Patofysiologi

et slagtilfælde opstår, når blodstrømmen til et område af hjernen afbrydes, hvilket resulterer i en vis grad af permanent neurologisk skade. De to hovedkategorier af slagtilfælde er iskæmisk (mangel på blod og dermed ilt til et område af hjernen) og hæmoragisk (blødning fra et burst eller lækkende blodkar i hjernen) slagtilfælde.

Patofysiologi af iskæmisk slagtilfælde

den almindelige vej for iskæmisk slagtilfælde er mangel på tilstrækkelig blodgennemstrømning til at perfuse hjernevæv på grund af indsnævrede eller blokerede arterier, der fører til eller i hjernen.

iskæmiske slagtilfælde kan stort set opdeles i trombotiske og emboliske slagtilfælde.

indsnævring er almindeligvis resultatet af aterosklerose – forekomsten af fedtplader, der forer blodkarrene. Når plaketterne vokser i størrelse, bliver blodkaret indsnævret, og blodgennemstrømningen til området ud over reduceres.

beskadigede områder af en aterosklerotisk plak kan forårsage dannelse af blodpropper, som blokerer blodkarret – et trombotisk slagtilfælde.

i et embolisk slagtilfælde rejser blodpropper eller snavs fra andre steder i kroppen, typisk hjerteklapperne, gennem kredsløbssystemet og blokerer smalere blodkar.

baseret på ætiologien af iskæmisk slagtilfælde anvendes der generelt en mere nøjagtig underklassificering:

• Storarteriesygdom – aterosklerose af store fartøjer, herunder den indre carotisarterie, vertebralarterien, basilar arterie og andre store grene af kredsen af vilje.
• lille karsygdom – ændringer på grund af kronisk sygdom, såsom diabetes, hypertension, hyperlipidæmi og rygning, der fører nedsat overholdelse af arterievæggene og/eller indsnævring og okklusion af lumen i mindre kar.
• embolisk slagtilfælde – den mest almindelige årsag til et embolisk slagtilfælde er atrieflimren.
• Stroke af bestemt ætiologi-såsom arvelige sygdomme, stofskifteforstyrrelser og koagulopatier.
• Stroke af ubestemt ætiologi-efter udelukkelse af alle ovenstående.

i kerneområdet af et slagtilfælde reduceres blodgennemstrømningen så drastisk, at celler normalt ikke kan komme sig og efterfølgende gennemgå cellulær død.

vævet i det område, der grænser op til infarktkernen, kendt som den iskæmiske penumbra, er mindre alvorligt påvirket. Denne region gøres funktionelt tavs ved nedsat blodgennemstrømning, men forbliver metabolisk aktiv. Celler i dette område er truet, men endnu ikke irreversibelt beskadiget. De kan gennemgå apoptose efter flere timer eller dage, men hvis blodgennemstrømningen og ilttilførslen genoprettes kort efter slagtilfælde, kan de potentielt genvindes (figur 1).

Figur 1: Iskæmisk penumbra-potentiale til at vende neurologisk svækkelse med post-stroke behandling

den iskæmiske kaskade

efter sekunder til minutter med cerebral iskæmi initieres den iskæmiske kaskade. Dette er en række biokemiske reaktioner i hjernen og andre aerobe væv, som normalt fortsætter i to til tre timer, men kan vare i dage, selv efter normal blodgennemstrømning vender tilbage.

målet med akut slagtilfælde er at normalisere perfusion og gribe ind i kaskaden af biokemisk dysfunktion for at redde penumbraen så meget og så tidligt som muligt.

selvom det kaldes en kaskade, er begivenheder ikke altid lineære (figur 2).

figur 2: den iskæmiske kaskade

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

vigtige trin i den iskæmiske kaskade

1. uden tilstrækkelig blodforsyning og dermed mangel på ilt mister hjerneceller deres evne til at producere energi – især adenosintrifosfat (ATP).
2. celler i det berørte område skifter til anaerob metabolisme, hvilket fører til en mindre produktion af ATP, men frigiver et biprodukt kaldet mælkesyre.
3. mælkesyre er en irriterende, som har potentialet til at ødelægge celler ved forstyrrelse af den normale syre-base balance i hjernen.
4. ATP-afhængige iontransportpumper mislykkes, hvilket får cellemembranen til at blive depolariseret; hvilket fører til en stor tilstrømning af ioner, herunder calcium (Ca++), og en udstrømning af kalium.
5. intracellulære calciumniveauer bliver for høje og udløser frigivelsen af den spændende aminosyre neurotransmitter glutamat.glutamat stimulerer AMPA-receptorer og Ca++-permeable NMDA-receptorer, hvilket fører til endnu mere calciumtilstrømning til celler.overskydende calciumindtrængning overeksponerer celler og aktiverer proteaser, lipaser og frie radikaler dannet som et resultat af den iskæmiske kaskade i en proces kaldet eksitotoksicitet.
6. da cellens membran nedbrydes af phospholipaser, bliver den mere permeabel, og flere ioner og skadelige kemikalier kommer ind i cellen.
7. mitokondrier nedbrydes, frigiver toksiner og apoptotiske faktorer i cellen.
8. celler oplever apoptose.
9. hvis cellen dør gennem nekrose, frigiver den glutamat og giftige kemikalier i miljøet omkring den. Toksiner forgifter nærliggende neuroner, og glutamat kan overeksponere dem.
10. tabet af vaskulær strukturel integritet resulterer i en nedbrydning af den beskyttende blodhjernebarriere og bidrager til cerebralt ødem, hvilket kan forårsage sekundær progression af hjerneskaden.

Patofysiologi af hæmoragisk apopleksi

hæmoragiske apopleksi skyldes brud på blodkar, der fører til kompression af hjernevæv fra et ekspanderende hæmatom. Dette kan fordreje og skade væv. Derudover kan trykket føre til tab af blodtilførsel til påvirket væv med resulterende infarkt, og blodet frigivet ved hjerneblødning ser ud til at have direkte toksiske virkninger på hjernevæv og vaskulatur.

• Intracerebral blødning – forårsaget af brud på et blodkar og ophobning af blod i hjernen. Dette er almindeligvis resultatet af blodkarskader fra kronisk hypertension, vaskulære misdannelser eller brugen medicin forbundet med øgede blødningshastigheder, såsom antikoagulantia, trombolytika og blodplader.

• Subarachnoid blødning er den gradvise opsamling af blod i det subarachnoide rum i hjernens Dura, typisk forårsaget af traumer i hovedet eller brud på en cerebral aneurisme.