פגיעה מוחית אקסונלית דיפוזית

פגיעה מוחית אקסונלית דיפוזית

שתי תמונות MRI של אדם עם פגיעה אקסונאלית דיפוזית הנובעת מטראומה
קישורים ומאגרי מידע
eMedicine	339912
MeSH	D020833

פגיעה אקסונאלית דיפוזית (באנגלית: Diffuse axonal injury) היא אחד הסוגים הנפוצים של פגיעה מוחית בעקבות טראומה. היא מאופיינת בנגעים מפוזרים המתפשטים בחומר הלבן ובחומר האפור במוח.^{[1][2][3][4][5][6][7][8]} פגיעה זו גורמת לחוסר הכרה ולמצב צמחי מתמשך לאחר טראומת ראש קשה, ואף למעלה מ-90% מהחולים עם פגיעה חמורה שכזו מעולם לא חזרו להכרה.^[9] מי שכן מתעורר לעיתים קרובות נשאר עם לקות משמעותית להמשך חייו.^[10] זעזוע מוח עלול להיות סוג קל יותר של פגיעה אקסונאלית דיפוזית.^[11]

מנגנון

פגיעה אקסונאלית דיפוזית היא תוצאה של כוחות גזירה טראומטיים המתרחשים כאשר הראש נע במהירות קדימה או אחורה, כפי שעלול להתרחש בתאונות דרכים (צליפת שוט), נפילות או כאשר אדם עובר תקיפה.^[12] תאונות רכב הן הגורם השכיח ביותר לפגיעה זו. ניתן לראות פגיעה שכזו כתוצאה מהתעללות בילדים^[13] כמו בתסמונת התינוק המנוער.^[14]

ניתוק מיידי של אקסונים יכול לקרות בפגיעה מוחית קשה, אך הנזק העיקרי של פגיעה אקסונאלית דיפוזית נעשה מאוחר יותר באיטיות, בצורה של התנתקות אקסונים משניים בהדרגה לאורך זמן.^[2] קטעי אקסונים, שנראים לבנים עקב מיאלינציה, מכונים חומר לבן. נגעים באזורים אפורים ולבנים של המוח נמצאים בבדיקה שלאחר המוות בטומוגרפיה ממוחשבת (CT) ו-דימות תהודה מגנטית (MRI).^[9]

מלבד שבירה מכנית של שלד התא האקסונלי, הפתולוגיה של פגיעה זו כוללת גם שינויים פיזיולוגיים משניים כמו הפרעה בהעברה האקסונלית, נפיחות מתקדמת וניוון.^[15] מחקרים קישרו שינויים אלה לפיתול, שבירה ואי התאמה של מיקרו צינורות, כמו גם שיקוע של חלבון טאו וחלבון עמלואיד בטא (APP).^[16]

מאפיינים

נגעים קיימים בדרך כלל בחומר הלבן של מוח שנפגע על ידי הטראומה; נגעים אלה משתנים בגודלם בין 1-15 מ"מ לערך ויש להם צורה אופיינית.^[9] פגיעה אקסונאלית דיפוזית משפיע לרוב על החומר לבן באזורים הכוללים את גזע המוח, כספיס המוח והמיספרה המוחית.

אונות המוח שנפגעות באופן השכיח ביותר הן האונות המציות והאונה הרקתית.^[17] מיקומים שכיחים נוספים עבור פגיעה אקסונאלית דיפוזית כוללים את החומר הלבן בקליפת המוח, גושי המוח העליונים,^[14] גרעיני בסיס, תלמוס וגרעינים חצי כדוריים עמוקים.^[18] אזורים אלה עלולים להיפגע ביתר קלות בגלל ההבדל בצפיפות בינם לבין שאר המוח.

מאפיינים היסטולוגיים

פגיעה אקסונאלית דיפוזית מאופיינת בהפרדה אקסונלית, בה האקסון נקרע באתר המתיחה והחלק המרוחק לקרע מתפרק. אמנם פעם חשבו שהגורם העיקרי להפרדה אקסונאלית הוא קריעה עקב כוחות מכניים במהלך הטראומה, אך כיום מובן כי אקסונים אינם נקרעים בדרך כלל עם הפגיעה; במקום זאת, מפל ביוכימי משני, המתרחש כתגובה לפגיעה הראשונית (המתרחשת כתוצאה מכוחות מכניים ברגע הטראומה) ומתרחש שעות עד ימים לאחר הפגיעה הראשונית, אחראי במידה רבה לפגיעה באקסונים.^[19][20][21]

אף על פי שהתהליכים המעורבים בפגיעה מוחית משנית עדיין אינם מובנים היטב, ההנחה המקובלת כיום היא שמתיחה של אקסונים במהלך פציעה גורמת להפרעה פיזית ולהידרדרות של השלד התא.^[22] בנוסף נוצרת פתיחה של תעלות נתרן באקסולמה, הגורמת לפתיחה של תעלות סידן והזרמת יוני סידן לתא. הנוכחות התוך תאית של יוני הסידן (Ca+²) מפעילה מספר מסלולים שונים; כולל הפעלת פוספוליפאזות ואנזימים, פגיעה במיטוכונדריה, בשלד התא והפעלת שליחים משניים, מה שעלול להוביל להפרדה של האקסון ולמוות התא.^[19]

הפרעה בשלד התא

פרופילים אקסונליים אשר נצפו בקליפת המח^[21]

אקסונים הם בדרך כלל אלסטיים, אך כאשר הם נמתחים במהירות הם הופכים שבירים, וניתן לשבור את השלד התא האקסונלי. כיוון לא נכון של אלמנטים בשלד התא לאחר מתיחה עלול להוביל לקרע באקסון ולמוות הנוירון. הובלה אקסונלית נמשכת עד לנקודת ההפסקה של השלד התא, אך לא מעבר לכך, מה שמוביל להצטברות של תוצרי הובלה ונפיחות מקומית באותה נקודה.^[23] כאשר האקסון מתנפח הנפיחות יכולה לקרוע את האקסון במקום השבירה בשלד התא, ולגרום לו לסגת לאחור לכיוון גוף התא ולהפוך למעין פקעת.^[24] פקעת זו היא סימן ההיכר לפציעה אקסונאלית דיפוזית.^[9]

האקסון עובר ניוון וולריאני כיומיים לאחר הפגיעה. האקסולמה מתפרקת, המיאלין מתפרק ומתחיל להתנתק מגוף התא לקראת סוף האקסון ותאים סמוכים מתחילים בפעילות פגוציטית בולעת פסולת.^[25]

זרם סידן

בעוד שלעיתים רק שלד התא מופרע, לעיתים קרובות מתרחשת גם הפרעה באקסולמה, מה שמאפשר לזרם של יוני סידן להשתחרר לתוך התא ולגרום למגוון תהליכי פרוק.^[26][27] עלייה ברמות יוני הסידן ויוני הנתרן וירידה ברמות יוני האשלגן הנמצאים בתוך האקסון מיד לאחר הפציעה.^[19] רמות גבוהות של יוני סידן בתוך התא הוא הגורם העיקרי לפגיעה בתאים שלאחר הפציעה,^[28] הורסות את המיטוכונדריה,^[24] ומפעילות פוספוליפאזות ואנזימים הפוגעים תעלות נתרן ומפרקים או משנים את שלד תא ואת האקסופלזמה.^[29] עודף יוני סידן יכול להוביל גם לפגיעה במחסום דם המוח ולנפיחות במוח.

אחד החלבונים המופעלים על ידי נוכחות של סידן בתוך התא נקראה קלפיין.^[29] בין רבע שעה לחצי שעה לאחר תחילת הפציעה מתחיל להתרחש תהליך שבו הקלפיין מפרק מולקולה הנקראת ספקטרין, שמחברת בין הממברנה לשלד התא. כתוצאה מכך נוצרת נפיחות והתמוטטות שלד תא וקרום התא, ובסופו של דבר למוות של התא.

לאחר שעה עד שש שעות מהפגיעה, הימצאותו של סידן בתא גורמת לתהליך פגיעה בתאים, המוביל בדרך כלל לאפופטוזה או "התאבדות תאים".^[30]

למיטוכונדריה, לדנדריטים ולחלקים מהשלד התא שניזוקו בפציעה יש יכולת מוגבלת להחלים ולהתחדש, תהליך המתרחש במשך שבועיים ויותר.^[31] לאחר הפציעה, האסטרוציטים יכולים להתכווץ ולגרום לניוון חלקים במוח.^[9]

אבחון

פגיעה אקסונאלית דיפוזית לאחר תאונת אופנוע. תמונת MRI לאחר 3 ימים מהתאונה.

קשה לזהות את הפגיעה אקסונאלית דיפוזית מכיוון שלא ניתן לזהות אותו בקלות בסריקות CT או בטכניקות הדמיה מקרוסקופיות אחרות.^[9] עם זאת, ישנם מאפיינים אופייניים לפגיעה שכזאת שעשויים להופיע או לא להופיע בסריקת CT. לפגיעה בדיפוזיה יש פגיעה מיקרוסקופית יותר מאשר פגיעה מקרוסקופית וקשה לאתר אותה עם CT ו-MRI, אך ניתן להסיק את נוכחותה כאשר דימומים קטנים נראים בכפיס המוח או בקליפת המוח.^[32] MRI שימושי יותר מ-CT לאיתור מאפיינים של פגיעה אקסונאלית דיפוזית בטווחי זמן קצרים מהתאונה.^[33] מחקרים מסוגלים להדגים את מידת הפגיעה בסיבי החומר הלבן גם כאשר ה-MRI הסטנדרטי הוא שלילי. מכיוון שנזק אקסונלי בפגיעה זו הוא בעיקר תוצאה של מפל ביוכימי משני, יש לו התחלה מאוחרת, כך שאדם עם פגיעה אקסונאלית דיפוזית שנראה בתחילה טוב עלול להידרדר מאוחר יותר. לפיכך פגיעה חמורה לעיתים קרובות יותר ממה שהובן, ורופאים צריכים לחשוד בפגיעה זו בכל חולה שסריקות ה-CT שלהם נראות תקינות אך יש להם תסמינים כמו חוסר הכרה.

MRI היא סריקה רגישה יותר מסריקת CT, אך עדיין עלול להיות תוצאה שלילית שגויה מכיוון שפגיעה זו מזוהה על ידי חיפוש סימני בצקת, שאולי לא תמיד קיימים.^[31]

פגיעה אקסונאלית דיפוזית מסווגת לרמות שונות על בסיס חומרת הפציעה. בדרגה הראשונה קיים נזק אקסונאלי נרחב. בדרגה השנייה ניתן לראות את הנזק שנמצא בדרגה הראשונה בנוסף לשיתוק איברים שמקורם בבעיה מוחית, במיוחד בכפיס המוח. נזק בדרגה שלוש מקיף הן את דרגות א 'והן ב' בתוספת פגיעה בגזע המוח הראשי ולעיתים קרובות קרעים ברקמה.^[34]

טיפול

לפגיעה אקסונאלית דיפוזית חסר כיום טיפול ספציפי מעבר לטיפולים המתאימים לכל פגיעת ראש, הכולל ייצוב המטופל וניסיון להגביל את עליות הלחץ התוך-גולגולתי.

היסטוריה

הגילוי של פגיעה אקסונאלית דיפוזית קרה לראשונה כתוצאה ממחקרים של סבינה סטריך על נגעים בחומר הלבן של אנשים שסבלו מטראומת ראש שנים קודם לכן.^[35] סטריך הציעה לראשונה את הרעיון בשנת 1956, וכינתה אותו "ניוון דיפוזי של החומר הלבן"; אולם המושג התמציתי יותר "פגיעה אקסונאלית דיפוזית" הועדף.^[36] סטריך חקרה את הקשר בין דמנציה וטראומת ראש, וטענה כי לפגיעה אקסונאלית דיפוזית תפקיד אינטגרלי בהתפתחות הסופית של דמנציה עקב טראומת ראש.^[13] המונח פגיעה אקסונאלית דיפוזית הוצג בראשית שנות השמונים.^[37]

דוגמאות בולטות

• פרזנטור ה-טופ גיר, ריצ'רד האמונד, סבל מפגיעה אקסונאלית דיפוזית כתוצאה מהתרסקות בשנת 2006.
• נהג הסדרה העולמית צ'מפ קאר רוברטו גררו סבל מפגיעה אקסונאלית דיפוזית כתוצאה מהתרסקות במהלך הבדיקה בכביש המהיר של אינדיאנפוליס בשנת 1987.^[38]
• נהג הפורמולה 1, ז'ול ביאנקי, סבל מפגיעה אקסונאלית דיפוזית כתוצאה מתאונה בגרנד פרי היפני בשנת 2014^[39] ונפטר, מבלי שחזר להכרה, כעבור 9 חודשים ב-17 ביולי 2015.^[40]
• השחקן ומקריא ספרי האודיו, פרנק מולר, שהקריא את סדרת הספרים המגדל האפל מאת סטיבן קינג, סבל מהפגיעה בשנת 2001 בעקבות תאונת אופנוע. הוא נפטר בשנת 2008.^[41]
• נהג נאסקאר, אדם פטי (נכדו של ריצ'רד פטי שזכה במירוץ הנאסקאר שבע פעמים), ספג פגיעה אקסונאלית דיפוזית משנית, בנוסף לשבר בגולגולת הבסיסית הקטלנית במאי 2000 במסלול המהיר של ניו המפשייר במהלך האימון לקראת המירוץ הקרוב, פגיעות מהן הוא נפטר.

ראו גם

• נזק מוחי

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא פגיעה מוחית אקסונלית דיפוזית בוויקישיתוף

• פגיעה מוחית בעקבות טראומה, דואגים לזכויות לשלך
• המח בטראומה, מכון דוידסון
• פגיעה אקסונלית דיפוזית: גורמים אפשריים, מצבים דומים ומאמרים, זאפ רופאים
• פגיעה מוחית בעקבות טראומה

הערות שוליים

1. "Diffuse degeneration of the cerebral white matter in severe dementia following head injury". Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry. 19 (3): 163–85. באוגוסט 1956. doi:10.1136/jnnp.19.3.163. PMC 497203. PMID 13357957.
2. "Axonal change in minor head injury". Journal of Neuropathology and Experimental Neurology. 42 (3): 225–42. במאי 1983. doi:10.1097/00005072-198305000-00002. PMID 6188807.
3. "Diffuse axonal injury in non-missile head injury". Injury. 13 (5): 444–5. במרץ 1982. doi:10.1016/0020-1383(82)90105-X. PMID 7085064.
4. "Ultrastructural studies of diffuse axonal injury in humans". Journal of Neurotrauma. 11 (2): 173–86. באפריל 1994. doi:10.1089/neu.1994.11.173. PMID 7523685.
5. "The pathobiology of traumatically induced axonal injury in animals and humans: a review of current thoughts". Journal of Neurotrauma. 12 (4): 555–64. באוגוסט 1995. doi:10.1089/neu.1995.12.555. PMID 8683606.
6. "Mild Traumatic Brain Injury Induces Structural and Functional Disconnection of Local Neocortical Inhibitory Networks via Parvalbumin Interneuron Diffuse Axonal Injury". Cerebral Cortex. 28 (5): 1625–1644. במאי 2018. doi:10.1093/cercor/bhx058. PMC 5907353. PMID 28334184.
7. "Therapy development for diffuse axonal injury". Journal of Neurotrauma. 30 (5): 307–23. במרץ 2013. doi:10.1089/neu.2012.2825. PMC 3627407. PMID 23252624.
8. "Update of neuropathology and neurological recovery after traumatic brain injury". The Journal of Head Trauma Rehabilitation. 20 (1): 76–94. בינואר 2005. doi:10.1097/00001199-200501000-00008. PMID 15668572.
9. Wasserman J. and Koenigsberg R.A. (2007). Diffuse axonal injury. Emedicine.com. Retrieved on 2008-01-26.
10. Vinas F.C. and Pilitsis J. (2006). Penetrating head trauma. Emedicine.com. Retrieved on 2008-01-14.
11. "Bench to bedside: evidence for brain injury after concussion--looking beyond the computed tomography scan". Academic Emergency Medicine. 13 (2): 199–214. בפברואר 2006. doi:10.1197/j.aem.2005.07.031. PMID 16436787.
12. "Mechanisms of brain injury". The Journal of Emergency Medicine. 11 Suppl 1: 5–11. 1993. PMID 8445204.
13. "Pathology of head trauma". Neuroimaging Clinics of North America. 12 (2): 175–87, vii. במאי 2002. doi:10.1016/S1052-5149(02)00009-6. PMID 12391630.
14. Smith D. and Greenwald B. 2003.Management and staging of traumatic brain injury. Emedicine.com. Retrieved through web archive on 17 January 2008.
15. "Axonal pathology in traumatic brain injury". Experimental Neurology. Special Issue: Axonal degeneration. 246: 35–43. באוגוסט 2013. doi:10.1016/j.expneurol.2012.01.013. PMC 3979341. PMID 22285252.
16. "Mechanical breaking of microtubules in axons during dynamic stretch injury underlies delayed elasticity, microtubule disassembly, and axon degeneration". FASEB Journal. 24 (5): 1401–10. במאי 2010. doi:10.1096/fj.09-142844. PMC 2879950. PMID 20019243.
17. Boon R. and de Montfor G.J. 2002. Brain injury. Learning Discoveries Psychological Services. Retrieved through web archive on 17 January 2008.
18. Singh J and Stock A (September 25, 2006). Head Trauma. Emedicine.com. Retrieved on 2008-01-17.
19. Wolf J.A., Stys P.K., Lusardi T., Meaney D., and Smith, D.H. (2001). Traumatic axonal injury induces calcium influx modulated by tetrodotoxin-sensitive sodium channels. Journal of Neuroscience. 21 (6): 1923–1930
20. Arundine M, Aarts M, Lau A, Tymianski M (בספטמבר 2004). "Vulnerability of central neurons to secondary insults after in vitro mechanical stretch". J. Neurosci. 24 (37): 8106–23. doi:10.1523/JNEUROSCI.1362-04.2004. PMC 6729801. PMID 15371512.
21. "Repetitive mild traumatic brain injury in a mouse model produces learning and memory deficits accompanied by histological changes" (PDF). Journal of Neurotrauma. 29 (18): 2761–73. בדצמבר 2012. doi:10.1089/neu.2012.2498. PMID 22900595.
22. Iwata A., Stys P.K., Wolf J.A., Chen X.H., Taylor, A.G., Meaney D.F., and Smith D.H. (2004). Traumatic axonal injury induces proteolytic cleavage of the voltage-gated sodium channels modulated by tetrodotoxin and protease inhibitors. The Journal of Neuroscience. 24 (19): 4605—4613.
23. Staal JA, Dickson TC, Chung RS, Vickers JC (2007). "Cyclosporin-A treatment attenuates delayed cytoskeletal alterations and secondary axotomy following mild axonal stretch injury". Dev Neurobiol. 67 (14): 1831–42. doi:10.1002/dneu.20552. PMID 17702000.
24. "Axonal damage in traumatic brain injury". The Neuroscientist. 6 (6): 483–95. בדצמבר 2000. doi:10.1177/107385840000600611.
25. Hughes PM, Wells GM, Perry VH, Brown MC, Miller KM (2002). "Comparison of matrix metalloproteinase expression during wallerian degeneration in the central and peripheral nervous systems". Neuroscience. 113 (2): 273–287. doi:10.1016/s0306-4522(02)00183-5. PMID 12127085.
26. LoPachin RM, Lehning EJ (1997). "Mechanism of calcium entry during axon injury and degeneration". Toxicology and Applied Pharmacology. 143 (2): 233–244. doi:10.1006/taap.1997.8106. PMID 9144441.
27. Povlishock JT, Pettus EH (1996). "Traumatically induced axonal damage: Evidence for enduring changes in axolemmal permeability with associated cytoskeletal change". Acta Neurochirurgica. 66: 81–86. doi:10.1007/978-3-7091-9465-2_15. ISBN 978-3-7091-9467-6. PMID 8780803.
28. Zhou F, Xiang Z, Feng WX, Zhen LX (2001). "Neuronal free Ca²⁺ and BBB permeability and ultrastructure in head injury with secondary insult". Journal of Clinical Neuroscience. 8 (6): 561–563. doi:10.1054/jocn.2001.0980. PMID 11683606.
29. Castillo MR, Babson JR (1998). "Ca²⁺-dependent mechanisms of cell injury in cultured cortical neurons". Neuroscience. 86 (4): 1133–1144. doi:10.1016/s0306-4522(98)00070-0. PMID 9697120.
30. "Cytochrome c release and caspase activation in traumatic axonal injury". primary. The Journal of Neuroscience. 20 (8): 2825–34. באפריל 2000. doi:10.1523/JNEUROSCI.20-08-02825.2000. PMC 6772193. PMID 10751434.
31. Corbo J, Tripathi P (2004). "Delayed presentation of diffuse axonal injury: A case report". Trauma. 44 (1): 57–60. doi:10.1016/j.annemergmed.2003.11.010. PMID 15226709.
32. "Traumatic brain injury: a review of practice management and recent advances". Physical Medicine and Rehabilitation Clinics of North America. 18 (4): 681–710, vi. בנובמבר 2007. doi:10.1016/j.pmr.2007.06.005. PMID 17967360.
33. "Moderate and severe traumatic brain injury in adults". The Lancet. Neurology. 7 (8): 728–41. באוגוסט 2008. doi:10.1016/S1474-4422(08)70164-9. PMID 18635021.
34. "The lesion(s) in traumatic brain injury: implications for clinical neuropsychology". Archives of Clinical Neuropsychology. 18 (6): 585–94. באוגוסט 2003. doi:10.1016/S0887-6177(02)00155-5. PMID 14591433.
35. "Observations on concussion. A review". European Neurology. 59 (3–4): 113–9. 2007. doi:10.1159/000111872. PMID 18057896.
36. Gennarelli GA, Graham DI (2005). "Neuropathology". In Silver JM, McAllister TW, Yudofsky SC (eds.). Textbook Of Traumatic Brain Injury. Washington, DC: American Psychiatric Association. p. 34. ISBN 978-1-58562-105-7. נבדק ב-2008-06-10.
37. Granacher RP (2007). Traumatic Brain Injury: Methods for Clinical & Forensic Neuropsychiatric Assessment, Second Edition. Boca Raton: CRC. pp. 26–32. ISBN 978-0-8493-8138-6. נבדק ב-2008-07-06.
38. "The story of Roberto Guerrero".
39. "Jules Bianchi: Family confirms Formula One driver sustained traumatic brain injury in Japanese GP crash". נבדק ב-8 באוקטובר 2014.
40. "F1 driver Jules Bianchi dies from crash injuries". BBC Sport. BBC. 2015-07-18. נבדק ב-18 ביולי 2015.
41. "Frank Muller, The Fight of his Life". 2006. נבדק ב-14 בדצמבר 2017.