Клиническая физиология и патофизиология ЦНС

Клиническая
физиология и патофизиология
центральной нервной системы
(для анестезиолога- реаниматолога)
2014
Тяжесть состояния больного с
поражением ЦНС определяет
степень нарушения ее
основной функции –
УРОВНЯ СОЗНАНИЯ
Шкала ком Глазго
Незаменимость ЦНС
Почки
Легкие
Сердце
ДИАЛИЗ
ИВЛ
ЭКМО
ЦНС
Печень
MARS
???
Уникальные структурные
особенности
1. Клеточный уровень (микро)
- клетки;
- гемато-энцефалический барьер.
2. Органный (макро)
- ГМ в нерастяжимом контейнере;
- Ликвор
3. Мозговой кровоток
Клетки нервной системы
Нейроны –
это рок-звезды ГМ,
НО без ГЛИИ:
- Астроциты,
- Олигодендроциты,
- Микроглия
КОНЦЕРТА НЕ БУДЕТ
Рисунок Арне Херти (Arne Hurty) для Стэнфордского Журнала Медицины (Fall 2009)
Рок-звезда НЕЙРОН
Строение:
1) Дендрит – принимает
информацию.
2) Тело – поддерживает
функцию клетки
3) Аксон
–
передает
информацию
Заряд:
Потенциал
покоя
Потенциал
действия
Суть ЦНС –
взаимодействие нейронов
Нейрон
Нейрон
Нейрон
Синапс.
Типы синапсов
Электрический синапс
1. Узкая или отсутствующая
щель
2. Коннексоны –
межклеточные белковые
туннели
1. Быстрота
2. Двунаправленность
3. Неспособность усилиться
Химический синапс
Нейротрансмиттеры
Возбуждающие:
глутамат
Угнетающие:
ГАМК
В зависимости
от синапса:
Ацетилхолин
Группа поддержки
Астроциты
Олигодендроциты
Эпендимоциты
Микроглия
Особенности:
1. Сохраняют способность делиться
2. Имеют только один тип отростков
3. Не образуют химических синапсов (но глиотрансмиттеры)
4. Не проводят потенциал действия
Группа поддержки (глия):
астроциты
Функции:
- Удерживают нейроны на
месте;
- Питают нейроны;
-Поддерживают
постоянство среды (pH,
электролиты);
- Участвуют в ГЭБ;
Группа поддержки (глия):
олигодендроцит
- миелиновые оболочки;
- перехваты Ранвье;
- скорость;
- расстояние
Группа поддержки (глия):
эпендимоцит
- выстилают желудочки и центральный канал;
- фильтруют кровь  ЦСЖ;
- формируют ток ЦСЖ;
Группа поддержки (глия):
микроглия
Кушают (фагоцитирует)
останки клеток.
Основные особенности для
реаниматолога.
Нейроны, выполняя функцию:
1. Очень АКТИВНО ее выполняют,
потребляют много энергии
2. Субстрат ГЛЮКОЗА и КИСЛОРОД
3. ЗАПАСОВ энергии практически НЕТ
Гематоэнцефалический барьер
(ГЭБ)
Функция:
Защищает интерстиций ЦНС от
частых флюктуаций концентраций
различных веществ
Обеспечивает ПОСТОЯНСТВО окружения
нейрона и его группы поддержки
Строение ГЭБ
Работает как внутрь, так и
наружу
Абсцесс головного мозга может проявляться
СВР, а может и нет.
Антибиотики при инфекции ЦНС требуют
сразу максимально допустимых
концентраций.
Что проходит через ГЭБ?
1. Жирорастворимые вещества
- СО2, О2, общие анестетики, этанол
2. Ионы
ТОЛЬКО вода
Для остальных –
контролируемые спецпропускники
ГЭБ есть не везде.
1. Нейрогипофиз
2. Срединное возвышение
серого бугра гипоталамуса
(median eminence)
3. Субкомиссуральный орган
4. Шишковидное тело
5. Субфорникальный орган
6. Гемасосудистый орган
терминальной пластинки
(OVLM)
7. Самое заднее поле
Гемато-ликворный барьер
Ликворо-энцефалический
интерфейс
Органный (макро) уровень:
ликвор
Выработка:
Вид из правого
бокового желудочка
Сосуды и эпендима
стенок желудочков
20%
80%
Ворсинчатые
сплетения
Ворсинчатые сплетения
Ворсинчатые сплетения
Объем ликвора
3 раза
0,5 л
ВЫРАБАТЫВЕТСЯ
В СУТКИ
150 мл
НАХОДИТСЯ
ОДНОМОМЕНТНО
Продукция ликвора = const
вплоть до ВЧД = 200 мм рт.ст
Субарахноидальное
пространство
(90 мл)
Желудочки
(60 мл)
Ликвородинамика
Time SLIP MRI
(спасибо Гаврилову Г.В.)
Видео из Crump Institute for Biological Imaging
Реабсорбция ликвора.
Реабсорбция зависит от градиента
давлений ЦСЖ - синус
Равновесие продукции и реабсорбции  ≈150 мл ЦСЖ
ВЧД
ВЧД
Новое равновесие  <150 мл
Новое равновесие  >150 мл
Зачем нужен ликвор?
ГОМЕОСТАЗ
Пиаглиальный
интерфейс
Эпендимоглиальный
интерфейс
Зачем нужен ликвор?
ЗАЩИТА
Закон Паскаля
давление передается
одинаково во всех
направлениях
Гидроцефалия
Гидроцефалия
(МРТ)
а
b
Индекс Эванса (a/b) > 0,4
Норма
(КТ)
Органный уровень:
доктрина (гипотеза) Монро-Келли
(1783)
Головной мозг, кровь и ликвор находятся
в НЕРАСТЯЖИМОМ КОНТЕЙНЕРЕ
Увеличение одного компонента
ДОЛЖНО
приводить к уменьшению остальных
ИНАЧЕ !!!
Соотношения объемов
Головной мозг – 1300-1500 мл
(около 83% объема);
ЦСЖ (ликвор) – 75 мл
(около 11% объема);
ВчОК – 75 мл;
(из них 70% в синусах)
(около 6% объема)
Давление ликвора
-10
+10
+10
0
+30
Объем-давление
Рисунок из Miller JD. Intracranial pressure monitoring. Br J Hosp Med 1978; 19: 497
Резерв компенсации давления
дополнительного объема
ПОДАТЛИВОСТЬ
(КОМПЛАЙНС)
Растяжимость
Рис. с сайта www.studyblue.com
Внутричерепное давление
ВЧД-волна и податливость
Волны Лундберга
Benumof JL. Clinical Procedures in Anesthesia & Intensive Care, Lippincott, 1992
Механизм А-волн
B-волны
Benumof JL. Clinical Procedures in Anesthesia & Intensive Care, Lippincott, 1992
С-волны
Benumof JL. Clinical Procedures in Anesthesia & Intensive Care, Lippincott, 1992
Отек ГМ
Патологическое накопление жидкости во
вне- и внутриклеточном секторе паренхимы
ГМ.
Основные механизмы:
1. Вазогенный отек;
2. Цитотоксический отек;
3. Гидростатический отек.
Вазогенный отек
Цитотоксический отек
Интерстициальный отек
Отек при гипоксии.
ДВИ/ИКД высокочувствительны к
цитотоксическому отеку
T2/FLAIR высокочувствительны к
вазогенному отеку.
Вклинения
Органный уровень:
мозговой кровоток
Гистограмма заимствована Circulatory Physiology-the essentials 2nd ed., (1984) by J.J.
Smith & J.P. Kampine, Figure9.1, pate 139, Lippincott, Williams & Wilkins
Артерии 20% ВчОК
Капилляры 5% ВчОК
Вены 75% ВчОК
СО2
МОЗГОВОЙ
КРОВОТОК
АДср
ЦМ
Ауторегуляция
сопряжение «АДср-МК»
Рисунок заимствован из Сore Topics in Neuroanesthesia and neurointensive
Care
Сопряжение «СО2 – МК»
Сопряжение «ЦМ - МК»
МК- мозговой кровоток, ЦМглюкоза – церебральный метаболизм
глюкозы. Головной мозг крыс при 1 МАК изофлурана и галотана
Из Hansen TD, Warner DS, Todd MM, et al: The role of cerebral metabolism in determining the local cerebral blood flow
effects of volatile anesthetics: Evidence for persistent flowmetabolism coupling. J Cereb Blood Flow Metab 1989;9:323-328
Потребность в кислороде
Из Michenfelder JD: The hypothermic brain. In Anesthesia and the Brain: Clinical, Functional, Metabolic, and Vascular
Correlates. New York, Churchill Livingstone, 1988