Cerebrovascular brain disease. Autonomic nervous system

Cerebrovascular brain disease.
Autonomic nervous system disorders.
CNS and PNS trauma. Pain.
Petr Maršálek
Dept pathological physiology
First Medical Faculty CUNI
Talk – Dentistry – No. 2 of 2
Update of 2013
1 /48
2 /48
Outline
•
•
•
•
•
Cerebrovascular brain disease.
Autonomic nervous system disorders.
Pain.
CNS trauma.
PNS trauma.
3 /48
Cerebrovascular brain disease.
4 /48
Hypo-perfusion, brain hypoxia
5 /48
Topic
signs
6 /48
Intracranial
hypertension,
[Bartko:
Neurologie,
1985]
7 /48
Obstructive hydrocephalus
8 /48
9 /48
10 /48
11 /48
Angiografic
findings
in intra-cranial
expansions
(Bartko, 1985)
12 /48
Autonomic nervous system disorders.
13 /48
14 /48
15 /48
Pain
16 /48
CGRP (Calcitonin-gene related peptide), SP (Peptide substance)
17 /48
Tissue injury leads to painful sensation
Pain:
1 is a warning that something goes wron
2 helpful to diagnostics and localization pathologies
3 can be pathologic, anoying beyond the purpose
Psychological pain components
Algothymic component is its emotional context
Algognostic component says, where, what and how much gets
wrong
Pains, which lose the warning purpose are neuralgic pains
neurologic investigation shows no deviation from norm.
Psychophysics: - no relation between stimulus intensity and percept intensity
- there is continuous transition between various touch and pain sensations
tickling, sharp point touch, warm, cold vs.
itching, puncture, scalding (opaření), congelation
what itches, we scrub (scrape) (?), D
18
/48
Pain is modified by
•
•
•
•
předchozí zkušeností
sugescí
emocemi, speciálně strachem
současnou aktivace dalších smyslových
vstupů
• zaměřením pozornosti
19 /48
Pain
leads to
activation of
• sympatického nervstva
vazokonstrikce, hypertenze, tachykardie,
pocení, zblednutí, husí kůže, mydriáza
• parasympatiku
hypotenze, bradykardie, nausea/ zvracení
• motorickou odpověď
• a alteraci vědomí
20 /48
Types of pain, phenomenology
Akutní bolest
-je vyvolána identifikovatelnými podněty
-je krátkodobá
Patofyziologická klasifikace bolesti
•Nociceptorová (nociceptivní)
-přestává, když je zhojeno poranění tkání,
které ji způsobilo
-většinou se neopakuje
•Periferní neurogenní (neuropatická)
Chronická bolest
•Centrální neurogenní
-trvá déle než 6 měsíců
•Bolest dysautonomní – z dysfunkce
-příčiny nemusí být vždy identifikovatelné
sympatiku
•Viscerální
•Psychogenní
-intenzita bolesti je vždy vyšší než
odpovídá intenzitě stimulace
-způsobuje velké tělesné i duševní utrpení
-zhoršuje kvalitu života
21 /48
Nociceptors, pain receptors = dedicated
receptors, ion channels and free nerve endings
1. They are sensitive to the pH changes (pH in
acute abscess, phlegmona reaches 5,8 = pain, pH in chronic abscess is normal, without pain)
2. Nociceptors register the ratio K+:Ca2+
(treshold for pain is lower in the lower Ca2+ level in ECV)
• evoking inflammation (permeability of vessel wall, oedema)
histamin, bradykinin, serotonin
• direct influence of free-nerve endings
potassium, histamin, bradykinin serotonin
• sensitisation of nociceptors
prostaglandins, esp. PgE2, interleukin-1,
interleukin-6, cyclooxygenases (COX-1, COX-2)
• From activated free nerve endings P-substance is released.
It influences vessel wall (vasodilation, permeability of vessel
22
wall, oedema) and mast cells (release of histamin after degranulation).
/48
Fibres conducting nociceptive stimuli
• C-fibres – without myelin sheets, action potentials are
convected slowly, fibres convect deep, nonaccurate localized,
diffuse pain
• Aδ-fibres – with thin myelin sheet, fibres mediate
fast conduction of sharp, accurate localized pain
• Aα/Aβ-fibres – large myelinated. Fibres do not
convect nociceptive stimuli, they mediate tactile stimuli
• Afferent fibres enter dorsal spinal roots. In this region exist
excitatory and inhibitory interneurons. Inhibitory interneurons gate
the passage of information into thalamus and cortex.
23 /48
Painful stimuli
-chemické
-endogenní mediátory zánětu
(bradykinin, prostaglandiny, serotonin,
histamin, K+, H+, Il-1)
-exogenní látky (kapsaicin, formalin)
-tepelné
-poškozující teplota nad 42°C
-mechanické
24 /48
During painful stimuli…
• aktivují se tetrodotoxin rezistentní (TTX-R) kanály
• uvolňuje se z poškozených buněk ATP a působí
jako mediátor bolesti. Receptory ATP jsou
purinové receptory (P2X)
• aktivují se vaniloidové receptory (VR1),- receptory
pro kapsaicin, které se aktivují i při poškozující
teplotě nad 42°C
• aktivují se ASIC kanály - acid sensing ion
channels, které se uplatňují zejména při poklesu
pH < 6.5
• upregulují se postsynaptické receptory pro
excitační transmitery - glutamát (NMDA) a
substance P (NK1)
25 /48
Pain gating control – spinal cord
rychlá
pomalá
pomalá
Substantia gelatinosa
II. and III. Rexed zone
26 /48
Opioid system
nigrostriatální a mezolimbický
dopaminergní
hypotalamo-hypofyzární
ovlivnění motoriky a systému odměny
modulace hormonální sekrece
ascendentní a descendentní dráhy
modulace bolesti
ascendentní – mícha, talamus
descendentní – PAG, rafeální jádra
27 /48
Endogenous
cannabinoids
Endogenous
opioids
β-endorfin (31 aminokyselin) - µ
Endomorfin (4 aminokyseliny) - µ
Leu-enkefalin (5 aminokyselin) - δ
Met-enkefalin (5 aminokyselin) - δ
Dynorfin (A 1-8, B 1-17) - κ
nociceptin/orfanin
nocistatin
amidy a estery mastných
kyselin
anandamid
palamitoyletanolamid PEA
Receptory CB1 a CB2
CB1 v PAG a RVM
senzorický neuron
CB2 ve strukturách
imunitního systému
FAAH – hydroláza amidů MK
presynaptické receptory
inhibice uvolňování neurotransmiterů
2+
⇓ Ca
postsynaptické receptory
+
⇑ K vodivost – hyperpolarizace membrány
28 /48
Types of pain, phenomenology(2)
29 /48
(Head zones) Referred pain
30 /48
Referred and
pathologic pain
Other pathologic
painful sensations:
D,
headache,
n. trigeminus,
migraine,D
31 /48
Localization of
CNS pain
pathways
32 /48
Localization of sensory, affective and cognitive
pain components
33 /48
Pain Relief
34 /48
Disorders of motor function
35 /48
Movement disorders
Muscle disorders
“lower” motoneuron disorders (alpha mn.)
“upper” motoneuron disorders (primary
motor area mn.)
disorders of basal ganglia
disorders of cerebellum
disorders of passive movement apparatus
36 /48
Here goesD
Definition of neuromuscular unit
37 /48
neuropathies vs. myopathies
Klinické nálezy
Neurogenní
Myopatie
Svalová slabost,
ochablost
Ztráta reflexů
++
++
+
0
Fascikulace
+
0
Ztráta senzoriky
+
0
Výskyt abnormálních
reflexů (Babinský)
+
0
38 /48
Lower motoneuron disorders
• Poruchy periferního nervu
– Axonální degenerace; úraz → Wallerova
degenerace
– Axonální demyelinizace (Guillain Barre syndrom)
Týká se motoriky i senzoriky
• Poruchy těla α-motoneuronu
– Zánětlivé změny (např. poliomyelitis)
39 /48
Upper motoneuron disorders
• Poruchy pouze motoriky
– Motorická jednotka (fascikulace)
– Atrofie se týká celých motorických jednotek
– Po denervaci nastává nejprve fibrilace
jednotlivých svalových vláken, pak jejich
atrofie
40 /48
Upper motoneuron
Pyramidová dráha ?
nebo
Extrapyramidový systém ?
41 /48
Upper motoneuron, signs
Plegia, parasis
Spasticity
Cogged wheel sign
Hyperreflexia
Clonus
Abnormal exteroceptive reflexes (Babinski)
(no atrophy, no fasciculations)
42 /48
Upper motoneuron,
point of view of general practice
Je to klinické označení pro sestupné
motorické systémy, nikoli jen pro tr.
kortikospinalis
Mozek → hemiplegie
Mícha → paraplegie, quadruplegie
43 /48
Spasticity
Zvýšený odpor kladený pasivnímu
pohybu, který se zvyšováním rychlosti
pohybu zvyšuje (fenomén sklapovacího
nože)
Spojená s hyperreflexivitou
Centrální spasticita (abnormální
excitace)
Spinální spasticita (interneurony)
– Flexorový reflex
– Spasmus extenzorů (fragment lokomoce?)44
/48
CNS trauma.
Spinal Cord Injury (SCI).
45 /48
Compare to peripheral nerve injury.
46 /48
Progression of CNS injury
(Spinal cord as a model)
• local swelling at the site of injury which pinches off blood
perfusion ischemia
• Excessive release of glutamate and excitotoxicity of
neurons and oligodendrocytes at the site of injury
• Infiltration by immune cells (microglia, neutrophils)
• Free radical toxicity
• Apoptosis/ necrosis
47 /48
48 /48
49 /48
50 /48
51 /48
52 /48
53 /48
Autonomous
urinary
bladder
54 /48