1

Patofyziologie motoriky

Somatomotorický systém

Autonomní motorický systém

Neuroendokrinní sekretomotorický systém (PVGray – HPA)

Horní motoneuron Dolní motoneuron

Sval

Nervosvalové spojení

Poruchy pohybu

� Poruchy svalů

� Poruchy dolního motoneuronu

� Poruchy horního motoneuronu

� Poruchy bazálních ganglií

� Poruchy mozečku

� Poruchy pasivního hybného aparátu

Horní motoneuron Dolní motoneuron

Sval

Nervosvalové spojení

• poruchy svalů (myopatie, muskulodystrofie)

• Pouze motorické příznaky

• Senzorika je beze změn

Myopatie; příčiny• Primární myopatie

Geneticky vázané myopatie(proteiny, enzymy → metabolické)

Zánětlivé

• Sekundární myopatie

2

Příčiny myopatií• Endokrinní (tyreotoxikosa, myxedém, Cushingův syndrom)

• Metabolické (hypokalemie, hyperkalcemie)

• Toxické (alkohol, steroids, statiny, fibráty, zidovudin, ….)

• Zánětlivé myositidy (polymyositis, dermatomyositis, inclusion body myositis, jinénemoci pojivové tkáně včetně reumatoidních)

• Karcinomatosní myopatie• Muscular dystrofie (Duchenne, Becker, facioscapulohumeral, ….)

• Myotonie (dystrofická myotonie, myotonia congenita)

• Metabolické myopatieAbnormální metabolismus glykogenu (McArdle's disease)Abnormální metabolismus lipidů (defekt beta-oxidation s chyběním karnitinu) Mitochondriální myopatie

• Kongenitální myopatie (central core disease, nemaline myopatie, …..)

• Sarkoidosa

Myopatie primární

Zánětlivé myopatie

• Dermatomyositis(protilátky + komplement

poškozují kapiláry)

• Polymyositis(Tcytox – svalová vlákna)

http://neuromuscular.wustl.edu/antibody/infmyop.htm

Myopatie primárníNezánětlivé myopatie

• Muskulární dystrofie – Duchenne muskulodystrofie (X vázaná)

– Beckerova muskulodystrofie (X vázaná)

– Myotonické dystrofie (autosomálně dominantní)

• Kongenitální myopatie• Podle patolgockého nálezu (central core,

nemalin,centronuclear )

• Metabolické myopatie

Duchennova muskulodystrofie

http://geneticsofmd.webnode.com/

Typical characterisitics of muscular dystrophy disorders.

3

http://neuromuscular.wustl.edu/musdist/pe-eom.html

Myotonic dystrophy

AD disorder that is a triplet repeat (problem with anticipation -disease gets worse in future generations), note balding head andsagging face, patient's cannot relax their grip on something, cardiac disease/cataracts/ testicular atrophy are also present

http://www.duke.edu/~ema5/Golian/Slides/8/musculoskeletal5.html

Myopatie• Metabolické myopatie

– Glykogen (McArdler)

– Lipidy (karnitin)

– Mitochondriální (Kearns-Sayre syndrom)

• Toxické myopatie (sekundární)– Léky

– Endokrinní

– Toxiny (alkohol)

Myopatie, dgn• Fyzikální nález, anatomie

• Měřit svalovou sílu (ergometry, dynamometry)

• Genetika, anamnéza

• EMG

• Biopsie

• Biochemie

a) Normální

b) Myopatie

c) Reinervace

nekrosa

Idiopatická polymyositis, dermatomyositis

4

Myopatie; klinika

• Poruchy chůze, zvedání se

• Poruchy převážně proximálních svalů

• Atrofie

• Pseudohypertrofie

Horní motoneuron Dolní motoneuron

Sval

Nervosvalové spojení

Poruchy nervosvalového spojení

Poruchy nervosvalového spojení

• Presynapticky– Botulismus– Lambert Eatonův myastenický syndrom

• Synaptická štěrbina AChE

• Postsynapticky– Myastenia gravis– Toxiny, analgetika

AP

Ca++

Ca++

Ca++

AChE

AP

NEUROMUSCULAR JUNCTION ANATOMY:

NORMAL & MYASTHENIA GRAVIS

5

Myastenia gravis; EMG

Repetitive stimulation

BlockAP z jedné jednotky

Horní motoneuron Dolní motoneuron

Sval

Nervosvalové spojení

Poruchy dolního motoneuronu

Poruchy dolního motoneuronu• Poruchy periferního nervu

– Axonální degenerace; úraz → Wallerova degenerace

– Axonální demyelinizace• Zánětlivá demyelinizační polyradikuloneuropatie (Guillain

Barre syndrom)

– Diabetická neuropatie

Týká se motoriky i senzoriky (area nervina)

• Poruchy těla α-motoneuronu– Zánětlivé změny (např. poliomyelitis acuta anterior)

http://zdravi.e15.cz/clanek/postgradualni-medicina/poruchy-perifernich-nervu-mononeuropatie-169656

Traumatické poruchy periferního nervu

• Neuropraxie

• Axonotmese

• Neurotmese

Reinervace ( Cx plasticita), důsledky

6

Poruchy dolního motoneuronu• Poruchy pouze motoriky

– Motorická jednotka (fascikulace)– Atrofie se týká celých motorických jednotek – Po denervaci bez terapie nastávají nejprve

fibrilace jednotlivých svalových vláken, pak jejich atrofie

• Chabá (periferní) obrna – nízký svalový tonus

Poruchy neurogenní a myopatie

ne(+)Výskyt abnormálních reflexů (Babinský)

ne+Ztráta senzoriky

ne+Fascikulace

ne+Ztráta reflexů

++++Svalová slabost, ochablost

MyopatieNeurogenníKlinické nálezy

Poruchy neurogenní a myopatie, laboratorní nálezy

Nekrosy, regenerace

Atrofie skupin

Biopsie

+++++ –Enzymy v séru

ne+EMG: fascikulace

normálnísníženEMG: počet jednotlivých AP

sníženézvýšené,

delší

EMG: jednotlivé potenciály

ne+Zpomalená vodivost nervu

myopatieneurogenníNález

Spinální úroveň, segmenty

� Konečná společná dráha, výstup ze spinálních okruhů (α-motoneuron)

� Reciproční inervace (agonisté, antagonisté)

� Rytmické pohyby (kontrakce) - lokomoce

Poruchy míchy

� Poruchy šedé hmoty (dolní motoneuron)

� Poruchy bílé hmoty– sestupné systémy (horní motoneuron)– vzestupné systémy (senzorika)

• Spinální svalové atrofie (součástí jiných neurodegenerativních onemocnění)

Poruchy

• Neurodegenerace (ALS)• Poruchy myelinu

– Vit B12– Diabetes

Demyelinizace– Periferní nervy (G-B syndrom)– Viry (HIV – 1), (leuko-dystrofie, -patie)– Roztroušená Sklerosa (oligodendrocyty)

7

Horní motoneuron Dolní motoneuron

Sval

Nervosvalové spojení

Poruchy horního motoneuronu

SpinSpináálnlníí mmííchacha

Horní motoneuron: co to je?Klinické označení pro všechny sestupné

motorické systémy

Nikoli jen pro tr. kortikospinalis !!!Mozek → hemiplegieMícha → paraplegie, quadruplegie

Laterální systémAnteromediální systémTřetí systém motoriky

• Mezi obratlem a listem dury mater je velký epidurální prostor vyplněný měkkým vazivem, tukem a pletení cév

• Cerebrospinální tekutina je v subarachnoidálním prostoru• Míšní kořeny, rohy, provazce

Porucha horního motoneuronu, příznaky

� Plegie, paréza � Spasticita � Příznak sklapovacího nože� Hyperreflexie� Klonus� Abnormální exteroceptivní reflexy (Babinského

reflex, vymizení abdom, cremaseter r.)

� (není atrofie, nejsou fascikulace)

8

Spasticita

� Zvýšený odpor kladený pasivnímu pohybu, který se zvyšováním pohybu zvyšuje (fenomén sklapovacího nože)

� Spojená s hyperreflexivitou

� Centrální spasticita (abnormální excitace)

� Spinální spasticita (interneurony)– Flexorový reflex

– Spasmus extenzorů (fragment lokomoce?)

Klinické příklady poruch HMN� DMO (dětská mozková obrna)

� RS (sclerosis multiplex)

� Iktus

� Tumory CNS

� ALS (amyotrofická laterální sklerosa má poruchu obou motoneuronů)

� Trauma míchy

� Trauma mozku

Trauma spinální míchy

• Transverzální léze míšní

• Míšní šok: oblast pod a v místě léze

– Ztráta volních pohybů, cítění

– Ztráta všech reflexů (somatických i autonomních)

• Vzniká náhlým odstraněním descendentních vstupů do míchy

• Trvá dny, týdny, měsíce

Odeznění míšního šokuČást nad přerušením bez omezení

Část v místě přerušení: gliová jizva

Část pod přerušením:

• Návrat autonomních reflexů

• Návrat flexorových reflexů

• Návrat extenzorových reflexů

• Návrat čití nebo volní motoriky není možný

9

Mícha

• Quadruplegie

• Paraplegie

• Hemisekce míšní (Brown Sequardův syndrom)

HK

DK

Poruchy horního (HMN) a dolního motoneuronu (DMN)

–+Abnormální reflexy

+–Fascikulace

+++– +Atrofie

–+++Reflexy

–+++Svalový tonus

––Volní pohyby

DMNHMNpříznak

Kmenové struktury

10

Mesencephalická lokomoční oblast

Tractus reticularis (funiculus ventrolateralis)

Spinální generátor vzorců pohybu (interneurony)

Eye movements– midbrain

Orofacialbehavior –dorsolateralhindbrain

Orientation ofthe head –lower medulla, upper C sp.cord

Spinální živočich

• Nemá spontánní lokomoční aktivitu

• Koordinovaný pohyb podobný chůzi lze vyvolat dotykem s pohybující se podložkou (somatosenzorické vstupy)

• Generátor lokomočního pohybu (locomotorpattern generator)

11

Zvířata se zachovaným mesencephalem(Midbrain animals)

• Nemají spontánní lokomoční aktivitu, ale lze ji vyvolat různými senzorickými vstupy (sluchovými, bolestivými) nebo ji vyvoláme stimulací mesencephalické lokomočníoblasti (locomotor pattern initiator)

• Kompletní aphagie a adipsie (nepolyká ani tekutiny)

Hypothalamická zvířata

• Nemají thalamus a forebrain, ale zachovaný hypothalamus

• Mají spontánní lokomoční chování (mění úroveň podle vnitřní aktivity – nevíme, kudy a jak je generována)

• Jsou spontánně hyperaktivní i za klidných podmínek• Mohou regulovat svou hmotnost i vodu vzhledem k

okolí• Vykazují kompletní obranné chování• Mohou se množit (samice)• Hypothalamické centrum řízení lokomoce (locomotor

pattern controller)

Organizace retikulární formace

3 longitudinální zóny:� ncl. Raphe v celém kmeni, (5HT, Rostr. - spánek, Caud. – bolest)

� mediální část jader; centrální skupina; efektorová, motorická• Medula: gigantocellular reticular nucleus

• Paramedian Pontine Reticular Formation (PPRF)

• Precerebellar Reticular Nuclei

• Locus Coeruleus

� laterální část jader; asociativní, senzorická area • (Parvocellular Reticular nucleus) ponto/medullary tegmentum

• Parabrachial area - midbrain

• Lateral Reticular Nucleus - medulla

Funkční organizace RF

• Vědomí - bdělost

• Motorika– Cerebelární centra - BG, thalamus, hypothal., septum (MFB)

– CBLL (motorické programy)

– Hlavové nervy • medial – horiz. conjug. pohyby očí

• lateral – reflexy spojené s příjmem potravy;

– Prodloužená mícha• pontinní, medial – ipsilateral, celá mícha, společně s MLF

• medullární, lateral – ipsilateral, celá mícha, společně s rubrospinal

• Senzorika - bolest

Funkce kmene, „integrace“

� Pohyby očí; Pláč

� Žvýkání; Slinění; Polykání

� Kýchání; Kašel

� Respirace

� Oběh

� Funkce GIT

� Posturální motorika

12

Mozkový kmen – důsledky poruch

� Rigidity

� Poruchy pohybů očí

� Poruchy jader mozkových nervů

� Alternující hemiplegie

� Poruchy vestibulárních jader

� Poruchy vědomí

� Poruchy vegetativních funkcí

addukceflexevnitřní rotaceplantární flexe

pronace extenze

addukce

flexe

plantární flexe

Dekortikační rigidita

Decerebrační rigidita

Modulační okruhy

Bazální ganglia

13

Funkce BG

• Primárně řídí kontralaterální stranu těla

• Inhibují neočekávané pohyby

• Facilitují chtěné pohyby

• Vybírají motorické vzorce

• Přepínají z jednoho pohybu na druhý

Funkční okruhy basálních ganglií

• Motorický

• Okulomotorický

• Dorsolaterální prefrontální

• Laterální orbitofrontální

• Limbický

Obecné schéma všech okruhů BG• Vstup z Cx a ze S.nigra comp do striata :

– ncl.caudatum

– putamen

• Vnitřní okruhy

• Výstup z

– globus palidus int,

– s. nigra ret.

• Do thalamu VA / VL (a pak do Cx)

Vnitřní okruhy BG

• Přímá dráha

– 2 inhibiční neurony za sebou (GABA) ovlivníinhibiční neuron v GPi do thalamu a Cx

• Nepřímá dráha

– 3 neurony, inhibiční, inhibiční a excitační do GPi a do thalamu a Cx

14

Bazální ganglia, poruchy

• Syndrom hypokineticko hypertonický

(↓ Ki ↑ To)

• Syndrom hyperkineticko hypotonický

(↑ Ki ↓ To)

Parkinsonova choroba; hlavní příznaky

• Tremor: klasicky klidový, unilaterální, 4/5 Hz, sociální hendikep

• Rigidita: agonist, antagonist, fixator, synergist, ozubené kolo, neníztráta svalové síly

• Nedostatek pohybů: bradykinese, pomalá iniciace, prodloužený reakční čas, všechny aspekty pohybu

• Ztráta posturálních reflexů: righting reflex, postoj

• Postoj: flexe, kyfosa, ztráta bederní lordosy, flexe kyčle a kolen, redukovaná base

• Chůze: „zamrznutí“, chybí souhyby

Parkinsonova choroba; mediátory

• metyl-fenyl-tetrahydropyridin (MPTP)

• Porucha rovnováhy mediátorů

• Nadbytek ACh

• Nedostatek DA

Prahový efekt - 80% úbytek dopaminu• Pokud existuje škodlivina, docházelo k expozici pravděpodobně

roky až desetiletí (nikoli týdny) před začátkem onemocnění.

• První příznaky Parkinsonovy choroby - když úbytek dopaminu na terminálech výběžků buněk substantia nigra dosáhne 80% původních hodnot (k dispozici je tedy 20% původního množstvídopaminu). To nastane, je-li poškozena alespoň polovina buněk produkujících dopamin. ⇒⇒⇒⇒ mozek umí kompenzovat značný úbytek dopaminu.

• K prolomení existující kompenzace může vést těžší poranění, srdeční příhoda nebo chirurgický zákrok. Neví se přesně proč. Jisté je, že to není pravá příčina Parkinsonovy choroby, pouze urychlení jejího nástupu o několik měsíců nebo týdnů.

15

Dyskinesy

� Hyperkinesy� Chorea (Huntington)

� Athetosa (antipsychotika, tardivní dyskinesa)

� Dystonie (idiopat. torsní dystonie; spas. torticollis)

� Myoklonus (noční myoklonus; ballismus)

� Tiky (Gilles de al Tourette sy)

� Tremor

� Akathisie (neposednost)

� Hypokinesy, bradykinesa

Mozek pacienta s Huntingtonovou chorobou

Modulační okruhy

CBLL

Mozeček

• Vestibulární mozeček

• Spinální mozeček

• Kortikální mozeček

16

Mozeček, vnitřní okruhy

• Vstupy → odbočka k jádru a pak

• Mechová vlákna (nepřímá excitace)

• Šplhavá vlákna (přímá excitace)

• Purkyňovy bb. → Inhibiční výstup k jádrům

• Z jader excitační výstup

17

Vestibulocerebellum

• Vstupy z vestibulárních jader, i oliva inf.• Lobus flokulonodularis• Ncl fastigii• Výstupy

– Tr. vestibulospinalis, med., later.– MLF

• Rovnováha, axiální svalstvo, HK, pohyby očí

Spinocerebellum• Vstupy z míchy

– Tr. cuneocerebellaris– Tr. spinocerebellaris, RF

• Vermis a intermediální zóna• Ncl. Interpositus• Výstupy

– Tr. reticulospinalis– (Tr. vestibulospinalis)

• Moduluje pohyby (axiálního svalstva)

Pontocerebellum (cerebrální mozeček)

• Vstupy z pontinních jader, RF, oliva inf.

• Mozečkové hemisféry, laterální zóny

• Ncl.dentatus

• Výstupy do thalamu

• Role v plánování pohybů

18

Funkce mozečku

• Řízení ipsilaterální části těla

• Koordinace (aktivity svalů zvláště během komplexních pohybů)

• Učení nových pohybů během praxe (implicitní paměť, myši s poruchou mozečku se nedokáží naučit

hledat ostrůvek ve vodním bludišti)

• Automatizace pohybů

Poruchy mozečku

Některé příčiny:Vaskulární (embolus, trombus, hemoragie) Demyelinizační poruchy Sclerosis multiplexZáněty - akutní disseminovaná encephalomyelitisTumory - (meduloblastoma)Vrozené a dědičné příčiny

Arnold-Chiari Malformation - small posterior fossa, malformed midlinecerebellum with extension of vermis through the foramen magnum.

Dandy-Walker malformation - enlarged post. Fossa, absent cerebellarvermis and large midline cyst

Příznaky poruch mozečku

� Vestibulární mozeček

– trunkální ataxie (bilaterálně), ale koordinace a vlastní pohyby končetin nejsou postiženy

� Spinální mozeček

– poruchy rovnováhy (bilaterálně), ataxie, abasie,

– inkoordinace DK, dysmetrie DK

– test pata-koleno je obtížný

Příznaky poruch mozečku

� Cerebrocerebellární syndrom (posterior lob.)– hypotonie

– poruchy intenzity a amplitudy pohybu• generalizovaná ataxie končetin

• dysmetrie (prst-nos)

• intenční tremor

– poruchy koordinace - dysdiadochokinesa

– poruchy řeči, písma

– snadná únava

19

start konec

normal

abnormal

normal

normal

abnormal

abnormal

Děkuji za pozornost

A co umí alkohol