Mechanizm Niedokrwienia Mózgu (fragment pracy)

W badaniach antropologicznych ocenia się, że 0,6-10% ludzi w wieku powyżej 60 lat ma zamkniętą jedną z tętnic szyjnych, nie wykazując przy tym objawów neurologicznych. W badaniach angiograficznych u pacjentów z objawami niewydolności układu tętniczego mózgu u 40% stwierdza się zmiany w zakresie tętnic szyjnych (22, 55, 74, 103, 123, 240, 248). W przebiegu tętnicy szyjnej wspólnej zmiany w 90% lokalizują się w miejscu jej podziału i w dalszym odcinku tętnicy szyjnej wewnętrznej (ok. 8%). Powstawanie zmian w pozostałych odcinkach tętnic szyjnych należy do rzadkości (30), najczęściej zmiany stwierdza się w kilku naczyniach (120). Przyczyną powstawania zmian niedokrwiennych mózgu najczęściej (ponad 90% przypadków) są zmiany miażdzycowe tętnic wraz z ich konsekwencjami, tj. zatorami tętnic zmianami miażdżycowymi, agregatami płytek krwi, kryształkami cholesterolu. Na dalszym miejscu są zmiany spastyczne tętnic, najczęściej jatrogenne, zmiany zapalne błony środkowej (21), urazy tętnicy szyjnej - w tym także jatrogenne. Przyczyną może być również przerost włóknisto-mięśniowy obserwowany wcześniej jedynie w zakresie tętnicy nerkowej. Po raz pierwszy przerostowe zmiany tętnicy szyjnej opisał Palubinaskas w 1964 r. (171), później pojawiły się inne liczne doniesienia (62, 109, 119, 131).

W badaniach antropologicznych ocenia się, że 0,6-10% ludzi w wieku powyżej 60 lat ma zamkniętą jedną z tętnic szyjnych, nie wykazując przy tym objawów neurologicznych. W badaniach angiograficznych u pacjentów z objawami niewydolności układu tętniczego mózgu u 40% stwierdza się zmiany w zakresie tętnic szyjnych (22, 55, 74, 103, 123, 240, 248). W przebiegu tętnicy szyjnej wspólnej zmiany w 90% lokalizują się w miejscu jej podziału i w dalszym odcinku tętnicy szyjnej wewnętrznej (ok. 8%). Powstawanie zmian w pozostałych odcinkach tętnic szyjnych należy do rzadkości (30), najczęściej zmiany stwierdza się w kilku naczyniach (120). Przyczyną powstawania zmian niedokrwiennych mózgu najczęściej (ponad 90% przypadków) są zmiany miażdzycowe tętnic wraz z ich konsekwencjami, tj. zatorami tętnic zmianami miażdżycowymi, agregatami płytek krwi, kryształkami cholesterolu. Na dalszym miejscu są zmiany spastyczne tętnic, najczęściej jatrogenne, zmiany zapalne błony środkowej (21), urazy tętnicy szyjnej - w tym także jatrogenne. Przyczyną może być również przerost włóknisto-mięśniowy obserwowany wcześniej jedynie w zakresie tętnicy nerkowej. Po raz pierwszy przerostowe zmiany tętnicy szyjnej opisał Palubinaskas w 1964 r. (171), później pojawiły się inne liczne doniesienia (62, 109, 119, 131).

Wreszcie część przypadków zwężeń, zwłaszcza u młodych ludzi, może powstać z nie wyjaśnionych przyczyn, a u dzieci w przebiegu wrodzonych zmian tętnic.

Obraz ostrego niedokrwienia mózgu stwierdza się w przebiegu zatorów wyrzuconych przez serce, z łuku aorty i odchodzących od niego dużych naczyń (tętniaki, płytki miażdżycowe), jak również z powodu zakrzepicy w miejscu poprzedniego zwężenia (najczęściej miażdżycowego).

Angiograficzne obrazowanie krążenia mózgowego jest najlepszym sposobem wykazania zmian, zwłaszcza w zakresie dużych tętnic, jednak nie jest w pełni godnym zaufania wskaźnikiem wielkości przepływu mózgowego. Niezbyt często spotyka się właściwą korelację między zmianami klinicznymi a wykazanym mikrokrążeniem. Zostały jednak podjęte próby mierzenia wielkości przepływu za pomocą angiograficznych i ultrasonograficznych metod, zwłaszcza pomocna okazała się angiografia subtrakcyjna i przezczaszkowy przepływomierz (Transcranial Doppler) (43, 64, 72, 100, 193, 242).

Korelacja pomiędzy obrazem radiologicznym i klinicznym jest w zasadzie dobra w przebiegu tętnic szyjnych wspólnych, wewnętrznych, tętnicy przedniej i tylnej mózgu. Znacznie mniej jednoznaczny obraz uzyskuje się w zakresie obszaru ukrwienia tętnicy środkowej mózgu (99).

W przypadku powolnego zamykania tętnic oraz gdy pacjent przeżyje udar można stwierdzić radiologicznie wytworzenie się, często bardzo bogatego, krążenia mózgowego. Krążenie wytwarza się zarówno przy zewnątrz-, jak i wewnątrzczaszkowych zamknięciach. Naturalnym szerokim połączeniem międzytętniczym jest koło Willisa. Inne drogi łączące są zazwyczaj wąskie, powstaje najczęściej kilka zespoleń. Połączenie tętnicy szyjnej zewnętrznej i wewnętrznej poprzez tętnicę oczną ma zawsze mniejszy przekrój niż 1mm i często nie odgrywa istotnej roli w ukrwieniu mózgu (177). Radiologicznie opisanych jest wiele połączeń, można je podzielić następująco:

  • połączenie tętnicy szyjnej zewnętrznej poprzez tętnicę oczną z tętnicą szyjną wewnętrzną;
  • połączenie tętnicy kręgowej z tętnicą mózgu tylną poprzez tętnice móżdżku dolną tylną, tętnicę móżdżku górną i tętnicę podstawną;
  • połączenie tętnicy kręgowej z tętnicą podstawną przez tętnicę rdzeniową przednią;
  • połączenie tętnicy mózgu przedniej z tętnicą mózgu przednią przeciwstronną przez tętnicę łączącą przednią;
  • połączenie tętnicy szyjnej wewnętrznej z tętnicą mózgu tylną przez tętnicę łączącą tylną;
  • połączenie tętnicy szyjnej wewnętrznej z tętnicą kręgową przez tętnicę potyliczną;
  • połączenie tętnicy szyjnej zewnętrznej z tętnicą szyjną wewnętrzną przeciwstawną przez poprzeczne połączenia między tętnicami zewnętrznymi obu stron;
  • połączenie tętnic oponowych z tętnicą mózgu przednią, środkową i tylną.

Drogi krążenia obocznego opisało wielu autorów na podstawie obrazów radiologicznych wykonanych w latach pięćdziesiątych i sześćdziesiątych (102, 104, 122, 124, 173, 178, 182, 203, 228). Opisane są również zespolenia przez koło Willisa o charakterze zespołu podkradania. Obraz radiologiczny uzyskany u jednego chorego ulega zmianom wraz z tworzeniem się nowych zwężeń, rekanalizacją zakrzepów, wytwarzaniem się innych lub wydolniejszych dróg krążenia obocznego.

Na obraz niedokrwienia mózgu mają wpływ nie tylko zmiany zwężające tętnic szyjnych czy wewnątrzczaszkowych, ale również wiele czynników, których rolę należy docenić zwłaszcza w terapii zachowawczej.

Istotny wpływ na ukrwienie mózgu mają: zmiany ciśnienia tętniczego krwi (ortostatyczne, w przebiegu ostrej niewydolności krążenia (17, 78, 84, 118, 136, 175)), zmiany w utlenowaniu krwi (25), poziom ciśnienia parcjalnego CO2 (24), poziom cukru (155, 206), lipidów (84, 210). Te dwie ostatnie należą do tzw. “czynników ryzyka”. Dużą rolę odgrywa lepkość krwi, zależna przede wszystkim od dwóch parametrów: zawartości białek oraz liczby erytrocytów, ich zdolności odkształcania się. Krwinki czerwone stanowią o wielkości oporów tarcia, a o jego wielkości można pośrednio wnioskować z wielkości hematokrytu (49, 105). Prawidłowy przepływ tkankowy krwi u osób ze zwiększoną lepkością krwi może odbywać się wyłącznie przez uruchomienie mechanizmów adaptacyjnych. Konieczna jest adaptacja czynności serca, wzrost ciśnienia tętniczego, rozszerzenie naczyń tętniczych (194, 231, 259). Krwinki czerwone tworzą mechaniczny opór wzrastający w postępie geometrycznym wraz ze wzrostem zwężenia. Na podstawie prac doświadczalnych z cieczą o lepkości zbliżonej do krwi i z pełną krwią udowodniono zwiększenie się oporów mechanicznych wywołanych krwinkami, przy czym zmiana hematokrytu jest istotna powyżej 80% zwężenia i zależna od różnicy ciśnień przed i za zwężeniem (190). Zwiększenie lepkości krwi odgrywa zasadniczą rolę w patogenezie udaru mózgu. Zapadalność na udar mózgu u osób z nadciśnieniem tętniczym rośnie dwukrotnie przy wartości hemoglobiny powyżej 15 g% u mężczyzn i 14 g% u kobiet, a szybkość przepływu jest zdecydowanie większa przy niedokrwistości (82). Porównawcze badania poziomu cukru we krwi, wartości hematokrytu i cholesterolu u osób z przebytym udarem mózgu wykazały, że jedyną wartością różnicującą była gęstość krwi (157). Goldstein stosując hemodilucję dextranem stwierdził zwiększony przepływ ogólny mózgu o 30%. W dalszych badaniach potwierdzony został również zwiększony przepływ regionalny (93, 96). Według innych badań wzrost przepływu nie jest równomierny i jest większy o 50% w miejscu uszkodzenia (o uszkodzonej autoregulacji) w porównaniu z nie uszkodzonym mózgiem (66, 67, 83, 212, 255, 256). Istotę zagadnienia może tłumaczyć porażenne rozszerzenie naczyń w udarze - o przepływie nie decyduje wtedy zawartość tlenu, dwutlenku węgla czy też leki rozszerzające naczynia. Przy rozpatrywaniu problemu hemodilucji jest podnoszony problem obrzęku mózgu i ciśnienia wewnątrzczaszkowego (89, 114, 115, 184, 256).

W stanach patologicznego podwyższenia hematokrytu na skutek schorzeń hematologicznych lub chorób nerek - z powodu zbyt dużej ilości czerwonych ciałek krwi dochodzi do agregacji krwinek i zamykania drobnych, a nawet większych naczyń tętniczych (121, 152). Zwiększone opory powodują zwolnienie przepływu mózgowego. Odwrotna sytuacja, tzn. dużego stopnia niedokrwistość także doprowadza do zaburzeń funkcji mózgu z powodu zmniejszonego dowozu tlenu do komórek (215).

Dowiedziona jest rola płytek krwi w powstawaniu mikrozatorów tętniczek mózgu. Przy liczbie przekraczającej 500 000 niebezpieczeństwo to jest wielokrotnie większe (130, 162). Zwiększona ich zdolność do agregacji i adhezywność również niesie niebezpieczeństwo zatoru lub zakrzepu (137). Chiari wysunął koncepcję, że zakrzep tworzący się w miażdżycowo zmienionych tętnicach może być źródłem mikrozatorów wędrujących do mikrokrążenia mózgowego powodując napady przemijającego niedokrwienia. W badaniach dna oka (73), obserwując tzw. białe ciałka przechodzące przez tętniczki siatkówki w czasie napadów przemijających ślepoty - rozpoznano je jako agregaty płytek krwi. U chorych z przemijającymi atakami niedokrwiennymi stwierdzono znacznie podwyższoną ilość krążących agregatów płytkowych i podwyższoną agresję spontaniczną (257). Wykazana (167) intensywna interakcja między agregatami płytkowymi i krwinkami czerwonymi a polimeryzacją fibryny przyczynia się do szybkiego narastania zakrzepu (31, 50). Substancjami wpływającymi bezpośrednio na aktywność płytek krwi są prostacykliny i tromboksan A2. W organizmie mają swoistego antagonistę, jakim jest prostaglandyna I2 (PGI2), będącą blokerem receptorów prostacyklin i tromboksanu A2. PGI2 jest także silnym środkiem rozszerzającym naczynia i znalazła zastosowanie w leczeniu przewlekłego niedokrwienia tętniczego.

Innym silnym środkiem zmniejszającym zlepność płytek okazał się kwas acetylosalicylowy obecnie powszechnie stosowany jako środek antyagregacyjny (154, 216).

W badaniach z ostatnich lat stwierdzono powiązania prostaglandyny I2 z kalcytoniną. Kalcytonina, której żadnego ważniejszego działania na gospodarkę wapniową u dorosłego człowieka nie stwierdzono - podwyższa produkcję prostaglandyn. Te dwie substancje zostały nazwane “hormonami naczyniowymi” (35, 223).

Zaburzenia przepływu tkankowego krwi mogą być wywołane przez choroby układowe, takie jak białaczka, szpiczak mnogi (obecność makroglobulin, krioglobulin) (84). Metaboliczne choroby - hiperlipidemia i cukrzyca - odgrywają istotną rolę w rozwoju miażdżycy naczyń tętniczych, w tym mózgowych. U chorych stwierdza się kilkakrotnie wyższą częstotliwość występowania udarów mózgu. W badaniach angiograficznych wykazano wcześniejszy rozwój zmian miażdżycowych w obu grupach chorych niż w porównawczej grupie pacjentów bez zaburzeń metabolicznych. Podwyższony ponad 250 mg% poziom cholesterolu jest bardzo niekorzystnym objawem prognostycznym dla przeżycia chorych po udarze niedokrwiennym mózgu (139).

Okres przewlekłego niedokrwienia mózgu cechuje się występowaniem przemijających ataków niedokrwiennych. Częstość ich występowania określa się od 13% do 46% wszystkich chorych leczonych z powodu niedokrwienia mózgu (214). Ataki mogą dotyczyć całego obszaru ukrwienia tętnicy szyjnej wewnętrznej lub tylko jej części. W przypadkach zamknięć i zwężeń tętnicy szyjnej wewnętrznej na pierwszy plan wysuwają się objawy porażenia lub niedowładu połowicznego. Ataki często są poprzedzone bólami głowy, zaburzeniami widzenia i mowy (zmiany w lewej tętnicy szyjnej). Zwłaszcza zaburzenia widzenia stanowią ważny wskaźnik w rozpoznaniu zwężeń tętnicy szyjnej lub zespołu podkradania tętnicy podobojczykowej. Stopniowo w miarę rozwoju schorzenia symptomatologia staje się coraz bogatsza. Pojawiają się też chwilowe okresy niepamięci wstecznej (2).

Przyczyna powstawania fenomenu przemijających ataków niedokrwiennych pozostaje nie wyjaśniona do końca. Mechanizm ich występowania należy rozpatrywać indywidualnie, odpowiednio do konkretnego przypadku. Funkcjonują na ten temat cztery zasadnicze teorie:

  • kurczu naczyń tętniczych,
  • niewydolności krążenia ogólnego,
  • mikrozatorów,
  • zaburzenia wydolności krążenia obocznego.

Najstarsza jest teoria kurczu naczyń tętniczych. Ta do niedawna odrzucana hipoteza przeżywa ponowny renesans. Od wielu lat dyskutowany jest problem kurczu naczyń mózgowych (stwierdzany angiograficznie w różnych stanach patologicznych). Opisywane są kurcze dużych naczyń łącznie z tętnicą szyjną wewnętrzną w przebiegu urazów (90, 102). Znany jest i wielokrotnie podkreślany patomechanizm kurczu tętnicy szyjnej wewnętrznej po zabiegach naczyniowych, będący przyczyną ich niepowodzeń. Po udrożnieniu tętnicy, po stosowaniu czasowego drenu przepływowego, leków dotętniczych tętnica kurczy się, powodując zdecydowane zmniejszenie przepływu, może nawet dojść do powstania zakrzepu (7, 16, 37, 76, 77, 125, 135, 156, 168, 207, 243, 244, 245). Tętnica szyjna wspólna i wewnętrzna jak i naczynia wewnątrzczaszkowe mogą kurczyć się pod wpływem środków kontrastowych podanych w czasie angiografii, a uzyskany obraz może doprowadzić do pomyłek diagnostycznych (48, 80, 201, 227).

Zmiany spastyczne małych tętnic opisywane wielokrotnie w przebiegu pękniętych tętniaków mózgu - teoretycznie mogą być przyczyną niedokrwienia, obrzęku mózgu i ciasnoty wewnątrzczaszkowej. W czasie badania dna oka w retinopatiach obserwowano w przebiegu nadciśnienia kurcz tętniczy doprowadzający do niedokrwienia nerwu wzrokowego (70, 181). Kurcz drobnych tętniczek może również wystąpić w przebiegu mikrozatorów.

Drugą teorię powstawania objawów przemijającego niedokrwienia mózgu stanowił pogląd o spadku ciśnienia systemowego występującego np. w czasie nadmiernych wysiłków, szybkiej zmiany pozycji z leżącej do stojącej. Główną rolę w tej teorii odgrywa niewydolność mięśnia sercowego, zaburzenia rytmu (129, 145, 175). Pogląd ten, przez pewien czas dominujący, zdezaktualizował się częściowo. Wielokrotnie w czasie ataków obserwowano nie tylko prawidłowe ciśnienie tętnicze, lecz nawet jego zwyżki.

Obecnie dominuje pogląd, że przyczyną przejściowych ataków niedokrwiennych są mikrozatory. Po raz pierwszy na możliwość powstawania mikrozatorów w owrzodzeniu podziału tętnicy szyjnej zwrócił uwagę Chiari w 1905 r. (wg 235). Pogląd ten początkowo zapomniany, został później potwierdzony - zwłaszcza w badaniach dna oka (46, 63, 73, 142, 146, 187). Przyczyną mikrozatorów najczęściej są kryształy cholesterolu pochodzące ze zmian miażdżycowych w większych naczyniach, tj. tętnic szyjnych, pnia ramienno-głowowego. W miejscach owrzodzeń oraz zmian miażdżycowych tworzą się zlepy płytek krwi, fibryny, które mogą być wyrzucone na obwód przez strumień przepływającej krwi tętniczej i wywołać mikrozatory zamykające drobne tętniczki (36, 53, 130, 147, 159, 222, 246). Spośród innych przyczyn wywołujących mikrozatory wymienione są agregaty komórek nowotworowych tworzące się w układzie tętniczym, tj. śluzak serca czy też komórki nowotworowe z płuc, nerek, żołądka, tarczycy. Śluzak serca wywołuje najczęściej większe zatory z rozległą symptomatologią neurologiczną. W przebiegu zatorów spowodowanych przez komórki nowotworowe zamknięcie tętnicy wywołuje natychmiastowe zmiany neurologiczne, wyprzedzające późniejsze objawy ciasnoty wewnątrzczaszkowej - jest to pierwsza manifestacja choroby rozrostowej (3, 141).

Kolejną przyczyną mikrozatorów może być bakteryjne zapalenie wsierdzia, zmiany w zakresie zastawek (mikrozakrzepy) podczas ich uszkodzenia w trakcie choroby reumatycznej. Neurologiczne objawy wyprzedzają często powstawanie ropni spowodowanych wysiewem bakteryjnym w posocznicy, np. u narkomanów (113, 264). W wypadku drobnego zatoru obwodowego powstaje ognisko niedokrwienia, którego wielkość zależy od średnicy zamkniętej tętnicy i możliwości kompensacji przez krążenie oboczne (zwykle możliwości te są niewielkie ze względu na brak wytworzonego krążenia obocznego). Dodatkowo masa zatorowa jest bodźcem wywołującym skurcz tętnicy obejmujący segment lub też większy obszar. Stąd objawy neurologiczne nie zależą wyłącznie od zamkniętej tętnicy, ale także od reakcji na materiał czopujący (97, 110).

W tym miejscu należy stwierdzić, że wyjątkowo rzadko wykazuje się anatomopatologicznie mikrozatory - skąd wywodzi się dawny pogląd o niewielkiej częstości zatorów mózgu. Obecnie na podstawie badania dna oka udowodniono dużą ich częstotliwość. Najważniejszym badaniem jest dobra angiografia wykazująca istnienie owrzodzeń miażdżycowych w pozaczaszkowych odcinkach tętnic doprowadzających krew do mózgu - można w ten sposób dowieść istnienia źródeł zatorów. Śródoperacyjnie chirurg wielokrotnie stwierdza w dnie owrzodzenia tętnicy luźną skrzeplinę, zmiany miażdżycowe, które mogą ulec oderwaniu. W dalszych badaniach anatomopatologicznych stwierdzono kryształy cholesterolu, fibrynę - u pacjentów, którzy cierpieli na objawy przemijającego niedokrwienia mózgu (20, 54, 187). Materiał zatorowy może ulec przesunięciu i rozkawałkowaniu - wytwarza się wtedy specyficzna sytuacja powstania ogniska martwicy bladej w miejscu niedokrwionym i martwicy krwotocznej w rejonie, gdzie wystąpiła rekanalizacja. Wokół zmienionego obszaru tworzy się obrzęk mózgu, zdecydowanie większy w rejonie martwicy krwotocznej (15).

Powyższy mechanizm stwarza następujący problem leczenia zatorów tętnic mózgowych: czy podawać leki zmniejszające krzepliwość krwi, czy też raczej wstrzymać się od tego do czasu wygojenia się zmian. Przed tym samym problemem staje chirurg, decydujący o ewentualnym leczeniu operacyjnym chorych z rozpoznanym zatorem. Udrożnienie może spowodować zmianę ognisk martwicy bladej w krwotoczną o znacznie większym obszarze uszkodzenia, powiększonym o obrzęk mózgu.

Inną z przyczyn powstawania objawów przemijającego niedokrwienia mózgu może być zmiana pozycji głowy. Bezpośrednie objawy wywoływane są zmianami miażdżycowymi, wydłużeniem i zagięciem tętnic szyjnych wewnętrznych. Zmiany zwyrodnieniowe kręgosłupa oraz anomalie rozwojowe tętnic kręgowych powodują zmniejszanie przepływu krwi, zwłaszcza przy ruchach rotacyjnych kręgosłupa szyjnego (59, 239, 243, 252).

Leki obniżające ciśnienie krwi mają różnorodny wpływ na naczynie mózgowe (w zasadzie pośredni poprzez obniżenie ciśnienia ogólnego). Jednak przy dużej niewydolności tętnic szyjnych ich działanie może mieć decydujący wpływ. Podobne znaczenie mogą mieć leki odwadniające, które zmniejszają ilość krwi krążącej, zwiększają lepkość i redukują przepływ mózgowy. Znanych jest niewiele substancji, które działają bezpośrednio roszerzająco na naczynia mózgowe. Obniżony poziom tlenu, podwyższony poziom dwutlenku węgla, eufilina, diamox działają zdecydowanie rozszerzająco na tętnice mózgu. Istotna jest duża grupa leków, które przez swoje homoreologiczne działanie mają wpływ na ukrwienie mózgu. U około 30% chorych stwierdza się podwyższone wartości lepkości krwi. Jako przyczynę podaje się w pierwszej kolejności hiperfibrynogemię, zwiększoną agregację płytek krwi, jak również zwiększoną sztywność erytrocytów. Leki zmieniające te wartości wpływają pośrednio na ukrwienie mózgu (np. nicergolin, pentoksylifin) (160, 169). Środki stosowane do znieczulenia ogólnego w większości przypadków obniżają przepływ tkankowy i mózgowy (103, 116, 258). Wykazano, że 70% podtlenek azotu obniża przepływ mózgowy do 40 ml/100 g tkanki, 5% cyklopropan do 26 ml/100 g tkanki, zaś thiopental - do 27 ml/100 g tkanki; ketalar i eter obniżają nieznacznie przepływ mózgowy.

Wpływ terapii kortykoidami w stanach niedokrwienia mózgu do obecnej chwili nie został jednoznacznie określony. W literaturze można spotkać równie dużo doniesień o jej dobrym wpływie jak i niekorzystnym. Ogólnie określa się, że w przypadkach ostro toczących się procesów chorobowych mózgu wpływ steroidów nie jest zbyt silny, bardziej widoczny staje się w przewlekle narastającym obrzęku przy guzach mózgu pierwotnych i przerzutowych

 

Andrzej T. Dorobisz

 

Najważniejsze informacje

ATD-MED Lancet

ul. Bulwar Ikara 16
54-130 Wrocław

Rejestracja telefoniczna

pon-czw od 16 do 18

pod nr tel 71 788 70 18