Рефлекс Кушинга (также называемый вазопрессорной реакцией , эффектом Кушинга , реакцией Кушинга , феноменом Кушинга , реакцией Кушинга или законом Кушинга ) — это физиологическая реакция нервной системы на повышенное внутричерепное давление (ВЧД), которая приводит к триаде Кушинга: повышенному кровяному давлению, нерегулярному дыханию и брадикардии . [1] Обычно наблюдается на терминальных стадиях острой черепно-мозговой травмы и может указывать на надвигающуюся грыжу мозга . Также может наблюдаться после внутривенного введения адреналина и подобных препаратов. [2] Впервые подробно описан американским нейрохирургом Харви Кушингом в 1901 году. [3]
Рефлекс Кушинга классически проявляется в виде повышения систолического и пульсового давления , снижения частоты сердечных сокращений ( брадикардия ) и нерегулярного дыхания. [4] Он вызван повышенным давлением внутри черепа. [4] Эти симптомы могут указывать на недостаточный приток крови к мозгу ( ишемия ), а также на сдавление артериол . [4] [5]
В ответ на повышение внутричерепного давления (ВЧД) дыхательные циклы изменяются по регулярности и частоте. Различные паттерны указывают на различное местоположение мозга, где произошла травма. [6] Увеличение вентиляции проявляется как увеличение частоты, а не глубины вентиляции, поэтому рефлекс Кушинга часто связан с медленным, нерегулярным дыханием. [7] [8] В результате теперь дефектной регуляции частоты сердечных сокращений и артериального давления физиологической реакцией является снижение периферического кровотока, что может проявляться в виде волн Майера . Это просто патологические волны, наблюдаемые на кривых ЧСС (т. е. артериальных линиях, электрокардиограмме ( ЭКГ и т. д.), которые отражают снижение внутрисосудистого кровотока. Это снижение потока часто вызывает рефлекторную АГ или гипертонию (повышение артериального давления ), несмотря на фактическое снижение внутрисосудистого объема. [7]
Всякий раз, когда возникает рефлекс Кушинга, существует высокая вероятность смерти в течение нескольких секунд или минут. В результате рефлекс Кушинга указывает на необходимость немедленной помощи. Поскольку его наличие является хорошим детектором высокого ВЧД, он часто полезен в медицинской сфере, особенно во время хирургического вмешательства. [1] Во время любой нейрохирургической операции на мозге всегда существует вероятность того, что может возникнуть повышенное внутричерепное давление. Раннее распознавание этого имеет решающее значение для благополучия пациента. Хотя прямое измерение ВЧД возможно, оно не всегда точное. В прошлом врачи и медсестры полагались на гемодинамические изменения или брадикардию, позднюю фазу рефлекса, для определения повышения ВЧД. После того, как была обнаружена начальная стадия рефлекса Кушинга (брадикардия в сочетании с гипертонией), она стала гораздо более надежным и быстрым предупреждающим признаком высокого ВЧД. [9] Было обнаружено, что гипертония и брадикардия возникали в 93% случаев, когда церебральное перфузионное давление (ЦПД) опускалось ниже 15 мм рт. ст. из-за повышенного ВЧД. Также известно, что рефлекс Кушинга возникает только при острых длительных повышениях ВЧД. Таким образом, он может использоваться врачами в качестве инструмента для дифференциации острых и хронических повышений ВЧД. [10]
Также сообщалось, что наличие рефлекса Кушинга из-за повышения ВЧД может позволить сделать вывод о том, что ишемия произошла в задней черепной ямке . [9] Наконец, рефлекс Кушинга может быть одним из многих способов определить, отторг ли пациент пересаженный орган . Помимо врожденной аутоиммунной реакции, ишемия в черепной области была обнаружена при отторжении пересаженного органа . [ 11] Таким образом, наличие рефлекса Кушинга из-за ВЧД может указывать на то, что ишемия может возникнуть из-за отторжения чужеродного органа. [ требуется ссылка ]
Как впервые постулировал Харви Кушинг, повышенное внутричерепное давление является основной причиной рефлекса Кушинга. [3] Более того, продолжающееся умеренное повышение внутричерепного давления позволяет рефлексу Кушинга возникнуть. Напротив, быстрое и резкое повышение давления не позволяет механизму рефлекса в достаточной степени проявиться. [12] Повышенное внутричерепное давление может быть результатом многочисленных путей повреждения мозга, включая: субарахноидальные кровоизлияния , ишемию, менингит, травмы , включая сотрясения , гипоксию , опухоли и инсульт . В одном исследовании было подтверждено, что повышенное ВЧД из-за субарахноидального кровоизлияния вызывает механическую деформацию ствола мозга, в частности продолговатого мозга. Из-за механизма рефлекса Кушинга деформация ствола мозга затем быстро сопровождается чрезмерной активностью симпатической нервной системы. [13] Кроме того, во время типичных нейрохирургических процедур у пациентов, особенно тех, которые включают нейроэндоскопические методы, частое промывание желудочков, как известно, вызывает высокое внутричерепное давление. [7] Рефлекс Кушинга также может быть результатом низкого ЦПД, в частности, ниже 15 мм рт. ст. [14] ЦПД обычно колеблется в пределах 70-90 мм рт. ст. у взрослого человека и 60-90 мм рт. ст. у детей. [ необходима цитата ]
Изменения волн плато мозга также связаны с рефлексом Кушинга. Эти волны характеризуются резким повышением ВЧД и сопровождаются снижением церебрального перфузионного давления. Было обнаружено, что если возникает рефлекс Кушинга, изменения волн плато мозга могут быть стерты из-за исчезновения высокого ВЧД. [9]
Рефлекс Кушинга сложен и, по-видимому, парадоксален. [15] Рефлекс начинается, когда какое-либо событие вызывает повышение внутричерепного давления (ВЧД). Поскольку спинномозговая жидкость находится в области, окруженной черепом, повышенное ВЧД, следовательно, увеличивает давление в самой жидкости. Давление в спинномозговой жидкости в конечном итоге повышается до точки, когда оно достигает и постепенно превышает среднее артериальное давление крови (САД). Когда ВЧД превышает САД, артериолы, расположенные в головном мозге, сдавливаются. Затем сдавливание приводит к уменьшению кровоснабжения мозга, состоянию, известному как церебральная ишемия . [7]
Во время повышения ВЧД активизируются как симпатическая нервная система , так и парасимпатическая нервная система . На первом этапе рефлекса стимуляция симпатической нервной системы намного больше, чем парасимпатическая стимуляция. [13] Симпатическая реакция активирует альфа-1-адренергические рецепторы , вызывая сужение артерий тела . [16] Это сужение повышает общее сопротивление кровотоку, повышая артериальное давление до высоких уровней, что известно как гипертония . Индуцированная организмом гипертония является попыткой восстановить приток крови к ишемизированному мозгу. Симпатическая стимуляция также увеличивает частоту сердечных сокращений и сердечный выброс . [17] Учащенная частота сердечных сокращений также известна как тахикардия . Это в сочетании с гипертонией является первой стадией рефлекса Кушинга. [ необходима цитата ]
Между тем, барорецепторы в дуге аорты обнаруживают повышение артериального давления и запускают парасимпатическую реакцию через блуждающий нерв . Это вызывает брадикардию, или замедление сердечного ритма, и означает вторую стадию рефлекса. [18] Брадикардия также может быть вызвана повышением ВЧД из-за прямого механического искажения блуждающего нерва и последующей парасимпатической реакции. [ требуется ссылка ] Кроме того, считается, что это рефлекторное повышение парасимпатической активности способствует образованию язв Кушинга в желудке из-за неконтролируемой активации париетальных клеток . Можно ожидать, что артериальное давление будет оставаться выше давления поднятой спинномозговой жидкости, чтобы продолжать позволять крови течь к мозгу. Давление повышается до точки, где оно преодолевает сопротивление давления сжатой артерии, и кровь пропускается, обеспечивая кислородом гипоксическую область мозга. Если повышение артериального давления недостаточно для компенсации сжатия артерии, происходит инфаркт . [19]
Повышенное ВЧД, тахикардия или некоторые другие эндогенные стимулы могут привести к искажению и/или увеличению давления на ствол мозга . Поскольку ствол мозга контролирует непроизвольное дыхание, изменения в его гомеостазе часто приводят к нерегулярному респираторному паттерну и/или апноэ . [20] Это третья и последняя стадия рефлекса.
Роль центральных хеморецепторов в рефлексе Кушинга неясна. В большинстве нормальных реакций на давление хеморецепторы и барорецепторы работают вместе, чтобы увеличить или уменьшить артериальное давление. В рефлексе Кушинга центральные хеморецепторы, вероятно, участвуют в обнаружении ишемии, способствуя симпатическому всплеску и гипертонии в первой фазе рефлекса, и работают в противовес барорецепторам, способствуя комбинированной высокой симпатической и парасимпатической активации. [21]
Повышенное внутричерепное давление может в конечном итоге привести к смещению или раздавливанию мозговой ткани , что пагубно сказывается на физиологическом благополучии пациентов. В результате рефлекс Кушинга является последней отчаянной попыткой организма поддерживать гомеостаз в мозге . Широко признано, что рефлекс Кушинга действует как барорефлекс , или гомеостатический механизм для поддержания артериального давления в черепной области. [9] В частности, рефлекторный механизм может поддерживать нормальный мозговой кровоток и давление в стрессовых ситуациях, таких как ишемия или субарахноидальные кровоизлияния. Отчет о случае пациента, перенесшего спонтанное субарахноидальное кровоизлияние, продемонстрировал, что рефлекс Кушинга играет роль в поддержании церебрального перфузионного давления (ЦПД) и мозгового кровотока. [9] В конце концов ВЧД падает до уровня, при котором состояние индуцированной гипертензии в форме рефлекса Кушинга больше не требуется. Рефлекс Кушинга затем был прерван, и ЦПД сохранялось. Также было показано, что повышение среднего артериального давления из-за гипертонии, характерной для рефлекса, может вызвать нормализацию ЦПД. [7] Этот эффект является защитным, особенно при повышенном внутричерепном давлении, которое вызывает падение ЦПД. [ необходима цитата ]
Триада Кушинга относится к случаям, когда все эти симптомы наблюдаются одновременно: [22]
Это связано с повышением внутричерепного давления .
Рефлекс Кушинга назван в честь Харви Уильямса Кушинга (1869–1939), американского нейрохирурга . Кушинг начал свои исследования в Берне , Швейцария, обучаясь за границей у Эмиля Теодора Кохера . Через месяц после начала поездки Кушинг получил официальное предложение от Эмиля Теодора Кохера начать тестирование того, как сжатие мозга влияет на кровеносные сосуды. Кушинг также заручился помощью Гуго Кронекера , известного исследователя артериального давления. Используя помощь и ресурсы Кронекера , Кушинг начал свои исследования. Кушинг покинул Берн в 1901 году, чтобы работать в Турине , Италия, с Анджело Моссо , предыдущим учеником Кронекера . Он продолжал работать над тем же исследовательским проектом, одновременно совершенствуя свои методы регистрации совпадений артериального давления и ВЧД . В июне 1901 года Кушинг опубликовал свою первую статью в бюллетене больницы Джонса Хопкинса под названием «О определённом регуляторном механизме вазомоторного центра, который контролирует кровяное давление во время церебральной компрессии». [3] В период с 1901 по 1903 год Кушинг опубликовал пять статей, относящихся к его исследованиям вазопрессорной реакции. Эти статьи были опубликованы на немецком и английском языках , и одна из них была написана Эмилем Теодором Кохером . [4]
Кушинг начал экспериментировать, как только получил одобрение от Кохера. Его экспериментальная установка представляла собой модифицированную версию модели Леонарда Хилла , чтобы аналогичным образом проверить влияние давления мозга на давление в синусах, давление спинномозговой жидкости, артериальное и венозное кровяное давление. [4] [24] Как и Хилл, Кушинг использовал собак для своих экспериментов. Для начала Кушинг контролировал калибр и цвет корковых сосудов, вставив стеклянное окно в череп собаки. Внутричерепное давление повышалось путем заполнения ртутью мягкого резинового мешка внутричерепного пространства. Кушинг регистрировал внутричерепное давление вместе с артериальным давлением , частотой пульса и частотой дыхания одновременно. Этот эффект из трех частей обычно называют триадой Кушинга . В более поздних экспериментах, проведенных Моссо , внутричерепное давление вызывалось путем инъекции физиологического раствора в субарахноидальное пространство, а не путем увеличения содержания ртути во внутричерепном мешке. [4]
Это исследование ясно показало причинно-следственную связь между внутричерепным давлением и церебральной компрессией. [25] Кушинг отметил эту связь в своих последующих публикациях. Он также отметил, что должен существовать определенный регуляторный механизм, который повышает кровяное давление до достаточно высокой точки, чтобы не создавать анемических состояний. [3] Публикации Кушинга содержат его наблюдения, но не статистический анализ. Размер выборки эксперимента также неизвестен. [25]
Несколько известных деятелей в области медицины, включая Эрнста фон Бергмана , [26] Анри Дюре , [27] Фридриха Джолли , [28] и других, экспериментировали с внутричерепным давлением, подобно Кушингу. Некоторые из этих исследователей опубликовали схожие выводы относительно связи внутричерепного давления с артериальным давлением до того, как Кушинг начал экспериментировать. Кушинг более тщательно изучил эту связь и предложил улучшенное объяснение этой связи. [4]
Некоторые споры относительно плагиата действительно окружают некоторые исследования Кушинга. Бернхард Наунин , немецкий патолог и современник Кушинга, сделал замечания, утверждая, что Кушинг не цитировал его в своих исследованиях и не расширял ни один из результатов, которые он нашел в своих оригинальных экспериментах. [29]
Хотя с 1901 года, когда Харви Кушинг впервые расширил знания о том, что сейчас известно как рефлекс Кушинга, был достигнут большой прогресс , все еще есть много аспектов исследования, которые еще предстоит изучить. Точный патогенез заболевания остается неопределенным. [8] Возможность того, что внутричерепное давление (ВЧД) может быть не единственной причиной рефлекса Кушинга как такового, возникла из-за возникновения реакции артериального давления Кушинга , происходящей до повышения ВЧД. [8] Некоторые исследования наблюдали симптомы рефлекса Кушинга без обычного повышения ВЧД и медуллярной анемии , что предполагает другие причины, которые все еще требуют исследования. [8] Аксиальное искажение ствола мозга может быть патогенезом рефлекса Кушинга. [8]
Природа рецепторов, опосредующих реакцию Кушинга, также неизвестна. [30] Некоторые исследования предполагают существование внутричерепных барорецепторов, запускающих специфический барорецепторный рефлекс Кушинга. [31] Эксперименты Шмидта и его коллег-исследователей показали, что рефлекс Кушинга направляется автономной нервной системой , поскольку его физиологические изменения связаны с балансом симпатической нервной системы и парасимпатической нервной системы . [31] Однако конкретная связь между реакцией автономной нервной системы и рефлексом Кушинга и его симптомами еще не определена. [31]
Было установлено, что частота дыхания зависит от рефлекса Кушинга, хотя вызванные этим изменения дыхания все еще являются областью, требующей дополнительных исследований. [6] Некоторые исследователи сообщали об апноэ , в то время как другие сообщали об увеличении частоты дыхания. [6] Другие исследователи обнаружили, что увеличение частоты дыхания следует за снижением ВЧД, в то время как другие говорят, что это является реакцией на повышение ВЧД. [6] Также необходимо учитывать использование анестетиков в ранних экспериментах. [6] Первоначально исследования проводились на животных или пациентах под наркозом . [7] Анестезия, используемая в экспериментах, приводила к угнетению дыхания, что могло повлиять на результаты. [6] В ранних экспериментах также подвергали животных искусственной вентиляции легких, что позволяло сделать лишь ограниченные выводы о дыхании при рефлексе Кушинга. [7] Использование анестетиков предлагает идеи для будущих исследований, поскольку создание реакции Кушинга было трудно осуществить в базальных условиях или без анестезии. [7]
Некоторые исследователи также предположили долгосрочный эффект рефлекса Кушинга. [7] До сих пор он наблюдался только как немедленная острая реакция, но есть некоторые доказательства, позволяющие предположить, что его эффекты могут быть пролонгированными, например, долгосрочное повышение артериального давления . [7] Повышенная чувствительность неврологических систем реагирования, приводящая к артериальной гипертензии, также возможна, но не была изучена. [30]
Хотя рефлекс Кушинга изначально был идентифицирован как физиологическая реакция, когда кровоток почти прекратился, его активность также наблюдалась в период внутриутробного развития плода . [7] Эта активность не была тщательно изучена, поэтому необходимы дополнительные исследования в этой области.
Базовые механизмы рефлекса на клеточном уровне еще предстоит открыть, и, вероятно, это станет следующей областью исследований, если ученые или врачи захотят это сделать. [ необходима цитата ]
{{cite book}}
: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ){{cite book}}
: |journal=
проигнорировано ( помощь )