплегії. Спочатку, як правило виникає спастична контрактура згинальних м‘язів, яка замінюється спазмом м‘язів-розгиначів.

М е х а н і з м и спінального шоку не зовсім ясні.

Арефлексія, яка виникає після травми, частково обумовлена загибеллю сегментарних нейронів. Але основна її причина – глибоке гальмування не пошкоджених нейронів, які залишаються низхідних надсегментарних регуляційних впливів.

Стадію гіперрефлексії пояснюють тим, що: 1) денервовані нейрони стають більш чутливими до гуморальних факторів; 2) денервація нейронів є стимулом для виникнення багаторазового поділу їх аксональних закінчень, які залишаються неушкодженими (спраутінг) і утворюють нові синаптичні контакти на місці втрачених. Таке явище значно розширює кількість нейронів, які приймають участь в тій чи іншій сегментарній рефлекторній відповіді.