DUYU HAREKET VE BİLİNCİN BEYİN SAPINDA MODULASYONU

Geçen konuda retiküler formasyonun internöronlar aracılığı ile lokal refleks devreleri ve sterotipik hareketler ile ilişkileri tartışılmıştı. Bu bölümde ise retiküler formasyonun ön beyin ve medulla spinalise uzanan uzun aksonları ile uzun projeksiyon sistemleri üzerindeki etkileri tartışılacaktır.

Beyin sapındaki uzun projeksiyonlu hücre grupları nörotransmiterleri tarafından tanımlanabilir.

Eski yıllarda nöroanotomistler retiküler formasyonun zayıf bir organizasyon gösterdiğini açıklamalarına rağmen, modern metodlarla özel nörotransmiterli nöron sistemlerinden ve bağlantılarından oluştuğu gösterilmiştir. Burada bağlantıları bulunan adrenerjik, noradrenerjik, dopaminerjik, serotonerjik ve histaminerjik bir monoamin sistemi ile kolinerjik sistemin varlığı gösterilmiştir.

Hala daha eskiden bazı harfler kullanılarak yapılan tanımlamalarda bu 5 sistemle birlikte kullanılmaktadır.

Pencere 45-1 beynin temel modulator sistemleri

Noradrenerjik hücre grupları

Noradrenerjik hücreler dorsal ve ventral olarak iki kolon halinde yerleşmiştir. Medulla seviyesinde ventral kolon nukleus ambigus ile ilişkili nöronları (A1 grubu) içerir; dorsal kolon ise nukleus traktus solitarius ve dorsal motor vagal nukleus ile ilişkili (A2 grubu) nöronları içerir (şekil 45-1).

Her iki grupta hipotalamusa projekte olarak kardiovasküler ve endokrin kontrolü sağlarlar. Ponsta ventral kolon, ponsun ventrolateral retiküler formasyonuna yerleşmiş bulunan A5 ve A7 hücre gruplarını içerir. Bu A5 ve A7 grupları, ağrı duyusunun ve otonomik reflekslerin modulasyonunu sağlayan medulla spinalise temel projeksiyonları sağlar. A6 hücre grubu (locus seruleus) periaqaduktal ve periventriküler gri maddede dorsal ve lateral olarak bulunur (şekil 45-2). Lokus seruleus uyanıklık ve beklenmeyen uyarana yanıt vermeyi sağlar. Lokus seruleusun serebrum ve serebelluma olduğu gibi beyin sapı ve medulla spinalisede yoğun projeksiyonları vardır.

Adrenerjik hücre grupları

Medullada tanımlanan bu iki gruptaki nöronları bazılarının sonradan adrenalin sentezlediği gösterildi. C1 adrenerjik hücre grupları, rostral ventrolateral medulladaki A1 kolonundan rostrala bir genişleme oluştururlar. Pekçok C1 nöronu medulla spinalise özelliklede vasomotor nöronlara eksitatör inputlar gönderdiği düşünülen sempatik preganglionik kolono projekte olurlar. Diğer C1 nöronları kardiovasküler ve endokrin yanıtları modüle etmek üzere hipotalamusta sonlanırlar. Nukleus tarktus solitariusun bir parçası olan C2 adrenerjik nöronlar, gastrointestinal bilgiyi ilettiği düşünülen parabrachial nukleusa çıkan yollara katılırlar. C3 adrenerjik grubu medullanın rostral ucunda orta hattın yanında yerleşmişlerdir. C1 ve C3’teki nöronların karışımı lokus seruleusun temel çıktısını sağlar, fakat bu yola katılan hücrelerin çoğu adrenerjik değildir.

Dopaminerjik hücre grupları

Ön beyin ve orta beyindeki dopaminerjik hücre grupları, noradrenerjik sistem gibi numaralanmıştır. Çünkü dopamin histoflorousans yöntemiyle nordarenalinden çok iyi ayırtedilemez.

A8’den A10’a kadar olan hücre grupları substansia nigra pars kompakta ve orta beyin tegmentumuna komşu olan alanları kapsar. Bu gruplar temel çıkıcı dopaminerjik inputları motor yanıtın başlatılması için gerekli olduğu düşünülen striatumu innerve eden nigrostriatal yol dahil telensefalona gönderirler. A10 grubundan doğan mezokortikal ve mezolimbik dopaminerjik yol, bazal ön beyinin limbik yapılarıve frontal ve temporal korteksleri innerve eder.Bu yol hafızanın saklanması, duygu ve düşüncelerin oluşumuna katılır. Dorsal hipotalamustaki A11 ve A13 hücre grupları, medulla spinalise inen temel yolları oluştururlar. Bu yolun sempatik preganglionik nöronları düzenlediğine inanılır. Üçüncü ventrikülün duvarı boyunca A12 ve A14 hücre grupları, tuberoinfindibuler hipotalamin nöroendokrin sistemin bir parçasıdırlar. Dopaminerjik nöronlar olfaktor sistemde (Bulbus olfaktorius’ta A16, Olfaktor tuberkülde A15) ve retinada (A17) bulunurlar.

Şekil-45-3 dopaminerjik nöronlar.

Seratonerjik hücre grupları

Çoğu seratonerjik nöronlar rafe nukleusunda beyin sapının orta hattı boyunca yerleşmişlerdir (şekil 45-4). Kaudal medullanın orta hattı boyunca yerleşmiş bulunan B1-B3 hücre gruplarındaki rafe nöronları, medulla spinalisteki motor ve otonom sistemlere inici projeksiyonlar gönderirler. Rostral medulla seviyesinde rafe magnus çekirdeği (B3) spinal arka boynuza projekte olur ve ağrı duyusunu module ettiği düşünülür. Pontin, dorsal ve medial rafe nukleusları dahil pons ve orta beyindeki seratonerjik grup (B4-B9) ön beyinin tamamına projekte olur. Serotonerjik yollar, hipotalamik kardiyovasküler ve termoregülator kontrolda önemli düzenleyici rol oynar ve kortikal nöronların yanıtlılığını düzenler.

Kolinerjik hücre grupları

Asetil kolin hem otonom hemde somatik motor sistemde kullanılan bir nörotransmiterdir. Kolinerjik internöronların özel bir grubu beyin sapı ve ön beyinde bulunur ve mezopontin tegmentum ve ön beyinde bulunan büyük kolinerjik nöronlar uzun çıkıcı projeksiyonlar verirler. Mezopontin kolinerjik nöronlar iki kolona ayrılırlar:

1. Ventrolateral kolon (Ch6 hücre grubu yada pedinkulopontin nukleus) Superior serebellar pedinkülün yan kenarına yakındır.

2. Dorsomedial kolon (Ch5 hücre grubu yada laterodorsal tegmental nükleus) lokus seruleusun hemen rostralindeki periaquaduktal gri maddenin bri parçasıdır.

Bu iki hücre grubu pontin ve medüller retiküler formasyona temel inici projeksiyonlar gönderir ve talamusun yoğun çıkıcı innervasyonunu sağlar. Bu projeksiyonların uyku-uyanıklık siklusunun düzenlenmesinde önemli rol oynadığı düşünülür.

Şekil 45-5 kolinerjik nöronlar:

Histaminerjik hücre grupları

Memeli beyninde histaminerjik nöronlar posterior lateral hipotalamusta (tuberomammiller nukleus) büyük kümeler halinde yerleşmiştir ve bazı kümeler(E1-5 hücre grupları) ile minor ilişkileri vardır.Tuberomamiller nukleustaki histaminerjik nöronlar ön beyinde uyanıklığın sağlanmasına yardımcı olabilirler. Oreksin yada melanin gibi peptid nörotransmiterler içeren lateral hipotalamik alanın diğer nöronlarına, diffüz kortikal, spinal ve beyin sapına projeksiyonlara sahiptirler ve uyanıklık yanıtına katkıda bulurlar.

Şekil 45-6 histaminerjik nöronlar.

Beyin sapından medulla spinalise inici projeksiyonlar duysal ve motor yolları düzenler

Ağrı inici monoaminerjik projeksiyonlar tarafından düzenlenir.

Medulla spinalisin arka boynuzlarına monoaminerjik projekisyon, rafe magnus nukleusundan seratonerjeik ve ponstaki noradrenerjik hücre gruplarından iner. Bu yolların aktivasyonu ağrı bilgisinin iletimini inhibe edebilir.

Rafe magnus nukleusundaki seratonerjik nöronlar, periaquaduktal gri maddedeki enkefalin nöronlarından afferentler alırlar. Periaquaduktal gri maddenin elektriksel stimülasyonu analjeziye neden olurken rafe magnusa opiat antagonisti nalloxone verilmesi bu durumu bloke eder. Bu deneyler endojen opiat salınımının inen düzenleyici yolun burada aktive edildiğini düşündürür.

Rafe magnustaki nonseratonerjik nöronlar ağrılı uyarana refleks yanıtlarla korele ateşleme paterni gösterirler. Bu nöronlarda ağrının inici düzenlenmesine katkıda bulunabilir.

Postür yürüyüş ve kas tonüsü iki retikülospinal yol ile düzenlenir.

Medial ve lateral retikülospinal yol ile düzenlenir (detaylar 41. konuda verildi)

Medial retikülospinal traktus, üst pontin retiküler formasyondakibüyük nöronlardan kaynaklanır. Bu yol postürü sağlayan aksiyal kasların ekstensor yanıtından sorumlu spinal motor nöronları fasilite eder. Mezopontin retiküler formasyondaki nöronlar, sterotipik hareket paternleri (örneğin adım atma) üretebilir.

Lateral retikülospinal yol, medial medüller retiküler formasyondaki nöronlardan kaynaklanır ve spinal ve kranial motor nöronların ateşlemesini inhibe eder. Bu yoldaki glisinerjik nöronların aktivitesi, motor tonüsü üreten motor nöronların sinaptik potensiyellerinin inhibisyonuna yada atoniye neden olur. Bu alanda yoğun ateşlemeler REM uykusu sırasında gözlenir. Bu yoğun ateşlemelerin, pedinkulopontin nukleustaki kolinerjik nöronların kontrolü altında olduğu düşünülür.

Beyin sapından çıkıcı projeksiyonlar uyanıklık ve bilinci düzenler.

Hipotalamus ve beyin sapındaki monoaminerjik hücre gruplarından serebral korteks ve talamusa çıkan yollar uyanıklık ve kortikal yanıtlılığın arttığı arousal’a neden olur.Bu yollara çıkıcı kolinerjik yollarda katılır ve çıkıcı uyanıklık sistemi adını alır.

Çıkıcı uyanıklık sistemi 2 temel dala ayrılır. 1 dal talamusa girer, daha sonra diffüz olarak kortekse yayılır. Ikinci yol ise lateral hipotalamusa doğru gider ve hipotalamus ve bazal beyinden kortekse çıkan yollara katılır. Bu iki dalın birinin kaybı bilincin bozulmasına neden olur.

Şekil 45-7

Bilinç serebral korteksin toplanmış aktivitesini gösterir.

Filozoflar Plato’dan beri bilincin yapısı ile ilgilenmektedir. Son yüzyılda ise daha çok beynin nasıl çalıştığı konusunda çalışıldı. Son zamanlarda biliç, kişinin kendisinin ve çevresinin farkında olmasıdır, diye tanımlanır.Fakat ölçülmesi bilimsel bir porblemdir (20 konu).

Klinikte ise kişinin çevresel bir uyrana verdiği yanıta göre değerlendirilir. Kortikal hasarlarda ise lokalize yanıtlarda hasar vardır Örn: Wernike lezyonu

Klinisyenler 20 yüzyılın başlarında beyin sapı hasarı olup kortikal hiçbir lezyonu olmayan hastalar da komplet bilinç kaybı oluştuğuna dair vakaları ortaya koydular. Fakat bunun motor ve duysal yolların kesilmesine bağlı olabileceği düşüncesi vardı. Kortekse ait bir bulgu yoktu.

Nihayet 1920’lerin sonlarında Hans Berger EEG’yi icat etti. Alarm durumunda hızlı (12Hz) bir desenkronizasyon uyku halinde ise yavaş(3Hz) bir senkron patern görüldü.

Şekil 45-8

EEG talamik nöronların ateşlemelerinin 2 modunu yansıtır.

Serebral korteksteki elektriksel aktivite uyanıklık durumu için gerekli olan talamo kortikal sistemin ateşleme paternlerini yansıtır. Kafatasının yüzeyinden yazdırılan elektriksel aktivite kortikal nöronların dendritlerindeki sinaptik potansiyellerin toplanmış aktivitesini yansıtır. EEG dalgalarının özel ritmik paterni, talamustan serebral kortekse ulaşan eksitatör sinaptik potansiyel dalgalarının senkronizasyonunu yansıtır. Talamik aktivitenin bu ritmik özelliği, talamik nakil (relay)çekirdeklerinin 2 önemli özelliğine bağlıdır.

Birincisi, bu nöronlar 2 farklı fizyolojik konumda bulunabilirler; iletim modu, patlama modu. Talamik nakil çekirdeklerinin dinlenim membran potansiyelleri ateşleme seviyesine yakınsa nöron iletim modundadır. Gelen eksitator sinaptik potansiyel nöronda ateşlemelere neden olabilir. Talamik nöronlar inhibitör inputlar ile hiperpolarize edilirse ozaman patlama modundadır.

Bu nukleuslarda özel voltaj kapılı Ca kanalları vardır. Bunlar ateşleme seviyelerine yakın membran potansiyeli seviyelerinde inaktive olurlar. Oysa hiperpolarize durumda iken gelen eksitatör uyarana geçici açılma ile yanıt verirler. Ateşleme ile birlikte yeterli C agirişi K akımlarını tetikler. Böylece hücre yeniden hiperpolarize olur,ve ikinci bir patlayıcı ateşleme için hazır bekler. Talamusta hiperpolarizasyonu sağlayan GABA’erjik internöron sistemi vardır.

Şekil 45-9

Çıkıcı uyanıklık sisteminin dallarından birnin hasarı bilinci bozabilir.

Çıkıcı uyanıklık isteminin dallarından birinin (talamus yada hipotalamus üzerinden giden yollar) yaralanmasının bilinci bozabildiği deneysel lezyon çalışmalarıyla ve klinik olarak gösterilmiştir (şekil 45-10)

Şekil 45-10

Rostral ponsun altındaki seviyelerden beyin sapı kesisi biliç seviyelerini etkilemez.inferior kollukulus altıdaki akut kesiler değişen derecelerde komaya neden olur. Orta beyindeki paramedian retiküler formasyon yakınlarındaki küçük lezyonlarda aynı sonuca neden olur. Üst beyin sapında lateral tegmentumun üzerindeki geniş lezyonlarda koma oluşmaz.

Talamus yad onun retiküler girdilerinin hasarı uyanık durumun yada desenkronizasyonun başarılmasını önler.

Bilateral ön beyin hasarı komaya yada sürdürülen vejetatif durum yada semptomatik beyin ölümüne neden olabilir.

Koma serebral hemisferlerin bilateral lezyonu ilede oluşabilir. Bu hematom büyük yada çok sayıda beyin tümörü ile oluşabileceği gibi daha sık olarak elektrolit dengesizliği oksijensizlik gibi metabolik dengesizliklerlede oluşabilir. Hipoksi yada kan kaımı azlığında hipokampus ve serebral korteksteki (lamina III ve V) büyük piramidal nöronlar çok şiddetli hasarlanırlar. Böyle bir metabolik yaralanmadan 1-2 hafta sonra hasta sürdürülen vejatatif durum adı verilen uyku-uyanıklık siklusuna girer. Hidrensefalik bebekler gibi yeme, içme, gülme, ağlama, nesneleri gözle izleme gibi basit bazı davranışları yapabilir. Bu hareketler bilişsel komponentler içermezler çevreye verilen basit yanıtlara dayanır.

Bu durum beyin ölümünden ayırtedilmelidir. Beyin ölümünde hastalar, geri çekme bacağı oynatma gibi spinal seviyelerde yanıtlar verir (lazarus sendromu). Ekstremitelerin yüzün ve gözlerin amaçlı hareketi yoktur, duysal stimulusa beyin sapı refleks yanıtları ve solunum da yoktur.

Postscript:komatöz hastanın muayenesi:

Düzenlemenin iki prensibi, komanın nedeninin saptanmasında önemlidir.

Ø Birincisi,bilincin bozulması, hedefleri, talamus, hipotalamus yada her iki hemisfer olan ortabeynin ve üst ponsun paramedian kısmındaki çıkıcı uyanıklık sisteminin bozukluğunu gösterir.

Ø Ikincisi, kranial sinirlerin disfonksiyonu, kranial sinirlerin yada nukleusların yada onları kontrol eden lokal internöron devrelerinin yaralanmasını gösterir. Kranial sinirler ve nukleuslar özel yerleşimlerde bulunduklarından, onların işlev bozukluklarıbeyin sapında yaralanmanın seviyesini gösterebilir.

Bilincin durumu, klinik olarak çevreye verilen yanıtlarla değerlendirlir.

Bilinç iki temel yönden incelenebilir. Birincisi, bireysel uyanılabilirlik olarak tanımlanabilen bilincin seviyesi. Hastanın bilinci hafifçe depresse ise Letarjik denir, Hasta kolayca uyanabilir. Hasta tam olarak hiçbir şekilde uyanamıyorsa abandone, ne yapılırsa yapılsın uyku durumunda kalıyorsa stupor denir. Hasta uyarana amaçlı bir yanıt veremiyorsa komada denir.

İkincisi, bilincin içeriği, hastaqnın yanıtının uygunluğunun incelenmesidir.Akut multifokal yada yaygın biliç içeriğinin bozulmasına nörologlar ansefalopati psikiatristler ise akut organik beyin sendromu adını verirler. Kronik olursa demans adını alır. Delirum ise duysal bilginin kortikal işlenmesinde yaygın bozukluklarda uygun olmayan uyanıklık yada eksitasyona neden olur.

Bilincin kaybı, yapısal yada metabolik kaynaklı olabilir.

TABLO 45-1

Serebral metabolizma maddelerinin kaybı

Hipoksi

Hipoglisemi

Global iskemi

Multifokal iskemi(emboli yada DIC)

Serebral vaskülit nedeni ile oluşan multifokal iskemi

Normal fizyolojinin düzenlememesi

Hipo yada hipernatremi

Hiperglisemi/hiperosmolarite

Hiperkalsemi

Hipermagnezemi

Devam eden nçöbet

Nöbet sonrası durum

Hipotiroidizm

Kortizol azlığı

Toksinler

İlaçlar

Hypercarbia

Karaciğer bozukluğu

Böbrek bozukluğu

Sepsis

Menenjit/ ansefalit

Suparaknoit kanama

Dört fonksiyonel sistemin muayenesi yapğısal komanın nedeni hakkında önemli ip uçları verir.

Solunum paternleri:

Komatöz hastada ilk incelenecek sistem kardiyovasküler ve solunum sistemidir. Diffüz ön beyin hasarı olan fakat beyin sapı sağlam olan hastalarda Cheyne-stokes solunumu görülmesi tipiktir. Yaralanma pontin seviyelerde ise aralıklı apneler, ventrolateral medullanın daha altındaki bilateral lezyonlar apneye neden olurlar.

Şekil 45-11

Motor yanıtın ve uyanılabilirliğin seviyesi:

Şekil 45-12

Pupiller ışık yanıtı:

Şekil 45-13 parasempatik pupil daraltıcı sistem

Şekil 45-14 sempatik pupil genişletici sistem

Şekil 45-15 pupiller yanıtlar

Göz hareketleri:

Göz harekatleri ile ilgili pekçok lif üst beyin sapından çıkıcı uyanıklık sistemi ile taşınır. Beyin sapının diffüz hasarlarında amaçlı yada spontan göz hareketleri yapılamaz. Buna rağmen, başın çevrilmesi, dış kulak yoluna sıcak soğuk uygulaması gibi vestibüler uyarılma ile uygun hareket sağlanabilir.

Şekil 45-16

Komatöz hastanın acil bakımı yaşam kurtarıcı olabilir.

Komatöz hastanın tedavisi bu kitabın çok ötesinde bir durum olmasına rağmen hastanın acil muayenesinin tanıdaki önemi, hastalığın geleceği açısından çok önemlidir. Neden saptanıp hastanın nedene uygun tedavisi yaşam kurtarıcı olabilir.