Zerebrale Zirkulation

Zerebral Zirkulation / HIRNSCHLAG (Schlaganfall / STROKE)
PATHOPHYSIOLOGIE DER HIRNKREISLAUF (Epidemiologische Daten)
In der westlichen Welt stehen die zerebrovaskularen Erkrankungen an dritter Stelle
der Todesursachen nach den Koronaerkrankungen und den malignen Erkrankungen (Krebs),
und die sind die häufigste Ursachen für im Erwachsenenalter erworbene Behinderung. Die
Inzidenz beträgt hier etwa 150 Falle/100 000 Einwohnern/Jahr.
Die in Folge eines Gefäßverschlusses im Gehirn auftretende verschiedene
ischämische Hirnparalyse-Formen („ischämisches Stroke”), gehören hierher („Hirnschlag” =
„Schlaganfall” oder „Schlägli”) aber auch eine der Formen der Hirnblutung – „hämorrhagisches
Stroke” (Apoplex) - gehört auch hierher. Etwa 84% sind ischämisch und etwa 16% sind
hämorrhagisch bedingt, davon 10% sind intrazerebral, 6% sind subarachnoidal.
Dauern die Symptome weniger als 24 Stunden, spricht man von einer transitorischen
ischämischen Attacke (TIA), dauern sie länger als 24 Stunden von einem Stroke / Hirnschlag
/ Schlaganfall / zerebraler Infarkt. Die Mortalität variiert von Land zu Land von 20 bis zu 250 /
100.000 pro Jahr. Innerhalb Europas ist die Mortalität des Hirnschlages am tiefsten in den
Niederlanden, in skandinavischen Ländern und in der Schweiz, am höchsten in Osteuropa.
Eine epidemiologische Studie in Deutschland errechnete in einer populationsgestützten Kohortenstudie eine Inzidenz für den ersten Hirnschlag von 2/1000 für Männer und
1,7/1000 für Frauen. Die Letalität nach 28 Tagen betrug 19,4% für alle Hirnschlagarten, am
tiefsten war sie für ischämische Hirnschläge mit 11,5 %.
Die Inzidenz nimmt mit steigendem Lebensalter zu, etwa die Hälfte der Schlaganfall-patienten ist über 70
Jahre alt. Männer sind in fast allen Altersstufen etwa 30% häufiger betroffen, nur in der Altersgruppe
über 85 Jahre erkranken und sterben mehr Frauen am Schlaganfall und seinen Folgen.
Gefäßversorgung des Gehirns (Anatomische Umstände):
Kollaterale Verbindungen zwischen den Blutgefäßen schützen das Gehirn, wenn ein Teil des
vaskulären Systems des Halses blockiert ist. Im Circulus arteriosus Willisii: sind die beiden
Aa. Cerebri durch die A. communicans anterior und die Aa. cerebri posteriores mit den Aa. carotis
internae über die Aa. communicantes posteriores verbunden. Dieser Circulus ist in mehr als 20 %
der Bevölkerung inkomplett angelegt. Bei Patienten, die einen SchlaganfalI erleiden ist dies
häufiger der FalI als in der Gesamtbevölkerung.
Da sind andere Verbindungen zwischen die A.
A. comm.
A. c. ant.
ophthalmica mit Ästen der A. carotis externa in der ant.
Orbita und auch die Ästen der Zerebrale Arterien
im Meninx aber die sind funktionell nicht wichtig. A. c. media
Grenz- und Endzonen: Verbindungen
zwischen A. cerebri media, A. cerebri ant. &
A. carotis int.
A. cerebri post. an den Gehirnoberflächen
A. comm.
A. c. post.
post.
sichern die Blutversorgung der sog. Grenzzonen/
„Wasser-scheide" zwischen den einzelnen
A. carotis externa
A.
Gefäßversorgungen. Die kleinen Gefäße, die vom
Basil.
Circulus Willisii und von proximalen großen
Gehirn-arterien abstammen, haben keine
Aa. Vert.
Anastomosen. Die durch sie versorgten tiefer
liegenden Gehirn-regionen werden als Endzonen
bezeichnet.
Regulation der Gehirngefäße (Physiologie)
Gehirngefäße können ihren Eigendurchmesser verändern. Man unterscheidet
2 Formen der Autoregulation. Die erste Autoregulation ist vom systemischen Blutdruck
abhängig, die zweite hängt vom arterieIlen Blutgasdruck und pH-Wert ab.
1. Autoregulation über den Blutdruck: Gehirnarteriolen konstringieren, wenn der systemische
Blutdruck steigt und dehnen sich, wenn er sinkt. Beide Formen der Anpassung helfen, eine
optimale zerebrale Durchblutung (Cerebral Blood Flow: CBF) zu sichern. Bei einem arteriellen
Mitteldruck von 50-60 bis 150-160 Hgmm ist das CBF stabil. Das bedeutet, dass selbst bei
einem arteriellen Mitteldruck von 60-70 Hgmm ein akzeptabler Kreislauf funktioniert, vorausgesetzt, dass der Patient sich in einer horizontalen Körperosition befindet. (Bei der Berechnung des
arteriellen Mitteldrucks muß man außer den Druckwerten auch die Zeiten für Systole und Diastole in Betracht ziehen).
Über- oder unterhalb dieser Blutdruckwerte steigt oder fallt die zerebrale Durchblutung linear.
Ein extrem hoher arterieller Blutdruck durchbricht die Autoregulation.
CBF(ml/100g/min)
Der auf 100 g Gewebe bezogene Durchfluss ist 60ml/100g/min
(Die Strömung der Rinde beträgt 80 ml/100g/min). Wenn dieser
Wert auf 20 ml/100g/min sinkt, kann mit funktionellen
Störungen gerechnet werden. Elektrische Stille wurde beim
Primaten mit einer Durchblutungsverminderung auf
15 ml/100g/min erzeugt, bei einem Rückgang auf
10 ml/100g/min bilden sich irreversible strukturelle
Veränderungen.
Art. Mitteldruck
(Hgmm)
2. Autoregulation über die Blut- / Gewebegase & die Wasserstoffionenkonzentration (pH):
Bei Hypokapnie/pC02￬ (z.B. im Rahmen einer Hyperventilation) verengen sich die
Gefäße und die zerebrale Durchblutung nimmt ab. Steigt der arterielle pC02￪ (Hyperkapnie),
erweitern sich die Arteriolen und der zerebrale Blutfluss steigt an. Diese Regulation ist sehr
empfindlich: Eine Inhalation von 5% C02 erhöht die zerebrale Gefäßdurchmesser um 50%, die
von 7% verdoppelt sie.
Eine Änderung des arteriellen p02 führt zu einer entgegengesetzten, jedoch geringer
ausgeprägten Antwort: Einatmen von Sauerstoff verringert die zerebrale Durchblutung um etwa
13 %. Ein nur 10%-iger Sauerstoffanteil in der Atemluft bedingt einen Anstieg der
Hirndurchblutung um 35%. Wichtige vasodilatorische Wirkung haben noch die metabolische
produkte:H+(Azidose) K+, Adenosin & NO (Stickstoffmonoxide), weil Alkalose ist vasokonstriktiv.
Diese Regulationsvorgänge schützen das Gehirn, indem sie das Sauerstoffangebot
erhöhen und gleichzeitig im Rahmen der Hypoxie und Ischamie entstandene sauere Metabolite
abtransportieren helfen. So kann sich das Gehirn an die lokale veränderlichen Funktionen
durch Umstrukturierung des hirninternen Kreislaufs anpassen (Roy-Sherrington-Prinzip).
Weil die gesamte Durchblutung des ganzen Gehirns ziemlich stabil bleibt, Areale Heterogenität
im Blutfluss spiegelt regionale Differenzen in der Gehirnaktivität. Aus den Abweichungen des
Kreislaufs kann man Rückschlüsse auf die Funktion ziehen. Die Infrakamera nimmt die aktiven
Regionen mit einem gesteigerten Kreislauf wärmer war (Tier-experimente), auch das PET (PozitronEmissions-Tomographie) signalisiert die Regionen mit einer gesteigerten Strömung (klinische Setzung).
!! Merke !!: Bei der Regulierung des Hirnkreislaufs spielt das sympathische bzw. das
parasympathische Nervensystem kaum eine Rolle. (Ausser Migrain?)
Die Gehirnmasse (~ 1,5 kg) beträgt gerade einmal 2 % der Gesamtkörpermasse,
demgegenüber macht der Hirnkreislauf 15 % des Herzminutenvolumens aus, 25 % des
gesamten Sauerstoffverbrauchs und 70 % des Glukoseverbrauchs entfallen auf das Hirn.
Der Sauerstoffverbrauch des Hirngewebes beträgt im Durchschnitt 3,5-4 ml/100g/min
(der Verbrauch der grauen Substanz ist höher, der Verbrauch der weißen Substanz etwas niedriger).
Die Sauerstoffextraktion des Gehirns ist relativ stabil. Im Falle von Epileptischen Krämpfen
(sog. „Grand-mal Attacke”) oder in der frühen Phase nach einer Kopfverletzung ist der
Stoffwechsel (und Durchblutung) des gesamten Gehirns gesteigert, bei einer
Schlafmittelvergiftung oder im Koma sinkt er.
Die Nervenzellen enthalten keine Energiespeicher, daher verursacht ein Stillstand
des Kreislaufs von 4 - 6 Sekunden eine Ohnmacht und führt innerhalb von 2 – 3 Minuten zu
irreversiblen Schädigungen in der Hirnrinde. Hier ist die ischämische Präkondition nicht von
Vorteil!
Die Nervenzellen nutzen nicht nur die Glukose, sondern auch das von Glia-Zellen
präsentierte, aus der Glukose entstehende Laktat. (das an der Peripherie entstehende Laktat
gelangt nicht zu den Nervenzellen). Auch das weist auf die wichtige Rolle der (Astro)-Glia im
Zentralnervensystem hin: es macht das Glutamate (GLU), der excitatorischen Neurotransmitter
unwirksam (wird zu Gln umgewandelt), speichert Glykogen, produziert Wärme und versieht die
Immunfunktion. Die Hälfte des Gehirns beim erwachsenen Menschen besteht aus Glia-Zellen,
ihre Zahl verhält sich etwa 10:1 zur Zahl der Neuronen. (Die Neuronen sind groß, das erklärt das
Gewichtsverhältnis von 1:1.)
Hirnischämie (und ischämische Apoplexie) = STROKE
Die Einteilung der Hirnischämie entsprechend ihrer Lokalisierung:
1. Global (das ganze Hirn ist hypoxisch)
a. Herzstillstand: Adams-Stokes-Syndrome: III.Grade Sinoauriculäre- oder A-V
Blockformen, Sinus arrest, Kammerfillibration.
b. Späte Phase eines Kreislaufschocks, z. B. starke Blutung, kardiogener Schock
(Merke!:der Hirnkreislauf hat auf Grund der Redistribution das Herzminutenvolumen lange erhalten).
2. Lokal (Regional) (ein teil des Hirns ist hypoxisch)
a. Atherosklerose: Verschluß großer i.z. Arterien (Territorialinfarkt) bzw. 1 oder mehrere
Hirngefäße ( Zweig der a. carotis interna oder der a. vertebralis) und eine starke > 50-60%
überschreitende – Verengung. (Hier kann mann bemerken das seltene Steal-Syndrom*)
b. Hirnembolie (Quellen der Embolie)
I: Arterio – arteriale
II: Kardiale
>>>>>>
Im Verlauf einer chronischen Hypertonie verschieben sich die Grenzwerte der
Autoregulation stufenweise nach oben, dann kann auch bei einem erhöhten arteriellen Mitteldruck das
CBF normal sein.
In einem solchen Fall besteht Gefähr eher bei einem plötzlichen drastischen
Absinken des Blutdrucks, da der arterielle Mitteldruck leicht unter den Unterwert der erhöhten
Autoregulations-schwelle sinken und dadurch eine ischämische Attacke verursachen kann.
Circ. art. Willisii.
A. Basil.
*Steal-Syndrom in den großen Halsgefäßen: Wenn die linke Subclavia direkt an ihrem Ausgang
der Carotis distal verengt ist, dann kann bei der Bewegung des linken Arms der erhöhte Bedarf nach
Blutversorgung auf der selben Seite durch die a. vertebralis (der Strom wird umgekehrt) zu Lasten des
Hirnkreislaufs gedeckt werden (zumindest teilweise). „Vertebralis stiehlt Blut Vom Hirn”
I: Arterio-arterielle Embolie
Ein großes, von z.B. der Plaque der Carotis interna abgetrenntes Thrombus
•Ausgangspunkt:
- Aorta ascendens
- Arteria carotis interna Abgang
- Arteria vertebralis Abgang
•Embolisches Material:
- Plättchenthromben
- Gerinnungsthromben
- Bestandteile von Plaques
Angiographie: Die rechte A. carotis
communis mit Verschluss der
A. carotis interna
II: Kardiale Embolie
(Gerinnungsthromben im Herzen)
Beim Herzen ein bei einer Wandthrombose
oder Vorhofkugelthrombose abgetrenntes
Stück.
Ursachen:
- Absolute Arrhythmie mit Vorhofflimmer
- Myokardinfarkte (die sog. Wandthrombus)
- Aneurysmen des linken Ventrikels
- Rheumatische Herzklappenerkrankung
- Künstliche Herzklappe
- Kardiomyopathie, Myokarditis,
- Offenes foramen ovale (PFO: Persistende
Foramen Ovale) Die Emboli können von
der venösen Seite in die systemischen
Arteriellen des Kreislaufs entkommen.
Elektrokardiogramm des Vorhofflimmers
Andere Ursachen der Ischemie
Lakunäres Syndrom
•Arterielle Hypertonie
•Diabetes mellitus
•Stenose kleiner Marklagerarterien
Andere seltene Ursachen
• Grenzzoneninfarkt
• lokale Thrombosierung
• Vaskulitis und Kollagenosen
• Störungen des Gerinnungssystems
• u.a.
Eine kleine (100µm) arterie der
Hirnparenchyma zeigt typicshe
pathologische Veränderungen
verursacht vom hohen Blutdruck.
Die Höhle des Gefäßes ist fast
Völlig verschlossen von der
sich verdickerten Media u. selbst
das Gefäß ist viel vergrößert.
Lakunäre Infarkte sind typisch
im pons und in der „basal ganglia”
putamen, globus pallidus, thalamus
Grenzzonen(bzw Grenzscheiden-)
infarkt
Grenzscheiden-Infarkt im
Versorgungsgebiet der
A. cerebri media und
A. cerebri anterior
rechts.
MR-Untersuchung
Die Klinische Formen der Hirnischämie:
1. Transiente ischämische Attacke (TIA): eine zwischen 5 Minuten und 24 Stunden
andauernde reversible, mit vorübergehenden Symptomen einhergehende Hirnischämie.
Im Hintergrund steht vermutlich ein schnell rekanalisierender Verschluss eines kleineren
Hirngefäßes. Das Risiko eines innerhalb von 2 Jahren nach der TIA auftretenden mit
Dauerfolgen behafteten ischämischen Stroke ist groß.
2. Chronische Ischämie (Hirninfakt): eine schnell oder langsam entstehende, aber
progredierend irreversible, mit Dauerfolgen einhergehende Veränderung.
Die Folgen der Hirnischämie:
1. Das Hirn toleriert nur sehr schwer eine Ischämie. Im Hirn kann man lediglich einen
Stillstand des gesamten Kreislaufs von 1,5 Minuten als vollkommen reversible
Funktionsstörung betrachten. Die Funktionen der Hirnrinde können auch bei einem innerhalb
von 4 – 5 Minuten wiederhergestellten Kreislauf wieder aufgenommen werden.
2. Die Ischämie-Toleranz des Hirns wird noch dadurch verschlechtert, dass bei einer Ischämie
der excitatorische Glu- (Glutamat) Spiegel steigt (das Release sinkt leicht und das
energieintensive enzymatische Zurücknehmung(Reuptake) wird schwer geschädigt), was den
Sauerstoffbedarf des Hirns steigert und die Zellschädigung verstärkt. Hoches Glu erhöht
die Ca++-Aufnahme der Zellen, erhöht den Na+-Einstrom und steigert den extrazellulären
(EC) K+-Spiegel und verlängert damit die Depolarisationszeit der Neuronen.
NMDA-abhängige
Die Inhibierung der GluCa-Einstrom
Kainat
und AMPA
verursachten
Na-Einstrom
Merke: NMDA Kainat und AMPA sind syntetisch Glu- Analogen
Rezeptoren (indem der
NMDA-abhängige Ca++Einstrom, sowie die durch
Kainat und AMPA
verursachten monovalenten
Kation-Ströme, d. h. der Na+Einstrom und der K+Ausstrom inhibiert werden)
verbessert das Überleben
der Zellen.
Der Acetylcholinspiegel sinkt
schnell, der Dopamin- und
der Noradrenalispiegel
sinken später. Die
Ischämietoleranz des
Hirnstammes ist
wesentlich höher, er kann
selbst einen Kreislaufstillstand von 20 – 30
Minuten noch überleben.
1. Induktion
Der Prozess der Schädigung:
Die Glukoseversorgung sinkt, pO2 sinkt, die Glu-Aktivität steigt auf Grund der in hohem Maße
verminderten Reuptake. In Folge der Aktivität der NMDA- (N-methyl-D-Aspartate) Rezeptoren
öffnen sich die Ca++-Kanäle, als Ergebnis der Aktivität der Kainatrezeptoren werden die
monovalenten Kationkanäle aktiviert. Na+ strömt in die Zellen, K+ sickert in den EC-Raum.
Diese Prozesse lösen eine erhöhte Reizbarkeit der Neuronen aus.
2. Amplifikation
Der Ca++-Einstrom steigt weiter, das IP3- (Inositol-Triphosphat), DAG (Diacyl-Glycerin) System
wird aktiviert, die Funktion des Enzyms Glutaminase wird gesteigert. Es entstehen
Schädigungen an den Phospholipiden und der DNS. Zellenschwellung (Zellenödem bzw.
Hirnödem) entsteht und dadurch volgen weitere Hinderungen in der Durchblutung.
3. Expression
Der Prozess verbreitet sich und progrediert. Diese Phase ist durch die Schädigung der DNS,
der Proteine und Phospholipide charakterisiert. Der Stoffwechsel der Arachidonsäure wird
beschleunigt, die Aktivität der freien Radikale steigt, es entstehen Schädigungen der Membran,
Verschlüsse verschlimmern den Prozess, der zu weiteren Schädigungen führt.
4. Reparation
Die Funktion der nur teilweise von der Ischämie betroffenen Regionen kann sich verbessern.
Ein Großteil der Penumbra* kann sich regenerieren, bzw. der Zustand der bisher ödemischen
umliegenden Regionen kann sich verbessern, möglicherweise kann eine thrombolytische
Behandlung den Zustand des Patienten positiv beeinflussen. Langfristig können bestimmte
Funktionen auch von anderen Hirnregionen übernommen werden. (Neuron-Plastizität)
„ZEIT IST HIRN”
*Penumbra (Halbschatten):
Ein an den bei einer Sonnenfinsternis auftretenden „Mondhof” erinnerndes Phänomen.
Hier dieses Termin meint: die in der Umgebung einer nekrotischen Region (Kern: CORE)
zu findende geschädigte Region. Während des fortschreitenden Prozesses wächst die
Region der zentralen Nekrotisierung, die Penumbra dagegen verringert sich. Insgesamt ist im
Laufe der Zeit eine Verbesserung der Funktion zu erwarten.
Faktoren, die die Regeneration (Überleben) der Penumbra beeinflussen:
1. Glu-Rezeptorantagonisten (die Untersuchungen befinden sich im Versuchsstadium): sie
können sich positiv auf den Sauerstoffbedarf auswirken, sie können beim Überleben der
Penumbraregion helfen.
2. „Kalter Kopf”: mit einem Absenken der Gewebetemperatur sinkt auch der Stoffwechsel
und damit gleichzeitig der Sauerstoffbedarf. Man experimentiert mit der Verwendung von
Kühlmützen, allerdings entsprechen die Versuchsergebnisse bis jetzt nicht den Erwartungen.
Ein Absenken des möglicherweise auftretenden Fiebers ist in solchen Fällen jedoch
wünschenswert.
3. Beruhigungs- und Schlafmittel können auf Grund ihrer stoffwechselsenkenden Wirkung
von positiver Wirkung sein.
4. Osmotische Zelldehydrierung (mit Mannitol).
Die einzelne erfolgreiche Therapie
Kampfen die Ödembildung (sehe unten)
Strukturelle Erscheinungen
Hirninfarkt Stadium I
Frische Nekrose (< 12 h)
• Makroskopisch: keine sichtbaren
Veränderungen, leichte Verfärbung
• Mikroskopisch: Neuronaler Zelluntergang
beginnendes Ödem
einige Granulozyten
• Selektive Vulnerabilität verschiedener
Strukturen (Neuronen>>Gefäße>Glia)
Hirninfarkt Stadium II
Erweichungstadium (ca. 24h-4Tagen)
Makroskopisch:
• Ödem
raumfordernde Schwellung, (weichung)
• Shift der Mittellinienstrukturen
Mikroskopisch:
• Makrophageneinwanderung,
(Schaumzellen, Fettkörnchenzellen)
• Ödem
• nekrotische Neuronen, Gliazellen
und Gefäße
Phagozytose / Schwellung durch Entzündung
Hirninfarkt Stadium III
Resorptionsstadium (> 2 Wochen)
• Makroskopisch: Pseudozystischer Defekt
oder Encephalomalazie
• Mikroskopisch:
zellarm, einzelne Makrophagen
am Rand reaktive Astrozyten
nekrotische Gefäße im Zentrum
Randständig kollagenfaserreiche
Blutgefässe
Entzündung im Hirninfarkt
Exzitotoxische Mechanismen oder die Hypoxie selbst und freie oxidative
Radikale (ROS) können zum akuten Zelltod (Nekrose), zum verzögerten Zelltod
(Apoptose), aber auch zur Expression proinflammatorischer Gene führen.
Die neu synthetisierten proinflammatorischen Faktoren umfassen
Transkriptionsfaktoren wie Nuclear-factor-κB (NFκB), hypoxia-inducible factor 1 (HIF-1),
interferon-regulatory-factor 1 und STAT3. Die geschädigten Zellen produzieren daraufhin
platelet-activating-factor (PAF), Tumornekrosefaktor-α (TNFα) und Interleukin-1ß (IL-1ß).
Diese Faktoren leiten die Expression von Adhäsionsmolekülen (z.B. interceIlular adhesion
molecule-1(ICAM-1) P-Selectine und E-Selectine) auf der endothelialen ZeIloberflache ein
Entzündungsreaktion.
Diese Adhäsionsmoleküle reagieren mit den korrespondierenden Rezeptoren
auf der Oberflache von neutrophilen Leukozyten. Die weißen BlutzeIlen werden somit an
das Endothelium angeheftet, durchwandern die Gefäßwand und dringen in das
Gehirnparenchym ein. Monozyten folgen den Neutrophilen und aktivieren sich zu
Makrophagen.
Chemokine wie IL-8 und Monocyte Chemoattractant Protein 1 (MCP-1) werden
im geschadigten Hirngewebe hergestelIt und leiten die Wanderung der aus dem Blut
stammenden EntzündungszeIlen zum ischamischen Gebiet, in dem nach 5 - 7 Tagen die
Makrophagen und Monozyten dominieren.
Die Typen des Hirnödems
1: Vasogen: Im Hintergrund steht eine Störung der Blut-Liquor-Schranke (blood-brain-barrier = BBB): auf
Grund der gesteigerten Permeabilität sammeln sich Na, Wasser und Proteine im EC-Raum. Im Klinikum
kann man unter den Ursachen z. B. eine lokale Ischämie oder eine Tumor finden.
2: Zytotoxisch: Es gibt sehr unterschiedliche Erscheinungsformen. Im Hintergrund steht eine
Stoffwechselstörung. In deren Folge ist die Funktion der Na/K ATP-ase ungenügend, infolge eines
konsekutiven Na- und Wassereinstroms schwellen die Zellen an, bzw. werden die Ca-Kanäle aktiviert.
Eine andere Ursache für den Na-Einstrom ist eine auf Grund der Ischämie/Hypoxie entstehende
Azidose, die durch die Aktivierung des Na/H-Austauschmechanismus den IC Na-Spiegel steigert.
Unter den Ursachen finden sich am häufigsten Ischämie, sonstige Hypoxien, Toxine,
Stoffwechselstörungen (z. B. Hypo- und Hyperglykämie, Urämie, Leberinsuffizienz).
3: Osmotisch: Der osmotische Gradient verändert sich. Im EC Raum bildet sich eine Hyptotonizität.
Im Falle einer Hypotonizität im EC strömt Wasser in die Zellen. Ursachen können sein: z. B. „Wasser
vergiftung”, SIADH (= eine unverhältnismäßig starke ADH-Wirkung). Im Verlauf der Behandlung von
schweren hyperglykämischen Zuständen (diabetische Komata) kann es zu einem Ödem kommen, wenn
bei einem schnellen Absinken der EC Tonizität (Volumenergänzung durch Infusion und
Insulinbehandlung) die osmotische Konzentration im IC hoch bleibt (der Abbau der idiogenen
osmotischen Molekülen verläuft langsam).
4: Hydrostatisch: Im Hintergrund stehen pathologische Veränderungen einzelner Druckgradienten. So
übersteigt z. B. im Verlauf einer hypertonischen Krise der arterielle Mitteldruck die Obergrenze der
Autoregulation. Die Hirnperfusion steigt, der Salz- und Wassergehalt des EC Raums steigt, es kommt zu
einem Ansteigen des Hirndrucks.
Die zytotoxischen und osmotischen Ödeme entsprechen nicht vollständig der Ödemdefinition, da der
größte Teil des Flüssigkeitsüberschusses sich in der Zelle (IC) und nicht im EC ansammelt.
In ihren Folgen allerdings sind die unterschiedlichen Hirnödeme ähnlich.
Da sich die Hirnödeme in geschlossenen Räumen
bilden, muss man in jedem Fall auch mit einer
Steigerung des Hirndrucks (Monroe-Kelly Prinzip)
rechnen. Deren Symptome: Kopfschmerz, Brechreiz,
Erbrechen, Sehestörungen, Koordinationsschwierigkeiten, Cushingreflex (Bradycardie und Ansteigen des
Blutdrucks)*, pathologische Atemmuster (z. B. Apneusie),
Verwirrtheit, Krämpfe, Bewusstlosigkeit, Koma.
In extrem schweren Fällen kann die Todesursache ein
Ependym
Einkeilung, eine konsekutive Atem- und Kreislaufinsuffizienz sein (z.B.: Das Kleinhirn komprimiert die Medulla)
Die Typen und Eigenschaften eines HIRNÖDEMS
Typ
Pathogenese ÖdemLokalisation Ursachen
Flüssigkeit
Vasogen
BBB-Störung Wasser, Na, EC
fokale Läsion
Eiw.
Zytotoxisch gestörter Zell- Wasser, Na IC
Anoxie, Gifte
Stoffwechsel
Osmotisch Osmotischer Wasser, Na IC & EC
Wasservergiftung
Gradiens
Hypotonizität
Hydrostat. Druckgradiens Wasser, Na EC (CSF)
Hypertension
Hydrocephalus
Zerebraler intrazellulärer Raum (80%)
ICF, K
Ionkanäle, Ion-Pumpen
Ionenaustauschmechanismen
Zerebraler extrazellulärer Raum (1%)
ECF, Na
Blut-Hirn-Schranke
(BBB)
Intravaskulärer
Raum (9%)
Blut, Na
Blut-CSF
-Schranke
Zerebrospinale
Flüssigkeit (10%)
CSF, Na
Eine Liquor (CSF) -Akkumulation führt ebenfalls zu einem hydrostatischen Hirnödem. In diesem Fall ist in
der Regel der Liquorabfluss behindert, es kommt zu einem Hydrocephalus und einer Steigerung des
Hirndrucks.
HIRNVERLETZUNG
Blut-Hirn-Schranke Verletzung
vasogenes
Ödem
funktionelle
Schädigungen
Koma
Nekrose
zytotoxisches
Ödem
zerebraler
Energieverbrauch ↓
Hypoxie
Vasomotorenlähmung
SCHWELLUNG DES
HIRNGEWEBES
Intrakranielle
Druck steigt
Hirnperfusion ↓
(Ischämie)
Erniedrigung des
Perfusionsdruckes
Atemstörungen
Bradykardie
Hernien
bildung
Kopfschmerzen
Erbrechen
Sehstörung
hydrostatisches
Ödem
Blutdruck↑
Der gesteigerte intracraniale Druck behindert die Hirnperfusion. Die Reaktion darauf ist
ein Anstieg des Blutdrucks. Das könnte die erfolgreiche Antwort auf die hypovolämische
CBF-Senkung sein. Das Hirn ist aber leider nicht in der Lage, die verschiedenen Ursachen
des Strömungsrückgangs zu unterscheiden und der durch den Anstieg des intrakranialen
Drucks verursachte CBF-Rückgang löst hier kein Anstieg der Durchblutung aus.
Zeit bedeutet Hirn!
Map of area of prolonged MTT (yellow) superimposed on DWI infarct core (red)
demonstrates multiple infarcts that are most likely embolic from thrombus in the
proximal MCA. The penumbra appears to be relatively large, suggesting the presence of
a substantial volume of tissue at risk, which may be amenable to thrombolysis or
administration of neuroprotective pharmaceuticals.
*Penumbra (Halbschatten):
Ein an den bei einer Sonnenfinsternis auftretenden „Mondhof” erinnerndes Phänomen.
Hier dieses Termin meint: die in der Umgebung einer nekrotischen Region (Kern: CORE)
zu findende geschädigte Region. Während des fortschreitenden Prozesses wächst die
Region der zentralen Nekrotisierung, die Penumbra dagegen verringert sich. Insgesamt ist im
Laufe der Zeit eine Verbesserung der Funktion zu erwarten.
Faktoren, die die Regeneration (Überleben) der Penumbra beeinflussen:
1. Glu-Rezeptorantagonisten (die Untersuchungen befinden sich im Versuchsstadium): sie
können sich positiv auf den Sauerstoffbedarf auswirken, sie können beim Überleben der
Penumbraregion helfen.
2. „Kalter Kopf”: mit einem Absenken der Gewebetemperatur sinkt auch der Stoffwechsel
und damit gleichzeitig der Sauerstoffbedarf. Man experimentiert mit der Verwendung von
Kühlmützen, allerdings entsprechen die Versuchsergebnisse bis jetzt nicht den Erwartungen.
Ein Absenken des möglicherweise auftretenden Fiebers ist in solchen Fällen jedoch
wünschenswert.
3. Beruhigungs- und Schlafmittel können auf Grund ihrer stoffwechselsenkenden Wirkung
von positiver Wirkung sein.
4. Osmotische Zelldehydrierung (mit Mannitol).
Kampfen die Ödembildung
Die einzelne erfolgreiche Therapie
(Papillenödem)
Die Folgen des Hirninfarkts
Amaurosis fugax
(Blindheit)
Die MRI
zeigt kein Blutfluss
in der rechten
Arterie Cerebri
Media in einem
Patient mit akuter
linksseitigen
Hemiparese (Lähmung)
und Neglect.
(14-18%)
Hämorrhagisches STROKE (Apoplexie)
Formen:
- 1. Markenblutung (Häufigste in der dünnwandigen thalamischen
Arterien der hypertensiven Patienten)
- 2. Subarachnoideale Blutung (SAB: Aneurysma ruptura): wird teilweise
durch eine durch eine Gewebezerstörung charakterisiert.
In etwa 85% sitzen die Aneurysmen am vorderen, in 15% am
hinteren Teil des Circulus arteriosus. Aus hämodynamischen
Gründen bilden sich die Aneurysmen bevorzugt an den
Gabelungsstellen der Arterien aus. In etwa 15% sind sie multipel
Die beiden Stroke-typen treten häufig miteinander
kombiniert auf und in beiden Fällen kommt es häufig zur
Ausbildung eines Hirnödems.
a) Die Blutung zerstört das Gewebe, die hier freigesetzten
Stoffe verursachen in der Umgebung eine
Vasokonstriktion oder Ischämie.
b) Bei der ischämischen Stroke kann es auf Grund des
guten kollateralen Kreislaufs oder im Verlauf einer
thrombolytischen Behandlung oft zu Blutungen kommen.
Eine Subarachnoidalblutung (SAB) ist meist die Folge der Ruptur eines intrakraniellen
Aneurysmas. Im Gegensatz zum ischämischen Hirnschlag, der eher bei älteren Patienten
auftritt, trifft die SAB oft jüngere, beruflich voll aktive Menschen.
Die Leitsymptome der SAB sind akut einsetzende Kopf- und Nackenschmerzen oder eine
akute Bewusstseinsstörung. Nackensteife, Übelkeit, Erbrechen, Lichtschau und
Atemstörungen sind weitere häufige Symptome, die jedoch erst Stunden nach der Blutung
auftreten können.
Eine schwere SAB kann sich ereignen, nachdem zuvor Prodromalerscheinungen,
wie plötzliche Kopfschmerzen (Warnblutung*) aufgetreten sind. Sie kann aber auch plötzlich
und ohne Vorboten, aus voller Gesundheit einsetzen. Sie tritt nicht vermehrt nach
körperlicher Anstrengung mit Erhöhung des Blutdrucks auf, sondern häufig
auch spontan, oft selbst in völliger Ruhe. Hypertoniker haben häufiger Subarachnoidalblutungen. Entweder entwickeln sie mehr Aneurysmen oder sie ruptieren leichter.
* Die Warnblutung wird leider in vielen Fällen nicht richtig gewertet. Die Patienten berichten
über plötzliche, starke Nackenkopfschmerzen (»wie noch nie vorher«), die dann rasch in einen
dumpfen, störenden, aber meist nicht mehr alarmierenden Dauerkopf- und Nackenschmerz
übergeht. Die Patienten haben eine geringe Nackensteifigkeit. Innerhalb der nächsten Tage
bis etwa 2 Wochen kann es dann zu einer schweren (Rezidiv)-SAB kommen.
Hauptrisiko nach eingetretener Warnblutung aus einem Aneurysma ist die mit
großer Wahrscheinlichkeit eintretende Rezidivblutung, die mit einer hohen Mortalität von
über 70% einhergeht. Ursache ist in erster Linie die Lyse des Thrombus verursacht von dem
aktivierenden Fibrinolytischen System im Aneurysmainneren.
STROKE
Langzeitige
Rehabilitation
ist sehr wichtig!
Sekundäre Prevention (Lebensstil, Diät,
Blutdruck verminderung, Anticougulanten
usw.) ist sehr wichtig!
Therapieoptionen
Akute kausale Therapie:
nur unmittelbar nach dem Ereignis
Primärprävention:
verhindert einen Infarkt bei Therapie
der Risiken
Sekundärprävention:
verhindert einen Rezidivinfarkt
Therapie, Präventiv
Carotis-Chirurgie
Angioplastie
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Schneidet Fibrinopeptide A
von Fibrinogen
Desmondus salivary
plasminogen activator
ROS scavenger
Widersteht glutamate
wirkung
Der Grund
der Langzeitigen
Anti-Thrombozyten
Therapie