patofysiologi

en stroke uppstår när blodflödet till ett område i hjärnan avbryts, vilket resulterar i en viss grad av permanent neurologisk skada. De två huvudkategorierna av stroke är ischemisk (brist på blod och därmed syre till ett område i hjärnan) och hemorragisk (blödning från en bristning eller läckande blodkärl i hjärnan) stroke.

patofysiologi av ischemisk stroke

den vanliga vägen för ischemisk stroke är brist på tillräckligt blodflöde för att perfusera hjärnvävnad på grund av trånga eller blockerade artärer som leder till eller i hjärnan.

ischemiska stroke kan i stort sett delas in i trombotiska och emboliska stroke.

förträngning är vanligtvis resultatet av ateroskleros – förekomsten av feta plack som fodrar blodkärlen. När plackarna växer i storlek blir blodkärlet smalare och blodflödet till området bortom minskas.

skadade områden av en aterosklerotisk plack kan orsaka blodpropp som blockerar blodkärlet-en trombotisk stroke.

i en embolisk stroke, blodproppar eller skräp från någon annanstans i kroppen, vanligtvis hjärtklaffarna, färdas genom cirkulationssystemet och blockerar smalare blodkärl.

baserat på etiologin för ischemisk stroke används vanligtvis en mer exakt underklassificering:

• stor artärsjukdom – ateroskleros av stora kärl, inklusive den inre halspulsådern, ryggradsartären, basilärartären och andra stora grenar av Willis cirkel.
• små kärlsjukdom-förändringar på grund av kronisk sjukdom, såsom diabetes, hypertoni, hyperlipidemi och rökning, som leder till minskad överensstämmelse av artärväggarna och/eller förträngning och ocklusion av lumen hos mindre kärl.
• embolisk stroke-den vanligaste orsaken till en embolisk stroke är förmaksflimmer.
• Stroke av bestämd etiologi-såsom ärftliga sjukdomar, metaboliska störningar och koagulopatier.
• stroke av obestämd etiologi-efter uteslutning av alla ovanstående.

i kärnområdet för en stroke reduceras blodflödet så drastiskt att celler vanligtvis inte kan återhämta sig och därefter genomgå celldöd.

vävnaden i regionen som gränsar till infarktkärnan, känd som ischemisk penumbra, påverkas mindre allvarligt. Denna region görs funktionellt tyst genom minskat blodflöde men förblir metaboliskt aktivt. Celler i detta område är hotade men ännu inte irreversibelt skadade. De kan genomgå apoptos efter flera timmar eller dagar, men om blodflödet och syretillförseln återställs strax efter stroke, är de potentiellt återvinningsbara (figur 1).

Figur 1: Ischemisk penumbra-Potential att vända neurologisk försämring med post-strokebehandling

den ischemiska kaskaden

Efter sekunder till minuter av cerebral ischemi initieras den ischemiska kaskaden. Detta är en serie biokemiska reaktioner i hjärnan och andra aeroba vävnader, som vanligtvis pågår i två till tre timmar, men kan pågå i dagar, även efter det normala blodflödet återvänder.målet med akut strokebehandling är att normalisera perfusion och ingripa i kaskaden av biokemisk dysfunktion för att rädda penumbra så mycket och så tidigt som möjligt.

även om det kallas en kaskad är händelser inte alltid linjära (figur 2).

Figur 2: den ischemiska kaskaden

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

viktiga steg i den ischemiska kaskaden

1. utan tillräcklig blodtillförsel och därmed brist på syre förlorar hjärnceller sin förmåga att producera energi – särskilt adenosintrifosfat (ATP).
2. celler i det drabbade området byter till anaerob metabolism, vilket leder till en mindre produktion av ATP men frigör en biprodukt som kallas mjölksyra.
3. mjölksyra är en irriterande, som har potential att förstöra celler genom störning av den normala syrabasbasen i hjärnan.
4. ATP-beroende jontransportpumpar misslyckas, vilket gör att cellmembranet blir depolariserat; vilket leder till en stor tillströmning av joner, inklusive kalcium (Ca++) och ett utflöde av kalium.
5. intracellulära kalciumnivåer blir för höga och utlöser frisättningen av den excitatoriska aminosyran neurotransmittorn glutamat.
6. glutamat stimulerar AMPA-receptorer och Ca++-permeabla NMDA-receptorer, vilket leder till ännu mer kalciuminflöde i celler.
7. överskott av kalciumintag överexciterar celler och aktiverar proteaser (enzymer som smälter cellproteiner), lipaser (enzymer som smälter cellmembran) och fria radikaler som bildas som ett resultat av den ischemiska kaskaden i en process som kallas excitotoxicitet.
8. när cellmembranet bryts ned av fosfolipaser blir det mer permeabelt och fler joner och skadliga kemikalier kommer in i cellen.
9. mitokondrier bryter ner, frigör toxiner och apoptotiska faktorer i cellen.
10. celler upplever apoptos.
11. om cellen dör genom nekros frigör den glutamat och giftiga kemikalier i miljön runt den. Toxiner förgiftar närliggande neuroner, och glutamat kan överexcitera dem.
12. förlusten av vaskulär strukturell integritet resulterar i en nedbrytning av den skyddande blodhjärnbarriären och bidrar till cerebralt ödem, vilket kan orsaka sekundär progression av hjärnskadorna.

patofysiologi av hemorragisk stroke

hemorragiska stroke beror på bristning av blodkärl som leder till kompression av hjärnvävnad från ett expanderande hematom. Detta kan snedvrida och skada vävnad. Dessutom kan trycket leda till förlust av blodtillförsel till drabbad vävnad med resulterande infarkt, och blodet som frigörs genom hjärnblödning verkar ha direkta toxiska effekter på hjärnvävnad och kärl.

• Intracerebral blödning – orsakad av bristning av ett blodkärl och ackumulering av blod i hjärnan. Detta är vanligtvis resultatet av blodkärlsskador från kronisk hypertoni, vaskulära missbildningar eller användning av läkemedel som är förknippade med ökade blödningshastigheter, såsom antikoagulantia, trombolytika och trombocytaggregationshämmande medel.

• subaraknoidalblödning är den gradvisa insamlingen av blod i det subaraknoida utrymmet i hjärnan dura, vanligtvis orsakad av trauma på huvudet eller bristning av en cerebral aneurysm.