Uszkodzenie mózgu spowodowane alkoholem - Alcohol-related brain damage

Uszkodzenie mózgu spowodowane alkoholem zmienia zarówno strukturę, jak i funkcję mózgu w wyniku bezpośrednich neurotoksycznych skutków zatrucia alkoholem lub ostrego odstawienia alkoholu. Zwiększone spożycie alkoholu wiąże się z uszkodzeniem obszarów mózgu, w tym płata czołowego , układu limbicznego i móżdżku , z rozległym zanikiem mózgu lub kurczeniem się mózgu spowodowanym zwyrodnieniem neuronów . To uszkodzenie można zobaczyć na skanach neuroobrazowych.

Uszkodzenie płata czołowego staje się najbardziej widoczne wraz z wiekiem alkoholików i może prowadzić do upośledzenia sprawności neuropsychologicznej w takich obszarach, jak rozwiązywanie problemów, rozsądek i zachowania ukierunkowane na cel. Upośledzone przetwarzanie emocjonalne wynika z uszkodzenia układu limbicznego. Może to prowadzić do problemów z rozpoznawaniem emocjonalnej mimiki i „interpretowaniem niewerbalnych sygnałów emocjonalnych”.

Upijanie się lub intensywne epizodyczne picie może prowadzić do uszkodzenia układu limbicznego, które pojawia się po stosunkowo krótkim czasie. To uszkodzenie mózgu zwiększa ryzyko otępienia związanego z alkoholem oraz zaburzeń nastroju i zdolności poznawczych. Osoby napadające na alkohol są również narażone na zwiększone ryzyko wystąpienia zaburzeń związanych z używaniem alkoholu . Zaburzenia związane z używaniem alkoholu są również związane z wieloma innymi problemami zdrowotnymi, w tym zaburzeniami pamięci , wysokim ciśnieniem krwi , osłabieniem mięśni, problemami z sercem, anemią , obniżoną odpornością, chorobami wątroby , zaburzeniami układu pokarmowego i trzustką . Jest również skorelowany z depresją , bezrobociem i problemami rodzinnymi ze zwiększonym ryzykiem przemocy domowej.

Płeć i historia zaburzeń związanych z używaniem alkoholu i upijaniem się ma wpływ na podatność na uzależnienie od alkoholu, ponieważ wyższy poziom obserwuje się zwykle u mężczyzn i osób z historią rodzinną.

Rozpowszechnienie

Prawie połowa amerykańskich alkoholików wykazuje „neuropsychologiczne upośledzenia, od łagodnych do ciężkich”, przy czym około dwa miliony osób wymaga opieki przez całe życie po wystąpieniu trwałych i wyniszczających schorzeń. Długotrwała abstynencja alkoholowa może prowadzić do poprawy tych niepełnosprawności. W przypadku osób z łagodnymi upośledzeniami zauważono pewną poprawę w ciągu roku, ale może to potrwać znacznie dłużej u osób z większymi uszkodzeniami.

Zagrożone populacje

Młodzież i czynniki genetyczne

Impulsywność i poszukiwanie doznań obserwowane w okresie dojrzewania mogą prowadzić do zwiększonego spożycia alkoholu i częstszych epizodów upijania się, co powoduje, że młodzież jest szczególnie narażona na zaburzenia związane z używaniem alkoholu. Wciąż rozwijający się mózg nastolatków jest bardziej podatny na niszczące neurotoksyczne i neurodegeneracyjne działanie alkoholu. „Wysoką impulsywność [również] stwierdzono w rodzinach z zaburzeniami związanymi z używaniem alkoholu w wywiadzie, co sugeruje powiązanie genetyczne. Tak więc genetyka impulsywności nakłada się na genetyczne ryzyko zaburzeń związanych z używaniem alkoholu i prawdopodobnie neurodegeneracji alkoholowej ”.

Istnieje również genetyczne ryzyko związanego z alkoholem prozapalnego uszkodzenia mózgu wywołanego przez cytokiny . Istnieją dowody na to, że warianty tych genów nie tylko przyczyniają się do uszkodzenia mózgu, ale także do impulsywności i zaburzeń związanych z używaniem alkoholu . Wszystkie te trzy cechy genetyczne w dużym stopniu przyczyniają się do zaburzeń związanych z używaniem alkoholu.

Deficyty neurologiczne

Anatomia mózgu

Alkoholików można zazwyczaj podzielić na dwie kategorie, nieskomplikowane i skomplikowane. Nieskomplikowani alkoholicy nie mają stanów niedoboru odżywiania ani chorób wątroby, ale mają zmniejszoną ogólną objętość mózgu z powodu atrofii istoty białej mózgu. Nasilenie atrofii spowodowanej spożyciem alkoholu jest proporcjonalne do tempa i ilości alkoholu spożywanego w ciągu życia człowieka. Skomplikowani alkoholicy mogą mieć uszkodzenie wątroby, które wpływa na strukturę i funkcjonowanie mózgu oraz na niedobory żywieniowe, „które mogą powodować poważne uszkodzenia i dysfunkcje mózgu”.

Patofizjologia

Młodzież jest znacznie bardziej podatna na uszkodzenia mózgu związane z alkoholem w postaci trwałych zmian w sygnalizacji neuroimmunologicznej wynikającej z upijania się.

Zanik mózgu, na który często cierpią alkoholicy, jest spowodowany neurotoksycznością wywołaną alkoholem. Dowodem na neurodegenerację może być zwiększona gęstość mikrogleju i ekspresja cytokin prozapalnych w mózgu. Badania na zwierzętach wykazały, że intensywne i regularne upijanie się powoduje neurodegenerację w obszarach kortykolimbicznych mózgu, które są zaangażowane w uczenie się i pamięć przestrzenną. W corticolimbic regiony mózgu dotkniętych obejmują opuszki węchowej , Piriform korę , przynosowy kory , kory śródwęchowej tworzą , oraz hipokampa zakręcie zębatym . Stwierdzono, że intensywne dwudniowe upijanie się spowodowało rozległą neurodegenerację w korze śródwęchowej, co u szczurów prowadziło do deficytów uczenia się.

Nie jest jasne, w jaki sposób częstotliwość i długość tych upijania się wpływa na uszkodzenia mózgu u ludzi. Ludzie, którzy pili co najmniej 100 drinków (mężczyźni) lub 80 drinków (kobiety) miesięcznie (skoncentrowani do 21 razy lub mniej w miesiącu) przez okres trzech lat, mieli upośledzone umiejętności podejmowania decyzji w porównaniu z osobami nieobijającymi się. MRI mózgu stwierdzono, że stężenie N-acetyloasparaginianu (NAA), metabolit biomarkerów integralności neuronowej był niższy w upijają. Ponadto stwierdzono nieprawidłowy metabolizm mózgu, utratę białej istoty mózgowej w płacie czołowym i wyższe poziomy NAA w istocie szarej ciemieniowej. To pokazuje korelację między upijaniem się, słabym funkcjonowaniem wykonawczym i pamięcią roboczą. Spadek poziomu NAA w płatach czołowych jest związany z upośledzeniem funkcji wykonawczych i szybkości przetwarzania w testach neuro-wydajności.

Wykazano, że objętość ciała modzelowatego , dużego przewodu istoty białej łączącej dwie półkule mózgowe, zmniejsza się wraz z nadużywaniem alkoholu z powodu utraty mielinizacji. Wpływa to na integrację między dwiema półkulami mózgowymi i funkcjami poznawczymi. Ograniczoną ilość mieliny można przywrócić dzięki abstynencji alkoholowej, co prowadzi do przejściowych deficytów neurologicznych.

Nadużywanie alkoholu wpływa na neurony w korze czołowej, które zwykle mają dużą somę lub ciało komórkowe. Ten typ neuronu jest bardziej podatny na chorobę Alzheimera i normalne starzenie się. Wciąż prowadzone są badania w celu ustalenia, czy istnieje bezpośredni związek między nadmiernym spożyciem alkoholu a chorobą Alzheimera.

Móżdżek organizuje funkcjonowanie kory mózgowej wyższego rzędu. U osób z atrofią mózgu liczba komórek Purkinjego lub neuronów wyjściowych móżdżku w robaku jest zmniejszona o 43%. Ta duża redukcja komórek Purkinjego powoduje zmniejszenie organizacji kory mózgowej wyższego rzędu. Móżdżek jest również odpowiedzialny za oczyszczanie surowej mocy motorycznej z pierwotnej kory ruchowej . Gdy brakuje tego udoskonalenia, pojawią się objawy, takie jak niestabilność i ataksja . Potencjalną przyczyną przewlekłej alkoholowej dysfunkcji móżdżku jest zmiana receptora GABA-A . Ta dysfunkcja powoduje wzrost neuroprzekaźnika GABA w komórkach Purkinjego móżdżku, komórkach ziarnistych i interneuronach, prowadząc do zakłócenia normalnej sygnalizacji komórkowej.

Receptor GABA-A osadzony w błonie komórkowej

Rozpalanie i ekscytotoksyczność

Upijający się i alkoholicy, którzy przechodzą wielokrotną detoksykację, wykazują dysfunkcję kory przedczołowej prowadzącą do upośledzenia zadań związanych z kontrolą wykonawczą. Badania na zwierzętach pokazują, że wielokrotne wypijanie alkoholu wiąże się ze znacznym upośledzeniem zdolności uczenia się nowych informacji. Ostre działanie alkoholu na GABAergicznego wzmacniania i NMDA powoduje kół wywołane alkoholem neurotoksyczność i rozpalenia lub nasilenie objawów odstawienia alkoholu z każdym kolejnym okresie odstawienia. Może to spowodować depresję OUN prowadzącą do ostrej tolerancji na te efekty odstawienia. Po tej tolerancji następuje szkodliwy efekt odbicia podczas wycofywania. To odbicie powoduje nadpobudliwość układów neurotransmisyjnych. Jeśli ten stan nadpobudliwości występuje wielokrotnie, może dojść do rozpalenia i neurotoksyczności, prowadząc do zwiększonego uszkodzenia mózgu związanego z alkoholem. Szkodliwa ekscytotoksyczność może również wystąpić w wyniku wielokrotnych odstawień. Podobnie jak u osób, które przeszły wielokrotną detoksykację, osoby upijające się wykazują wyższy poziom zaburzeń emocjonalnych z powodu tych szkodliwych skutków.

Niedobór tiaminy

Niedobór żywieniowy tiaminy może pogorszyć uszkodzenie mózgu związane z alkoholem. Istnieje genetyczny składnik niedoboru tiaminy, który powoduje zaburzenia wchłaniania w jelitach . Częściej jednak niedobór tiaminy jest spowodowany nadmiernym spożyciem alkoholu. Prowadzi to do encefalopatii Wernickego i alkoholowego zespołu Korsakowa (AKS), które często występują jednocześnie, znanego jako zespół Wernickego-Korsakowa (WKS). Uszkodzenia lub nieprawidłowości w mózgu są zwykle zlokalizowane w międzymózgowiu, co powoduje amnezję następczą i wsteczną lub utratę pamięci.

Neuroobrazowanie

Neuroobrazowanie służy do badania wpływu alkoholu na mózg. Dwie główne metody obrazowania to hemodynamiczna i elektromagnetyczna. Techniki te pozwoliły na badanie funkcjonalnych, biochemicznych i anatomicznych zmian mózgu spowodowanych długotrwałym intensywnym spożywaniem alkoholu. Neuroobrazowanie dostarcza cennych informacji pozwalających określić ryzyko rozwoju uzależnienia od alkoholu oraz skuteczność potencjalnego leczenia.

Metody hemodynamiczne

Renderowanie okołostrzałkowe ludzkiego mózgu za pomocą MRI

Metody hemodynamiczne rejestrują zmiany objętości krwi, przepływu krwi, natlenienia krwi i metabolizmu energii w celu uzyskania obrazów. Pozytonowa tomografia emisyjna (PET) i emisyjna tomografia komputerowa pojedynczych fotonów (SPECT) to powszechne techniki, które wymagają wstrzyknięcia cząsteczki znakowanej radioaktywnie, takiej jak glukoza, aby umożliwić prawidłową wizualizację. Po wstrzyknięciu pacjent jest następnie obserwowany podczas wykonywania zadań umysłowych, takich jak zadanie pamięciowe. Badania PET i SPECT potwierdziły i rozszerzyły wcześniejsze wyniki stwierdzające, że kora przedczołowa jest szczególnie podatna na spowolniony metabolizm u osób z zaburzeniami związanymi z nadużywaniem alkoholu.

Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI) i funkcjonalne obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (fMRI) to inne powszechnie stosowane teichiki. Metody te są nieinwazyjne i nie wiążą się z ryzykiem radioaktywnym. Metoda fMRI rejestruje zmiany metaboliczne w określonej strukturze lub regionie mózgu podczas zadania umysłowego. Aby wykryć uszkodzenie istoty białej, standardowe MRI nie jest wystarczające. Technika pochodna rezonansu magnetycznego znana jako obrazowanie tensora dyfuzji (DTI) służy do określenia orientacji i integralności określonych ścieżek nerwowych, umożliwiając wykrycie uszkodzenia. Podczas obrazowania osób z zaburzeniami związanymi z używaniem alkoholu wyniki DTI pokazują, że intensywne picie zaburza mikrostrukturę włókien nerwowych. Inna technika pochodna MRI, obrazowanie metodą spektroskopii rezonansu magnetycznego (MRSI), może dostarczyć dalszych informacji na temat neurochemii mózgu i może wykryć dystrybucję niektórych metabolitów, neuroprzekaźników i alkoholu.

Metody elektromagnetyczne

Mężczyzna gotowy do rejestracji EEG

Chociaż metody hemodynamiczne są skuteczne w obserwacji zmian przestrzennych i chemicznych, nie są w stanie pokazać przebiegu tych zmian w czasie. Metody obrazowania elektromagnetycznego są w stanie uchwycić zmiany prądów elektrycznych w mózgu w czasie rzeczywistym. Obrazowanie elektroencefalograficzne (EEG) wykorzystuje małe elektrody przymocowane do skóry głowy. Nagrania są uśredniane techniką znaną jako potencjały związane ze zdarzeniami (ERP). Ma to na celu określenie sekwencji czasowej czynności po wystawieniu na działanie bodźca, takiego jak słowo lub obraz. Magnetoencefalografia (MEG) to kolejna metoda obrazowania wykorzystująca czujniki. Mierzy pole magnetyczne powstałe w wyniku elektrycznej aktywności mózgu. Techniki te są nieinwazyjne, nieszkodliwe i dostarczają dużej ilości szczegółów dotyczących kolejności i czasu aktywności elektrycznej. Złe obrazowanie przestrzenne tych metod jest dużym minusem.

Te metody neuroobrazowania wykazały, że alkohol zmienia układ nerwowy na wielu poziomach. Obejmuje to upośledzenie funkcji pnia mózgu niższego rzędu i funkcjonowanie wyższego rzędu, takie jak rozwiązywanie problemów. Metody te pokazały również różnice w elektrycznej aktywności i odpowiedzi mózgu w porównaniu z osobami uzależnionymi od alkoholu i osobami zdrowymi.

Zastosowania kliniczne

U pacjentów z Korsakoffem rezonans magnetyczny wykazuje atrofię wzgórza i ciał sutkowatych. PET wykazał zmniejszony metabolizm, a zatem zmniejszoną aktywność we wzgórzu i innych strukturach międzymózgowia. Nieskomplikowani alkoholicy, ci z przewlekłą encefalopatią Wernickego (WE) i psychozą Korsakoffa wykazywali znaczną utratę neuronów w korze czołowej, istocie białej, hipokampie i podstawnym przodomózgowiu . U nieskomplikowanych alkoholików obserwowano kurczenie się neuronów szwu , ciał sutkowych i wzgórza.

Leczenie i zapobieganie

Uszkodzenie mózgu spowodowane alkoholem może mieć drastyczny wpływ na osoby dotknięte chorobą i ich bliskich. Możliwości leczenia są bardzo ograniczone w porównaniu z innymi zaburzeniami. Chociaż ograniczone, większość pacjentów z deficytami poznawczymi związanymi z alkoholem doświadczyła niewielkiej poprawy objawów w ciągu pierwszych dwóch do trzech miesięcy leczenia. Inni twierdzą, że zauważyli wzrost metabolizmu mózgowego już po miesiącu od leczenia.

Edukacja w zakresie zapobiegania zaburzeniom związanym z używaniem alkoholu jest najlepiej wspieraną metodą unikania uszkodzeń mózgu związanych z alkoholem. Dzięki dostarczaniu informacji na temat czynników ryzyka i mechanizmów uszkodzeń uzyskanych w badaniach, wysiłki mające na celu znalezienie skutecznego leczenia mogą wzrosnąć. Może to również zmniejszyć śmiertelność, skłaniając lekarzy do zwracania większej uwagi na znaki ostrzegawcze.

Bibliografia