Central neurogen hyperventilering
| Central neurogen hyperventilation | |
|---|---|
Anteroinferior vy av medulla oblongata och pons . Invasiva tumörer som finns i något av dessa områden har varit inblandade som huvudorsakerna till CNH.
| |
| Biologiskt system | systemet |
| Stimuli | Kroppens naturliga svar på minskad koldioxid |
Central neurogen hyperventilation ( CNH ) är ett onormalt andningsmönster som kännetecknas av djupa och snabba andetag med en hastighet av minst 25 andetag per minut. Ökad oregelbundenhet i denna andningsfrekvens är i allmänhet ett tecken på att patienten kommer att gå in i koma . CNH är inte relaterat till andra former av hyperventilering , som Kussmauls andningar . CNH är människokroppens svar på minskade koldioxidnivåer i blodet. Denna minskning av koldioxid orsakas av sammandragning av kranialartärerna från skador orsakade av lesioner i hjärnstammen . Den mekanism genom vilken CNH uppstår som ett resultat av dessa lesioner är dock fortfarande mycket dåligt förstådd. Aktuell forskning har ännu inte tillhandahållit ett effektivt sätt att behandla det sällsynta antalet patienter som diagnostiseras med detta tillstånd.
tecken och symtom
Symtom på CNH har observerats variera beroende på utvecklingen av CNH. De initiala symptomen på CNH inkluderar ett lågt arteriellt partialtryck av koldioxid, ett högt eller normalt arteriellt partialtryck av syre, högt arteriellt pH och takypné. Partialtrycket av koldioxid har noterats av Yushi et al. att sjunka så lågt som 6,7 mmHg, medan syremättnaden ligger kvar på 99-100 %. Respiratorisk alkalos induceras hos personer som drabbas av CNH, vilket stimulerar hyperpné att försöka kompensera för ökningen av blodets pH. Några av de rapporterade fallen av CNH hävdar alkalisk cerebral spinalvätska (CSF). Men inte alla fall upplever denna effekt och andra fall av CNH har en lokal ökning av pH som omger tumören som orsakar tillståndet. Hyperventileringen av CNH-patienter kvarstår under sömnen. De drabbade har observerats inte frivilligt kunna kontrollera sin andning för att bromsa den och hyperventilationen styrs till övervägande del av membranet.
CNH har visat sig påverka människor i alla åldrar, från barn vid sju års ålder till vuxna vid åttiosju års ålder. Det har påverkat människor samtidigt som de varit både medvetna och omedvetna. Efter Plum och Swansons första upptäckt av CNH trodde man att CNH var sällsynt hos patienter vid medvetande. Fler fall av CNH har observerats hos patienter vid medvetande sedan dess. Ytterligare symtom på medveten CNH inkluderar aptitlöshet, koncentrationssvårigheter, dåligt minne, svårigheter att äta eller prata, kakexi , kräkningar, desorientering och ett generaliserat förvirrat tillstånd som varierar från patient till patient. Det är dock allmänt sett att humörförändringar, ångest och koncentrationssvårigheter framskrider när tumören ökar i svårighetsgrad och, i själva verket, CNH kvarstår. Alla dessa symtom är inte närvarande i varje rapporterat fall av CNH, och symtomen verkar variera från fall till fall. Andra symtom som har associerats med CNH är övergående epileptiska episoder med tillfällig medvetslöshet. Detta tillstånd tros bero på allvarlig hypokapni som får blodkärlen i hjärnan att dra ihop sig, vilket leder till hjärnischemi . Andra symtom som orsakas av CNH är elektrolytdysequilibrium och humörförändringar som i första hand inkluderar ångest på grund av hyperventilationen.
När CNH väl har diagnostiserats fortskrider tillståndet i allmänhet tills patienten blir medvetslös eller förfaller i koma. De flesta patienter ses gå in i detta tillstånd två till tre månader efter uppkomsten av CNH. Lange et al. citerade en patient som upplevde lungödem, bronkit och lunginflammation före döden, även om alla rapporterade fall av CNH beskriver olika progressioner av tillståndet tills det förvärras till döden.
Associationer med kroppssystem
CNH är oftast associerat med det centrala nervsystemet, och majoriteten av CNH-fallen har associerats med infiltrativa tumörer i pons. Vissa fall involverar medulla och andra delar av hjärnan. Först och främst tror forskare att tumörerna infiltrerar pontinernas andningscentrum och centrala kemoreceptorer. CNH har inte visat sig vara associerat med något annat av kroppens system. Hjärt-, lung- och metabola störningar har uteslutits som orsaker till hyperventileringen. Tester som elektrokardiogram , ekokardiogram , torso-tomografiska skanningar och röntgenbilder av bröstet har visat att lung- och hjärtsystemen av CNH är normala. Lever- och njurfunktioner är också normala. Lymfkörtel- och sköldkörtelförstoring har inte heller upptäckts. Samband med det kardiovaskulära systemet ses när hjärntumörerna når de medullära kardiovaskulära centran, då patienten vanligtvis dukar för döden.
Orsaker
Att fastställa den exakta orsaken till CNH har visat sig vara svårt, särskilt eftersom endast 21 ytterligare fall har rapporterats sedan Plum och Swansons första rapport om tillståndet 1959. Dessa efterföljande rapporter handlar endast om patienter som är medvetna om CNH, även om de olika patofysiologierna förekommer. i varje enskild patient gör det nästan omöjligt att implicera antingen en speciell strukturell lesion eller förstörelsen av ett specifikt locus som den enda orsaken till CNH. Sammanställningar av rapporterna har dock lett till generaliserade slutsatser om den primära rollen av strukturella lesioner i initieringen av både unga och vuxna fall av CNH.
Tumörinducerad CNH hos vuxna
Majoriteten av vuxna patienter som upplever CNH har kliniska historiker av infiltrativa, expanderande tumörer i cortex, som främst involverar hjärnstammen . Över tre fjärdedelar av fallen som rapporterats sedan upptäckten av CNH av Plum och Swanson hade tumörer som tydligt involverade pons, med särskild hänsyn till patologin hos pontine tegmentum . CNH rapporterades också hos patienter med tumörer som påverkar medulla oblongata .
Även om en diagnos av CNH sällan övervägs utan bevis på hjärnstammsinfiltration, har det förekommit andra rapporterade fall av CNH som inte direkt involverar pons eller medulla. CNH rapporterades också i fall som involverade en frontallobstumör, ett invasivt larynxkarcinom som komprimerar mellanhjärnan, en förlängning av tumörer i huvud och nacke in i hjärnans bas, och talamusblödning. Manifestationen av CNH hos patienter med dessa icke-hjärnstamrelaterade störningar leder till en större debatt om patofysiologin för CNH och andra delar av hjärnans roll i regleringen av andning. För närvarande har det inte rapporterats några fall av CNH i samband med stroke .
I varje fall varierade tumörens natur, även om de två huvudkategorierna av tumörer klassificerades som antingen cerebrala lymfom eller solida tumörer, såsom pontingliom , anaplastiskt medulloblastom eller astrocytom .
Särskild uppmärksamhet ägnas åt den höga förekomsten av cerebrala lymfom associerade med vuxen CNH. Intracerebralt B-cellslymfom representerar mindre än 1 % av alla primära maligna tumörer i det centrala nervsystemet. Infiltration av lymfomceller i pons och medulla är den vanligast rapporterade orsaken till CNH, och står för hälften av alla CNH-inducerande hjärntumörer, trots dess avsevärda sällsynthet. Det har föreslagits att dessa lymfom är kapabla att diffust penetrera mellanhjärnan utan att väsentligt förstöra de övergripande strukturerna.
Tumörinducerad CNH hos barn
CNH hos barn är betydligt mindre vanligt, och endast fem av de tjugoen fallen har dokumenterats hos barn 11 år och yngre. Den primära skillnaden mellan juvenila och vuxna fall av CNH är den strukturella identiteten hos tumörerna som leder till CNH-symtom. Fyra av de fem fallen av CNH som involverade barn var associerade med solida infiltrativa gliom på hjärnstammen, medan endast ett fall var associerat med ett uppenbart lymfom som kallas mikrogliomatos.
Icke-tumörinducerad CNH
Det har bara rapporterats ett fåtal fall av icke-tumörinducerad CNH, varav de flesta har behandlats framgångsrikt. Nyligen inducerade det antikonvulsiva läkemedlet Topiramat tillfällig CNH hos patienter, som avtog efter att droganvändningen avslutades. Dessutom har det rapporterats ett fall av CNH hos en patient som har multipel skleros med hjärnstamskador. CNH ansågs reversibel och behandlades framgångsrikt med högdos intravenöst metylprednisolon och plasmautbyte.
Patofysiologi
Även om CNH typiskt kännetecknas av närvaron av lesioner i hjärnstammen, är mekanismen genom vilken dessa lesioner skapar ohämmad stimulering av utandnings- och inhalationscentrum fortfarande dåligt förstådd. Dessa lesioner uppstår vanligtvis efter att cancerceller från en annan plats i kroppen metastaserar och flyttar till hjärnan. Mekanismen genom vilken CNH ursprungligen troddes inträffa involverade separationen av pontin- och märg-respiratoriska centra genom infiltrativa tumörer. Djurmodeller som härmar denna separation uppvisar dock inte CNH. En sekundär postulerad mekanism genom vilken CNH kan fungera är att lesionerna producerar laktat som följaktligen fungerar som en stimulator för kemoreceptorerna i hjärnstammens märgregion. Tidigare studier av CNH-patienter har verifierat förekomsten av mjölksyra i cerebral spinalvätska.
Diagnos
För den kliniska diagnosen av CNH är det viktigt att symtomen, särskilt respiratorisk alkalos, kvarstår medan patienten är både vaken och sover. Närvaron av hyperventilation under sömnen utesluter alla möjliga emotionella eller psykogena orsaker till den ihållande hyperventileringen. Det får inte heller finnas några bevis för läkemedels- eller metaboliska orsaker, inklusive hjärt- eller lungsjukdom, eller nyligen eller pågående användning av andningsstimulerande läkemedel. Medan en positiv diagnos av CNH i vuxna fall endast bör reserveras tills alla andra möjliga orsaker till takypné har eliminerats, bör CNH misstänkas hos alla vaksamma barn som uppvisar oförklarlig hyperventilation och hypokarbi som leder till respiratorisk alkalos. När CNH har fastställts vara en möjlig orsak till hyperventilation, verifieras lesioner och deras placering i hjärnan med hjälp av magnetisk resonanstomografi (MRT).
.gif)
Behandling
Det finns inget accepterat aktuellt behandlingsförlopp för CNH. Patienterna stöds vanligtvis av mekanisk ventilation och hanteras med paralytiska medel för att kontrollera andningshastigheten tills en mer specifik behandlingsplan kan utvecklas. Morfin används som den vanligaste behandlingen, speciellt för dess förmåga att sänka andningsfrekvensen genom att reducera tidalvolymen till tillsatt koldioxid. Morfin har dock endast visat sig vara effektivt för att minska CNH i vissa fall. Framgångsrik dokumentation av CNH-behandling involverar vanligtvis kirurgiskt avlägsnande av lesionerna, eller användning av hjärnbestrålning eller kemoterapi med kortikosteroider för att minska storleken på lesioner i det drabbade området av hjärnan. I fall där CNH uppträder hos barn, vars tillstånd typiskt kännetecknas av mer solida tumörer, rekommenderas starkt aggressiva kirurgiska och kemoterapeutiska metoder.
Om behandlingen av lesionerna är ineffektiv, har studier visat att intravenös fentanyl , ett långsamt verkande narkotikum eller ett fentanylplåster kan användas för att bromsa andningen. I plåsterform är fentanyl ett bra alternativ till morfinbehandling för dess höga lipidlöslighet och förmåga att bäras på kroppen. Narkotikabehandling är till stor del tillfällig och höga sjuklighetsfrekvenser hos vuxna och barn citeras vanligtvis där lesioner inte behandlas eller avlägsnas effektivt.
Prognos
Debuten av CNH hos alla patienter oavsett ålder kan vara en föregångare till att patienter med infiltrativa tumörer i hjärnstammen och medulla följer en försämring. Dessa patienter upplever förlängda serier av CNH innan de ger efter för den associerade försämringen av medullärt kardiovaskulärt centrum, vilket slutligen resulterar i döden. Utöver de kliniska konsekvenserna av en positiv CNH-diagnos har långvarig hyperventilering också en markant effekt på dagliga aktiviteter och kan avsevärt försämra en patients förmåga att äta eller prata. Den ihållande hypokarbin, det alkalotiska pH-värdet och den resulterande elektrolytojämvikten kan också förändra en patients humör eller mentala tillstånd. Patienter med CNH beskrivs ofta som ouppmärksamma och oroliga.
Historia
Central neurogen hyperventilation (CNH) är en extremt sällsynt neurologisk störning som ursprungligen rapporterades av Fred Plum , MD och August G. Swanson, MD, 1959. Plum och Swanson beskrev symptomen hos nio komatösa patienter, och definierade CNH som ett syndrom som främst består av av förhöjd arteriell syrespänning, minskad arteriell koldioxidspänning och progressiv takypné .
Postmortem undersökning av de nio patienternas hjärnor som rapporterats av Plum och Swanson, avslöjade nekros av de centrala pons hos fem av de nio patienterna och indirekt kompression av pons hos ytterligare en patient. Deras första fynd tydde på att lesioner i det mediala pontine tegmentum leder till en störning av kortikala hämmande effekter av medullärt andningscentrum . Plum och Swanson föreslog att misslyckande med att hämma aktiviteten i denna speciella region av hjärnan resulterar i kontinuerlig stimulering av andningscentrumet av den laterala pontila retikulära formuleringen och lateralt placerad nedåtgående neurala väg . Förstörelsen av denna erforderliga negativa återkopplingsmekanism orsakar den okontrollerbara hyperventileringen associerad med CNH.
Ytterligare resultat
Efterföljande fynd visade att CNH också kan förekomma hos patienter som är vid medvetande. Patienter med tumörinducerad CNH förblir vid medvetande eftersom det retikulära aktiverande systemet i hjärnan inte påverkas av tumören i de tidiga stadierna av tillståndet. Tillståndet anses vara extremt ovanligt och endast 21 ytterligare fall av tumörinducerande CNH rapporterades fram till 2005. Endast fem av dessa fall rapporterades hos barn. Orsakerna förknippade med medvetet CNH är mer varierande än vad som ursprungligen förutspåddes av Plum och Swansons studie av patienter i koma, även om de vanligast rapporterade orsakerna till CNH involverar infiltrativa gliom och lymfom i hjärnstammen och pons.
Även om majoriteten av CNH-inducerande tumörer är belägna i närheten av andra medullära homeostatiska centra, är de fysiologiska förändringarna associerade med CNH begränsade till förändringar i kontrollen av andningen. De flesta patienter uppvisar normala avläsningar för hjärtfrekvens och blodtryck, även vid svår alkalos orsakad av CNH, vilket tyder på att det andningscentrum som påverkas av CNH är mer känsligt för kompression än andra delar av hjärnan.
Forskning
Nuvarande mekanismer genom vilka CNH fungerar är fortfarande dåligt utvecklade. Dessutom har en standardform av behandling inte etablerats för att behandla CNH. Dessa egenskaper gör CNH till ett viktigt tillstånd som fortfarande behöver undersökas hos vuxna och barn, även om tillståndets extrema sällsynthet gör det svårt för forskning att framgångsrikt undersöka kliniska fall.