Patofysiologia

aivoinfarkti syntyy, kun verenkierto jollekin aivoalueelle keskeytyy, mikä johtaa jonkinasteiseen pysyvään neurologiseen vaurioon. Aivoinfarktin kaksi pääryhmää ovat iskeeminen aivoinfarkti (veren ja siten hapen puute jollekin aivoalueelle) ja verenvuototauti (aivoverisuonen puhkeamisesta tai vuotamisesta johtuva verenvuoto).

iskeemisen aivohalvauksen Patofysiologia

iskeemisen aivohalvauksen yleisenä reittinä on riittävän verenvirtauksen puute aivokudoksen täydellistämiseksi, koska aivoihin johtavat tai niiden sisällä olevat valtimot ovat ahtautuneet tai tukkeutuneet.

iskeemiset halvaukset voidaan jakaa karkeasti tromboottisiin ja embolisiin aivohalvauksiin.

ahtauma on yleensä seurausta ateroskleroosista eli rasvaplakkien esiintymisestä verisuonissa. Kun plakit kasvavat kooltaan, verisuoni kaventuu ja veren virtaus sen ulkopuolelle vähenee.

ateroskleroottisen plakin vaurioituneet alueet voivat aiheuttaa verihyytymän, joka tukkii verisuonen – tromboottisen aivohalvauksen.

embolisessa aivohalvauksessa muualta kehosta, tyypillisesti sydänläpistä, tulevat verihyytymät tai roskat kulkevat verenkiertoelimistön läpi ja tukkivat kapeammat verisuonet.

iskeemisen aivohalvauksen etiologian perusteella käytetään yleensä tarkempaa alaluokitusta:

• Suuri valtimotauti – suurten verisuonten ateroskleroosi, mukaan lukien sisäinen kaulavaltimo, nikamavaltimo, basilaarinen valtimo ja muut Willisin ympyrän suuret haarat.
• pienen verisuonen tauti – kroonisesta sairaudesta, kuten diabeteksesta, verenpaineesta, hyperlipidemiasta ja tupakoinnista johtuvat muutokset, jotka heikentävät valtimoiden seinämien myötäilyä ja / tai pienempien verisuonten luumenin ahtautumista ja tukkeutumista.
• embolinen aivohalvaus – yleisin syy emboliseen aivohalvaukseen on eteisvärinä.
• aivohalvaus, jolla on määritetty etiologia – kuten perinnölliset sairaudet, aineenvaihduntahäiriöt ja koagulopatiat.
• aivohalvaus, jonka etiologiaa ei ole määritelty – kaikkien edellä mainittujen poissulkemisen jälkeen.

aivoinfarktin ydinalueella verenkierto heikkenee niin rajusti, että solut eivät yleensä ehdi palautua ja joutuvat sen jälkeen solukuolemaan.

infarktin ytimen eli iskeemisen penumbran raja-alueen kudosvaurio on lievempi. Vähentynyt verenkierto tekee tästä alueesta toiminnallisesti hiljaisen, mutta se pysyy metabolisesti aktiivisena. Alueen solut ovat uhanalaisia, mutta eivät vielä peruuttamattomasti vahingoittuneita. Ne voivat läpikäydä apoptoosin useiden tuntien tai päivien kuluttua, mutta jos veren virtaus ja hapensaanti palautuvat pian aivohalvauksen alkamisen jälkeen, ne ovat mahdollisesti palautettavissa (kuva 1).

Kuva 1: Iskeeminen penumbra-potentiaali kääntää neurologinen vajaatoiminta aivoinfarktin jälkeisellä hoidolla

iskeeminen kaskadi

sekunneista minuutteihin aivoiskemian jälkeen aloitetaan iskeeminen kaskadi. Tämä on sarja biokemiallisia reaktioita aivoissa ja muissa aerobisissa kudoksissa, joka yleensä jatkuu kaksi-kolme tuntia, mutta voi kestää päiviä, vaikka normaali verenkierto palaa.

akuutin aivohalvauksen hoidon tavoitteena on normalisoida perfuusio ja puuttua biokemiallisten toimintahäiriöiden kaskadiin, jotta penumbra saadaan pelastettua mahdollisimman paljon ja mahdollisimman varhaisessa vaiheessa.

vaikka sitä kutsutaan kaskadiksi, tapahtumat eivät aina ole lineaarisia (kuva 2).

kuva 2: iskeeminen kaskadi

(lähde: http://neuro4students.wordpress.com/pathophysiology)

iskeemisen kaskadin tärkeät vaiheet

1. ilman riittävää verenkiertoa ja siten hapenpuutetta aivosolut menettävät kykynsä tuottaa energiaa – erityisesti adenosiinitrifosfaattia (ATP).
2. hoidettavan alueen solut siirtyvät anaerobiseen aineenvaihduntaan, jolloin ATP: n tuotanto vähenee, mutta siitä vapautuu sivutuotteena maitohappoa.
3. maitohappo on ärsyttävä aine, joka voi tuhota soluja häiritsemällä aivojen normaalia happo-emästasapainoa.
4. ATP-riippuvaiset ioninsiirtopumput pettävät, jolloin solukalvo depolarisoituu, mikä johtaa suureen ionitulvaan, mukaan lukien kalsium (Ca++), ja kaliumin ulosvirtaukseen.
5. solunsisäiset kalsiumpitoisuudet nousevat liian korkeiksi ja laukaisevat eksitatorisen aminohappovälittäjäaine glutamaatin vapautumisen.
6. glutamaatti stimuloi AMPA-reseptoreita ja Ca++ – läpäiseviä NMDA-reseptoreita, mikä johtaa entistä suurempaan kalsiumin virtaukseen soluihin.
7. liika kalsiumin sisäänpääsy ylikuumentaa soluja ja aktivoi proteaaseja (entsyymejä, jotka sulattavat soluproteiineja), lipaaseja (entsyymejä, jotka sulattavat solukalvoja) ja iskeemisen kaskadin seurauksena muodostuneita vapaita radikaaleja eksitotoksisuudeksi kutsutussa prosessissa.
8. kun fosfolipaasit hajottavat solun kalvon, se muuttuu läpäisevämmäksi ja soluun tulee enemmän ioneja ja haitallisia kemikaaleja.
9. mitokondriot hajoavat vapauttaen soluun toksiineja ja apoptoottisia tekijöitä.
10. solut kokevat apoptoosin.
11. jos solu kuolee nekroosin kautta, se vapauttaa glutamaattia ja myrkyllisiä kemikaaleja ympäröivään ympäristöön. Myrkyt myrkyttävät lähellä olevia hermosoluja, ja glutamaatti voi kiihottaa niitä liikaa.
12. verisuonten rakenteellisen eheyden menetys johtaa suojaavan veri-aivoesteen hajoamiseen ja edistää aivoödeemaa, joka voi aiheuttaa aivovamman sekundaarisen etenemisen.

verenvuotokohtauksen Patofysiologia

Verenvuotokohtaukset johtuvat laajenevasta hematoomasta johtuvasta aivokudoksen puristumiseen johtavasta verisuonen repeämästä. Tämä voi vääristää ja vahingoittaa kudosta. Lisäksi paine voi johtaa verenkierron menetykseen kärsivässä kudoksessa, josta seuraa infarkti, ja aivoverenvuodon vapauttamalla verellä näyttää olevan suoria toksisia vaikutuksia aivokudokseen ja verisuonistoon.

• aivoverenvuoto – joka johtuu verisuonen repeämisestä ja veren kerääntymisestä aivoihin. Tämä on yleensä seurausta verisuonten vaurioita krooninen verenpainetauti, verisuonten epämuodostumia, tai käyttää lääkkeitä, jotka liittyvät lisääntynyt vuotonopeus, kuten antikoagulantit, trombolyytit, ja verihiutaleiden agents.

• subaraknoidaalivuoto on aivojen subaraknoidaalitilassa tapahtuva asteittainen verenkeräys, jonka aiheuttaa tyypillisesti päähän kohdistunut trauma tai aivoaneurysman repeämä.