Az agyhalál patofiziológiai mechanizmusai

Az agyhalál patofiziológiai mechanizmusai

Az agy súlyos mechanikai károsodása leggyakrabban ellentétes irányú vektorral történő hirtelen gyorsulás okozta trauma következtében alakul ki. Az ilyen sérülések leggyakrabban autóbalesetekben, nagy magasságból való esésekben stb. fordulnak elő. A traumás agysérülést ezekben az esetekben az agy éles antifázisos mozgása okozza a koponyaüregben, amely közvetlenül elpusztítja az agy egyes részeit. A kritikus, nem traumás agysérülés leggyakrabban az agyállományba vagy az agyhártya alá történő vérzés következtében alakul ki. A súlyos vérzési formák, mint például a parenchymás vagy a szubarachnoidális vérzés, amelyet nagy mennyiségű vér kiáramlása kísér a koponyaüregbe, a traumás agysérüléshez hasonló agykárosodási mechanizmusokat indítanak el. Az anoxia, amely a szívműködés átmeneti megszűnése következtében jelentkezik, szintén halálos agykárosodáshoz vezet.

Kimutatták, hogy ha a vér 30 percre teljesen leáll a koponyaüregbe áramló vérben, az visszafordíthatatlan károsodást okoz a neuronokban, amelyek helyreállítása lehetetlenné válik. Ez a helyzet két esetben fordul elő: a koponyaűri nyomás hirtelen emelkedésével a szisztolés artériás nyomás szintjére, szívmegállással és a megadott időtartam alatt nem megfelelő közvetett szívmasszázzsal.

Ahhoz, hogy teljes mértékben megértsük az agyhalál kialakulásának mechanizmusát a másodlagos károsodás következtében átmeneti anoxia esetén, részletesebben kell foglalkoznunk az intrakraniális nyomás kialakulásának és fenntartásának folyamatával, valamint az agyszövet halálos károsodásához vezető mechanizmusokkal a duzzanat és ödéma következtében.

Számos fiziológiai rendszer vesz részt az intrakraniális tartalom térfogatának egyensúlyának fenntartásában. Jelenleg úgy vélik, hogy a koponyaüreg térfogata a következő mennyiségek függvénye:

Vösszes = Vvér + Vleukociták + Vagy + Vvíz + Vx

Ahol V _{összmennyiség} a koponyatartalom aktuális térfogata; V _vér a vér térfogata az intracerebrális erekben és a vénás sinusokban; V _lkv a cerebrospinális folyadék térfogata; V _agy az agyszövet térfogata; V _víz a szabad és kötött víz térfogata; V _x a kóros többlettérfogat (tumor, vérömleny stb.), amely normális esetben hiányzik a koponyaüregből.

Normális állapotban a koponya tartalmának térfogatát alkotó összes komponens állandó dinamikus egyensúlyban van, és 8-10 mm Hg koponyán belüli nyomást hoz létre. A képlet jobb felében található paraméterek egyikének bármilyen növekedése a többi paraméter elkerülhetetlen csökkenéséhez vezet. A normál komponensek közül a V _víz és a V _{leukv változtatja meg a térfogatát a leggyorsabban, a Vvér} pedig kisebb mértékben. Vizsgáljuk meg részletesebben azokat a fő mechanizmusokat, amelyek ezen mutatók növekedéséhez vezetnek.

Az agy-gerincvelői folyadékot az érfonatok (choroidea) képzik 0,3-0,4 ml/perc sebességgel, az agy-gerincvelői folyadék teljes térfogata 8 órán belül, azaz naponta 3-szor teljesen kicserélődik. Az agy-gerincvelői folyadék képződése gyakorlatilag független az intrakraniális nyomás értékétől, és a choroidea plexusokon keresztüli véráramlás csökkenésével csökken. Ugyanakkor az agy-gerincvelői folyadék felszívódása közvetlenül összefügg az intrakraniális nyomással: annak növekedésével növekszik, csökkenésével pedig csökken. Megállapították, hogy az agy-gerincvelői folyadék képződési/felszívódási rendszere és az intrakraniális nyomás közötti kapcsolat nem lineáris. Így az agy-gerincvelői folyadék térfogatának és nyomásának fokozatosan növekvő változásai klinikailag nem feltétlenül jelentkeznek, és egy egyénileg meghatározott kritikus érték elérése után klinikai dekompenzáció és az intrakraniális nyomás hirtelen növekedése következik be. Leírják a diszlokáció szindróma kialakulásának mechanizmusát is, amely nagy mennyiségű agy-gerincvelői folyadék felszívódásának eredményeként jelentkezik az intrakraniális nyomás növekedésével. Míg a vénás kiáramlás elzáródásának hátterében nagy mennyiségű agy-gerincvelői folyadék szívódott fel, a folyadék kiürülése a koponyaüregből lelassulhat, ami diszlokáció kialakulásához vezet. Ebben az esetben az EchoES segítségével sikeresen meghatározhatók a növekvő intrakraniális hipertónia preklinikai manifesztációi.

A halálos agykárosodás kialakulásában fontos szerepet játszik a vér-agy gát megsértése és a citotoxikus agyödéma. Megállapították, hogy az agyszövetben a sejtek közötti tér rendkívül kicsi, és a vér-agy gát működése miatt fennmarad az intracelluláris víznyomás, amelynek bármely összetevőjének pusztulása víz és különféle plazmaanyagok behatolásához vezet az agyszövetbe, ami ödémát okoz. A gát megsértésekor azok a kompenzációs mechanizmusok is sérülnek, amelyek lehetővé teszik a víz kivonását az agyszövetből. A véráramlás, az oxigén- vagy glükóztartalom hirtelen változásai közvetlenül károsítják mind a neuronokat, mind a vér-agy gát komponenseit. Ráadásul a változások nagyon gyorsan bekövetkeznek. Az agyba áramló vér teljes leállása után 10 másodpercen belül eszméletlen állapot alakul ki. Így minden eszméletlen állapot a vér-agy gát károsodásával jár, ami víz és plazmakomponensek felszabadulásához vezet az extracelluláris térbe, vazogén ödémát okozva. Ezen anyagok jelenléte az intercelluláris térben viszont a neuronok metabolikus károsodásához és intracelluláris citotoxikus ödéma kialakulásához vezet. Összességében ez a két komponens jelentős szerepet játszik az intrakraniális térfogat növelésében és a koponyaűri nyomás növekedéséhez vezet.

A fentiek összefoglalásaként az agyhalálhoz vezető mechanizmusok a következőképpen ábrázolhatók.

Megállapították, hogy amikor az agyi véráramlás megszűnik és az agyszövetben nekrotikus elváltozások kezdődnek, az agy különböző részeinek visszafordíthatatlan pusztulásának sebessége változó. Így a vérellátás hiányára a hippocampális neuronok, a piriform neuronok (Purkinje-sejtek), a kisagy fogazott magjának neuronjai, a neokortex nagy neuronjai és a bazális ganglionok a legérzékenyebbek. Ugyanakkor a gerincvelő sejtjei, az agykéreg kis neuronjai és a talamusz fő része lényegesen kevésbé érzékenyek az oxigénhiányra. Mindazonáltal, ha 30 percig egyáltalán nem jut vér a koponyaüregbe, az a központi idegrendszer fő részeinek szerkezeti integritásának teljes és visszafordíthatatlan pusztulásához vezet.

Így az agyhalál akkor következik be, amikor az artériás vér megszűnik áramlani a koponyaüregbe. Amint az agyszövet tápanyagellátása megszűnik, megkezdődnek a nekrózis és az apoptózis folyamatai. Az autolízis a diencephalonban és a kisagyban fejlődik ki a leggyorsabban. Mivel a mesterséges lélegeztetést olyan betegnél végzik, akinek megszűnt az agyi véráramlása, az agy fokozatosan nekrotikussá válik, jellegzetes változások jelennek meg, amelyek közvetlenül függenek a légzéstámogatás időtartamától. Az ilyen átalakulásokat először olyan betegeknél azonosították és írták le, akik több mint 12 órán át voltak mesterséges lélegeztetésen extrém kómában. E tekintetben a legtöbb angol és orosz nyelvű publikációban ezt az állapotot a "légzőagy" kifejezéssel jelölik. Egyes kutatók szerint ez a kifejezés nem teljesen tükrözi megfelelően a nekrotikus változások és a mesterséges lélegeztetés kapcsolatát, miközben a fő szerepet az agyi véráramlás megszűnése kapja, azonban ez a kifejezés világszerte elismert, és széles körben használják az agy nekrotikus változásainak meghatározására olyan betegeknél, akiknek állapota több mint 12 órán át megfelel az agyhalál kritériumainak.

Oroszországban L. M. Popova nagyszabású kutatási projektet végzett az agyi autolízis mértéke és a mesterséges lélegeztetés időtartama közötti összefüggés azonosítására azoknál a betegeknél, akik megfeleltek az agyhalál kritériumainak. A mesterséges lélegeztetés időtartama az extraszisztolé kialakulása előtt 5 és 113 óra között mozgott. Az ebben az állapotban való tartózkodás időtartama szerint az agy morfológiai változásainak 3 szakaszát azonosították, amelyek kifejezetten a "légzőszervi agyra" jellemzőek. A képet a gerincvelő két felső szegmensének nekrózisa egészítette ki (kötelező tünet).

• Az I. stádiumban, amely az 1-5 órás extrém kóma időtartamának felel meg, az agynekrózis klasszikus morfológiai jelei nem figyelhetők meg. Azonban már ebben az időben jellegzetes lipidek és kékeszöld finomszemcsés pigment detektálható a citoplazmában. Nekrotikus elváltozások figyelhetők meg a velő oblongata alsó olajbogyóiban és a kisagy fogazott magvaiban. Keringési zavarok alakulnak ki az agyalapi mirigyben és annak tölcsérében.
• A II. stádiumban (12-23 órás extrém kóma) az agy minden részén és a gerincvelő I-II. szegmensében nekrózis jelei észlelhetők, de kifejezett bomlás nélkül, és csak a gerincvelőben bekövetkező reaktív változások kezdeti jeleivel. Az agy petyhüdtebbé válik, megjelennek a periventrikuláris szakaszok és a hipotalamusz régió bomlásának kezdeti jelei. Izolálás után az agyat az asztalra terítik, az agyféltekék szerkezetének mintázata megmarad, míg a neuronok ischaemiás változásai zsíros degenerációval, szemcsés bomlással és kariocitolízissel kombinálódnak. Az agyalapi mirigyben és annak tölcsérében a keringési zavarok fokozódnak, az adenohipofízisben kis nekrózisgócok jelennek meg.
• A III. stádiumot (végső kóma 24-112 óra) a nekrotikus agyállomány egyre szélesebb körű autolízise, valamint a gerincvelőben és az agyalapi mirigyben a nekrózis elhatárolásának kifejezett jelei jellemzik. Az agy petyhüdt és rosszul tartja alakját. A becsípődött területek - a hipotalamusz régiója, a hippokampusz gyrusának horgai, a kisagymandulák és a periventrikuláris területek, valamint az agytörzs - a bomlás szakaszában vannak. Az agytörzsben a legtöbb neuron hiányzik. Az alsó olajbogyók helyén többszörös vérzés található a nekrotikus erekből, ismételve azok formáját. Az agyfelszín artériái és vénái kitágulnak és hemolizált eritrocitákkal vannak tele, ami a véráramlás megszűnését jelzi bennük. Általánosított változatban az agyhalál 5 kóros jele különböztethető meg:
  • az agy minden részének nekrózisa az agyi anyag minden elemének halálával:
  • a gerincvelő első és második nyaki szegmensének nekrózisa;
  • az agyalapi mirigy elülső lebenyében és a gerincvelő III. és IV. nyaki szegmenseinek szintjén lévő demarkációs zóna jelenléte;
  • a véráramlás megállítása az agy összes erében;
  • ödéma és megnövekedett koponyaűri nyomás jelei.

A gerincvelő szubarachnoidális és szubdurális tereiben nagyon jellemzőek a nekrotikus kisagyszövet mikrorészecskéi, amelyeket az agy-gerincvelői folyadék áramlása a disztális szegmensekbe szállít.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ]