ΚΛΙΝΙΚΗ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ Περιοδική υπερκαλιαιμική παράλυση

Transcript

1 ΚΛΙΝΙΚΗ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ Περιοδική υπερκαλιαιμική παράλυση

2 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗΣ Αγόρι 6 ετών μεταφέρεται στον οικογενειακό ιατρό από τους γονείς του λόγω εμφάνισης δυσκολίας στην κίνηση των άκρων (άνω και κάτω) μετά από αγώνα ποδοσφαίρου.περίπου 10 λεπτά μετά τον αγώνα, το αγόρι αδυνατούσε να παραμείνει όρθιο για περισσότερο από 30 λεπτά. Κατά τη λεπτομερή λήψη του ιστορικού, το αγοράκι ανέφερε ότι και μετά από βρώση μπανάνας είχε διαμαρτυρηθεί για αδυναμία, ότι συχνά παρουσίαζε μυϊκούς σπασμούς και περιστασιακά μυοτονίες, οι οποίες εκδηλώνονταν με δυσκολία να σφίξει τα χέρια του ή να ανοίξει τα μάτια του μετά από έκθεση στον ήλιο. Μετά από ενδελεχή κλινική εξέταση, ετέθηηδιάγνωσητης περιοδικής παράλυσης λόγω υπερκαλιαιμίας. Στους γονείς έγινε σύσταση να σιτίζουν το αγόρι με τροφές πλούσιες σε υδατάνθρακες, χαμηλής περιεκτικότητας σε κάλιο, ενώ επί ανάλογων κρίσεων να δίδονται ροφήματα πλούσια σε γλυκόζη. Τέλος, δόθηκε η οδηγία το παιδί να αποφεύγει την έντονη άσκηση και τη νηστεία.

3 ΕΡΩΤΗΜΑΤΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ Ποια είναι η δράση της υπερκαλιαιμίας στο δυναμικό της κυτταρικής μεμβράνης; Τι ευθύνεται για τη φάση επαναπόλωσης του δυναμικού δράσης; Τι δράση επιφέρει η παρατεταμένη εκπόλωση στους διαύλους Να+ των σκελετικών μυών;

4 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΣΤΑ ΕΡΩΤΗΜΑΤΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ράση της υπερκαλιαιμίας στο δυναμικό της μεμβράνης: Εκπόλωση. Μηχανισμοί επαναπόλωσης: Ενεργοποίηση της τασεοεξαρτώμενης αγωγιμότητας του Κ+ και απενεργοποίηση της αγωγιμότητας του Να+. ράση της παρατεταμένης εκπόλωσης: Απενεργοποίηση των δίαυλων Να+.

5 ΚΛΙΝΙΚΗ ΣΥΣΧΕΤΙΣΗ (1) Η περιοδική παράλυση λόγω υπερκαλιαιμίας (ΗyperΡΡ) αποτελεί μια κληρονομούμενη με επικρατούντα αυτοσωμικό τύπο νοσολογική οντότητα που οφείλεται σε μετάλλαξη της άλφα υποομάδας των διαύλων Να+ στους σκελετικούς μυς. Απαντά περίπου σε 1 ανά πληθυσμό και είναι περισσότερο συχνή και κακοήθης στις γυναίκες. Η έναρξητηςηyperρρ απαντά συνήθως κατά την πρώτη με δεύτερη δεκαετία της ζωής. Μπορεί να είναι είτε επώδυνη είτε απειλητική για τη ζωή, αλλά μπορεί ακόμα και να εμποδίζει την επιτέλεση φυσιολογικών δραστηριοτήτων. Συμπτώματα της νόσου είναι η μυϊκή αδυναμία και η παράλυση, ενώ μερικές φορές κύριες εκδηλώσεις της αποτελούν οι μυοτονίες και οι σπασμοί. Ευτυχώς, σημαντικού βαθμού παράλυση δεν συμβαίνει ποτέ στους μεσοπλεύριους ή στους μυς του διαφράγματος, με αποτέλεσμα να μην επηρεάζεται η αναπνοή. Κρίσεις σπάνια εμφανίζονται αιφνίδια συνήθως εκλύονται από καταστάσεις όπως εί-ναι η άσκηση, το στρες, η νηστεία ή η πέψη μεγάλων ποσοτήτων Κ+ (π.χ. μπανάνες). Αν και η άσκηση προάγει την υπερκαλιαιμία και τις κρίσεις ΗyperΡΡ, για άγνωστους προς το παρόν λόγους παράλυση δεν εκδηλώνεται κατά τη διάρκεια της άσκησης.

6 ΚΛΙΝΙΚΗ ΣΥΣΧΕΤΙΣΗ (2) Προφανώς υπάρχει κάποιος επιπρόσθετος μηχανισμός που προστατεύει τους σκελετικούς μυς κατά την άσκηση, αλλά όχι μετά. Ο μηχανισμός που ευθύνεται για τις εκδηλώσεις της ΗperΡΡ οφείλεται σε μια σειρά μεταλλάξεων στην άλφα υποoμάδα των διαύλων Να+ των σκελετικών μυών που τους εμποδίζει να κλείνουν επαρκώς. Το παραπάνω οδηγεί σε μικρό και μόνιμο ρεύμα εισόδου που εκπολώνει συνεχώς τη μεμβράνη των μυών, γεγονός που μειώνει το επίπεδο του ουδού διέγερσης του δυναμικού δράσης, προκαλώντας υπερευρεθιστότητα η οποία οδηγεί σε δεσμιδώσεις (αυτόματες εκφορτίσεις μυών) ή σπασμούς στην ηρεμία. Στην περίπτωση που η εκπόλωση αυξηθεί περαιτέρω, όπως συμβαίνει όταν αυξάνουν τα εξωκυττάρια επίπεδα Κ+, απενεργοποιούνται οι δίαυλοι Να+ μέχρι να συμβεί επαναπόλωση. Η απενεργοποίηση αυτή αναστέλλει την έναρξη του δυναμικού δράσης στους μυς προκαλώντας παράλυση. Όταν η εξωκυττάρια [Κ+] μειωθεί, ελαττώνεται η εκπόλωση, απαλείφεται η απενεργοποίηση και εξαλείφεται η παράλυση.

7

8 ΚΛΙΝΙΚΗ ΣΥΣΧΕΤΙΣΗ (3) Περιορισμός των κρίσεων ΗyperPP επιτυγχάνεται μειώνοντας τα επίπεδα της [Κ+] στο πλάσμα. Η ινσουλίνη προάγει τη μεταφορά του εξωκυττάριου Κ+ στα ενδοκυττάρια διαμερίσματα μέσω ενεργοποίησης της αντλίας Να-Κ. Η κατανάλωση δίαιτας υψηλής σε υδατάνθρακες ή καθαρής γλυκόζης, αυξάνει την έκκριση της ινσουλίνης με αποτέλεσμα την ελάττωση της εξωκυττάριας [Κ+]. Αντίθετα, η νηστεία μειώνει την έκκριση ινσουλίνης και αυξάνει την εξωκυττάρια [Κ+], αυξάνοντας τις πιθανότητες για μυοτονίες και παράλυση στους ασθενείς με HyperPP

9 Σκοπός Η γνώση του μηχανισμού του δυναμικού ηρεμίας. Η κατανόηση των μηχανισμών που διέπουν το δυναμικό δράσης στους νευρικούς άξονες και στους σκελετικούς μυς

10 ΥΝΑΜΙΚΟ ΗΡΕΜΙΑΣ

11 ΥΝΑΜΙΚΟ ΗΡΕΜΙΑΣ Εαν το δυναμικό της μεμβράνης ισούται με το δυναμικό ισορροπίας ενός ιόντος, τότε το ιόν βρίσκεται σε ισορροπία και δεν υπάρχει καθαρή ροή προς οποιαδήποτε κατεύθυνση. Όταν όμως εμφανίζεται διαφορά μεταξύ του δυναμικού της μεμβράνης και του δυναμικού ισορροπίας του ιόντος, υπάρχει ιοντική ροή ( Ι ) η οποία μπορεί να θεωρηθεί, λόγω μεταφοράς φορτίων, ισοδύναμη με ηλεκτρικό ρεύμα. Έτσι σύμφωνα με το νόμο του Ohm ισχύουν οι σχέσεις :

12 I Κ = g K (E m -E K ) I Na = g Na (E m -E Na ) Ι Cl = g Cl (E m - Ε Cl ) Στην κατάσταση ηρεμίας το άθροισμα όλων των ιοντικών ρευμάτων ισούται με μηδέν, γιατί αλλιώς θα υπήρχε ροή φορτίων και συνεπώς μεταβολή του διαμεμβρανικού δυναμικού. Εάν θεωρηθούν ως τα μόνα σημαντικά ιόντα το Κ +, Νa +, Ca 2+, Cl -, τότε : Ι K + Ι Na + I Cl + I Ca = 0 ή g K (E m -E K ) + g Na (E m -E Na )+ g Cl (E m -E Cl )+ + g Ca (E m - Ε Ca ) = 0

13 g K Ε K + g Na E Na + g Cl E Cl + g Ca E Ca Em = g T όπου g T = g K + g Na +g Ca + g Cl Εάν σε ένα κύτταρο δεν παίζει σημαντικό ρόλο το Ca 2+ η εξίσωση γίνεται g K Ε K + g Na E Na + g Cl E Cl E m= g T όπου g T = g K + g Na +g Cl Ηεξίσωσηαυτή(chord conductance equation) εκφράζει το δυναμικό της μεμβράνης ως (σταθμισμένο) μέσο όρο των δυναμικών ισορροπίας των ιόντων.

14

15 Ένας άλλος τρόπος έκφρασης της ιοντικής ροής είναι το γινόμενο του συντελεστού διαπερατότητας του ιόντος και της κινούσας δύναμης που είναι συνάρτηση του διαμεμβρανικού δυναμικού και των συγκεντρώσεων του ιόντος στις δύο πλευρές της μεμβράνης. Θεωρώντας ότι στην κατάσταση ηρεμίας το άθροισμα των ιοντικών ροών είναι μηδέν το δυναμικό της μεμβράνης παρέχεται από την εξίσωση:

16 για τους 37 0 C, όπου p ο συντελεστής διαπερατότητας του κάθε ιόντος και οι δεικτες εσ και εξ αντιστοιχούν στο εσωτερικό και στο εξωτερικό της μεμβράνης. Η εξίσωση αυτή ονομάζεται εξίσωση των Goldman- Hodgkin-Katz ή εξίσωση σταθερού πεδίου (constant field equation), επειδή οι κινούσες δυνάμεις των ιόντων υπολογίσθηκαν με την υπόθεση ότι το ηλεκτρικό πεδίο μέσα στην κυτταρική μεμβράνη έχει σταθερή ένταση. Από τη διερεύνηση των παραπάνω εξισώσεων φαίνεται αμέσως ότι το δυναμικό της μεμβράνης τείνει προς το δυναμικό ισορροπίας του ιόντος του οποίου η ηλεκτρική αγωγιμότητα ή ο συντελεστής διαπερατότητας αυξάνουν.

17 Σταθερά χρόνου και μήκους Η πυκνότητα του ρεύματος που ευθύνεται για την ηλεκτρογόνο διάδοση μιας εκπόλωσης (ή υπερπόλωσης) ελαττώνεται εκθετικά με την απόσταση. Η αποτελεσματικότητα της ηλεκτρογόνου μετάδοσης συνήθως υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τη σταθερά απόστασης ή μήκους λ, η οποίαεξαρτάται από την τετραγωνική ρίζα της διαμέτρου του άξονα. Συνεπώς, η ηλεκτρογόνος μετάδοση του ρεύματος έμπροσθεν μιας ενεργού περιοχής επιταχύνεται περισσότερο σε άξονες με μεγαλύτερη διάμετρο και συνεπώς η αγωγιμότητα του δυναμικού δράσης είναι ταχύτερη στους μεγαλύτερους άξονες.

18 Σταθερά χρόνου και μήκους

19

20 Αν η R m ή C m είναι μεγάλη, τότε η ταχύτητα εκπόλωσης (ή υπερπόλωσης) μιας μεμβράνης) είναι βραδεία, γεγονός που μειώνει την ταχύτητα αγωγιμότητας του δυναμικού δράσης. Τα θηλαστικά έχουν μεγάλη ταχύτητα αγωγιμότητας του δυναμικού δράσης μέσω της μυελίνωσης αρκετών αξόνων, χαρα-κτηριστικό που μειώνει την C m. Οι άξονες με τη μέγιστη ταχύτητα αγωγής είναι εμμύελοι και έχουν μεγάλη διάμετρο (δηλ, έχουν μικρή τ και μεγάλη λ). Τα απομυελινωτικά νοσήματα όπως η σκλήρυνση κατά πλάκας προφανώς χαρακτηρίζονται από μειωμένη ταχύτητα αγωγιμότητας, γεγονός που οδηγεί σε σοβαρά νευρολογικά προβλήματα.

21