Fejezetek az agy vérellátásának szabályozásából 2.
2011.10.04.
fejezetek 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 79/100 000) • Genetikai prediszpozíció + szinergista hatások kedd, 2011. október 4.
2
2011.10.04.
fejezetek 2
A stroke-kal kapcsolatos tudományos közlemények alakulása a nemzetközi szakirodalomban
"Stroke" közlemények száma
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0 1975
2011.10.04.
1980
1985
1990
1995
fejezetek 2
2000
2005
2010
2015
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) 2011.10.04.
fejezetek 2
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
2011.10.04.
fejezetek 2
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 2011.10.04. fejezetek 2 brain infarct. J Neurol. 2005 Sep 12;
Pubmed-szerint (www.pubmed.com) 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, 1995-2008. Ann Neurol. 2011 Sep 2. doi: 10.1002/ana.22539. [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. 2011 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. 2011 Sep 3. [Epub ahead of print] PubMed PMID: 21897292.
4: Su CH, Young YH. Disorders Affecting the Fourth Ventricle: Etiology and Clinical Correlates. Otol Neurotol. 2011 Sep 3. [Epub ahead of print] PubMed PMID: 21897323.
5: 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. 2011 Jul;2(2):119-23. PubMed PMID: 21897671.
6: Adrienne C, Manigandan C. Inpatient occupational therapists hand-splinting practice for clients with stroke: A cross-sectional survey from Ireland. J Neurosci Rural Pract. 2011 Jul;2(2):141-9
7: 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. 2011 Sep 7. [Epub ahead of print] PubMed PMID: 21898093.
8: 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. 2011 Sep 6. [Epub ahead of print] PubMed PMID: 21898164.
9: 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. 2011 Jul 19. doi: 10.1002/ajh.22142. [Epub ahead of print] PubMed PMID: 21898530.
kedd, 2011. október 4.
10: 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. 2011 Sep 6. [Epub ahead of print
8
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. 2011 Jun;300(6):H2080-7. 2: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. 2011 Aug 2;1404:31-8. 3: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. 2010 Jul 22. [Epub ahead of print] PubMed PMID: 20657346.
4: 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. 2010 Jun;51(2):734-42. 5: 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. 2010 Mar 19;1321:13-9. Epub 2009 Dec 5. PubMed PMID: 19968971.
6: Domoki F, Kis B, Gáspár T, Snipes JA, Bari F, Busija DW. Rosuvastatin induces delayed preconditioning against Lglutamate excitotoxicity in cultured cortical neurons. Neurochem Int. 2010 Feb;56(3):404-9. Epub 2009 Nov 17. PubMed PMID: 19931334; PubMed Central PMCID: PMC2824032.
7: Farkas E, Obrenovitch TP, Institóris A, Bari F. Effects of early aging and cerebral hypoperfusion on spreading depression in rats. Neurobiol Aging. 2009 Oct 31. [Epub ahead of print] PubMed PMID: 19883954.
8: 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. 2009 Oct;16(7):629-39. P.
kedd, 2011. október 4.
9
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”
2011.10.04.
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 thefejezetek brain” 2
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
2011.10.04.
fejezetek 2
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 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, 2011. október 4.
12
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 kedd, 2011. október 4.
ördögi kör
13
Az agy artériás rendszere
2011.10.04.
fejezetek 2
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 2011.10.04.
fejezetek 2
Zlokovic and Apuzzo: Neurosurgery, 43.: 877-878 1998.
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
2011.10.04.
fejezetek 2
Mit mérünk, ha az agy véráramlását mérjük ? 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Ér átmérőt és áramlást (elektromágneses érzékelő) Agyi véráramlást (be- és ki) Agyi vértérfogatot Az agyon átfolyó vér oxigenizáltságát Az agy glükóz metabolizmusát Az agy oxigén metabolizmusát
2011.10.04.
fejezetek 2
Módszerek • Mikroszkópia (érátmérő) • Inert gázok (kimosódás) • Doppler eljárások (carotis, trascraniális) • Radioaktív jelölés (felhalmozódás) • CT (érzékeny fénykép) • MRI (folyadék terek) • SPECT (izotóp) • PET 2011.10.04. fejezetek 2
Louis Sokoloff
Diffúzibilis nemesgázok
2011.10.04.
fejezetek 2
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 2011.10.04.
fejezetek 2
2011.10.04.
fejezetek 2
Ischaemiát követően gátolt a hypercapnia agyi értágító hatása 5% CO2
40
Azérátmérő változása (%)
35
*
30 25 20
*
* *
*
* *
15 10
*
5
*
0
kontroll 2011.10.04.
10% CO2
1ó fejezetek 2
2ó
4ó Ischaemia után
Az NMDA az agykérgen dózis-függő értágulatot hoz létre (µm)
10 µmol/L NMDA
50 µmol/L NMDA
100 µmol/L NMDA
160 140 120 100 160
250 µm
140 120 100
2011.10.04.
fejezetek 2
5
10
15
20
25
min
Angiográfia 1927 óta ismert az orvoslásban 1 mm körüli érátmérőig Időbeli felbontás 1 s Sugárterhelés!!! Ma már gyakran computer tomográfia angiográfia
2011.10.04.
fejezetek 2
CT angiogramm-részletesen (3D vizsgálhatók az agyi erek) Lent carotis aneurizma
2011.10.04.
fejezetek 2
Ér malformáció
2011.10.04.
fejezetek 2
Vazospazmus angiográfiás képe
A véráramlás sebességének meghatározása 2011.10.04.
fejezetek 2
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.
MCA Stenosis
Computer tomográfia (CT) • Röntgen képekből (sík vetületekből) rekonstruálja az anatómai viszonyokat • Xenon-segítségével fokozhatók a kontrasztok Xenon-enhanced Computed Tomography (XeCT)
2011.10.04.
fejezetek 2
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. 1979-ben Allan M. Cormack és Godfrey N. Hounsfield orvosi Nobeldíjat kaptak a komputertomográfia kifejlesztésért Sík vetületek.
A CT elve: a vetületekből Rekonstruálható a mátrix
2011.10.04.
fejezetek 2
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) 2011.10.04.
fejezetek 2
CT Angiográfia Előnyei • Az anatómiai részletek mindennél jobban megjeleníthetők (jobb mint az ultrahang, vagy MRA)
2011.10.04.
Hátrányai • Indikátor anyag (vesebetegségek vagy súlyos dianbetes mellitus) • Allergiás reakció lehetősége • Sugárterhelés
fejezetek 2
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)
2011.10.04.
fejezetek 2
CT és az agyi erek
Agyvérzés CT képe(a nyilak jelzik az stroke-határát (kontrasztanyaggal) Ugyanez színkódolva (minél pirosabb annál kevesebba vér)
2011.10.04.
fejezetek 2
133Xenon
2011.10.04.
és normál CT
fejezetek 2
Mikroszférák • Fick féle hígítási elv • Megakadnakfelhalmozódnak • Radioaktív • színes
2011.10.04.
fejezetek 2
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)
2011.10.04.
fejezetek 2
Ultrahangos vizsgáló eljárások
a. cerbri media (58 cm/sec) és súlyos vazospazmus disztális M2 2011.10.04. szegmentumban (200 cm/sec).
fejezetek 2
2011.10.04.
fejezetek 2
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 2011.10.04.
fejezetek 2
Ultrahangos ablakok • 4 lehetőség van – Transtemporal – Transorbital – Suboccipital • Transforamenal
– Submandibular
2011.10.04.
fejezetek 2
Arteriogram: az a. carotis internában nagy fokú szűkület látható 2011.10.04.
fejezetek 2
Transcranialis Doppler vizsgálat során megfigyelhető érszakaszok
2011.10.04.
fejezetek 2
MCA Stenosis
2011.10.04.
fejezetek 2
