Chương 1 TỔNG QUAN 1. Động kinh và chẩn đoán động kinh ở phụ nữ có thai 1. Cơ sở sinh lý bệnh của cơn động kinh Tuy đã có nhiều công trình nghiên cứu về cơ chế bệnh học của động kinh nhưng đến nay chúng ta mới chỉ hiểu rõ về các hiện tượng điện sinh lý, sự thay đổi chuyển hóa xảy ra trong cơn và sau cơn còn bản chất thực sự động kinh là gì vẫn còn nhiều tranh cãi. Ðặc trưng bệnh lý quan sát được trong cơn động kinh là sự phóng điện kịch phát, thành từng đợt và lặp đi lặp lại của một quần thể nơron nhờ sự khử cực mạnh xảy ra ở màng tế bào phát sinh điện thế hoạt động (còn gọi là sự di chuyển vị trí khử cực) của các nơron trong ổ động kinh [8].
Trong cơn động kinh có nhiều phản ứng chuyển hóa xảy ra tại não gồm tăng nồng độ ion kali và giảm nồng độ ion canxi ngoài tế bào, giải phóng các chất dẫn truyền thần kinh và các peptide thần kinh, tăng lưu lượng máu nơi tổn thương, tăng hấp thụ glucose tại chỗ…Tất cả các hiện tượng chuyển hóa này vừa là hậu quả vừa là nguyên nhân gây tăng kích thích các nơron góp phần hình thành ổ động kinh và lan truyền cơn động kinh. Có nhiều cơ chế khác nhau để gây được cơn động kinh thực nghiệm trên não bình thường hoặc bệnh lý. Các nghiên cứu cho thấy: quá trình tăng kích thích hay giảm ức chế đều gây tăng quá mức tính kích thích của nơron dẫn tới một phóng điện thành ổ. Sự tăng cường tính kích thích của nơron là kết quả của sự phối hợp giữa hai yếu tố gồm ngưỡng của động kinh mà mức độ di truyền đã được xác định và sự bất thường về chuyển hóa, tổn thương não.
làm ngưỡng nói trên hạ thấp tạm thời hoặc vĩnh viễn. Phương pháp thường dùng để gây động kinh thực nghiệm trên động vật là dựa vào cơ chế làm nghẽn ức chế, ví dụ như dùng chất đối kháng axit gama - aminobutiric (GABA), là một dẫn truyền thần kinh loại ức chế. Người ta cho rằng một số thể động kinh toàn thể là do một sự bất thường của hệ thống ức chế GABA đồng thời cũng chứng minh các thuốc như phenobarbital, benzodiazepine và axit valproic làm tăng sự ức chế của GABA, do đó có tác dụng chống cơn động kinh. 4 Ngoài ra, cũng có thể gây cơn động kinh bằng phương pháp kích thích hóa lý có sử dụng một dòng điện với cường độ thích hợp kích thích tại não.
Cơn động kinh này có tính chất tự duy trì ngoài các kích thích ban đầu. Đối với các kích thích dưới ngưỡng ban đầu không gây động kinh nhưng nếu lặp đi lặp lại, định hình trong khoảng cách đều, các kích thích này sẽ được tích lũy và đến một lúc nào đó một kích thích tương tự có thể gây cơn động kinh. Các cơn động kinh tự phát có thể xảy ra mà không cần có kích thích mới được gọi là sự nhen nhóm [8]. Các hiện tượng về điện sinh lý chuyển hoá xảy ra trong cơn động kinh Các mạng lưới nơron thần kinh tham gia vào cơ chế động kinh có thể chia làm 3 nhóm: Khởi phát, lan truyền và kiểm soát.
- Mạng lưới khởi phát: Gồm một nhóm các cấu trúc đặc hiệu của vỏ não và/hoặc dưới vỏ. Hoạt động của các thể động kinh sẽ tùy thuộc vào mạng lưới nơron nào nằm trong cấu trúc này. Cấu trúc chủ chốt của động kinh thùy thái dương là hồi hải mã. Mạng lưới khởi phát trong động kinh phản xạ nằm ở thân não hoặc vùng trán Rolando.
Mạng lưới khởi phát trong động kinh cơn vắng là các tiếp nối tương hỗ giữa vỏ não cảm giác vận động và các nhân bên của đồi thị. - Mạng lưới lan truyền: Từ vị trí khởi phát, các phóng lực động kinh lan truyền ra các neuron khác trong cùng một cấu trúc hoặc lan ra các cấu trúc xung quanh thông qua mạng lưới lan truyền. Trong trường hợp động kinh tiến triển, các mạng lưới lan truyền này biến đổi liên tục và sự “mềm dẻo” này của hệ thần kinh có vai trò rất quan trọng trong việc gây động kinh. - Mạng lưới kiểm soát: Cho đến hiện nay, người ta chưa giải thích được lý do cơn động kinh dừng lại cũng như tại sao khoảng cách giữa các cơn lại có thể dài như vậy.
Giả thuyết cho rằng có một mạng lưới kiểm soát hoạt động của các cơn động kinh và khi mạng lưới này không hoạt động sẽ dẫn đến trạng thái động kinh. Một trong những mạng lưới kiểm soát động kinh được biết đến là các hạch nền [8]. Các phóng lực động kinh Giả thuyết cho rằng biến đổi bất thường các dòng ion qua màng tế bào và sự mất cân bằng giữa hệ thống ức chế và hưng phấn của mạng lưới neuron gây ra tăng hoạt động đồng bộ của một quần thể neuron. Để nghiên cứu cơ chế của động kinh, người ta tạo ra trên động vật thí nghiệm tình trạng kích thích cấp tính hoặc mạn tính của não [9].
Đặc trưng của các hoạt động động kinh là các phóng lực kịch phát và 5 đồng bộ của một quần thể nơron. Biểu hiện trên điện não đồ của trạng thái nơron tăng kích thích là một nhọn (gai). Nhờ việc ghi điện thế tế bào dựa trên công trình của Matsumoto và Ajmore – Marsan, người ta hiểu được sóng nhọn ghi được trên điện não đồ chính là hiện tượng khử cực kịch phát ồ ạt trong tế bào (Paroxysmal Depolarizing Shift:PDS) gây ra các phóng lực của điện thế hoạt động tần số cao (các đợt bùng phát) [10]. Khi đưa penicillin vào vỏ não hoặc cấu trúc dưới vỏ của chuột cống trắng, người ta ghi được trên điện não đồ hoặc trên các cấu trúc của hồi hải mã một sóng nhọn biên độ lớn.
Khi ghi điện thế của tế bào, khử cực kịch phát là một loạt các phóng điện thế hoạt động tần số cao. Khử cực kịch phát xuất hiện đột ngột và có thể ghi được trên điện não đồ, tuy nhiên lại không có biểu hiện gì trên lâm sàng. Đây chính là hiện tượng kịch phát tồn tại giữa các cơn động kinh [8],[11],[12],[13]. Ở màng neuron, Hodgkin và Huxley từ lâu đã nói đến vai trò của ion Na+ trong pha khử cực nhanh của điện thế hoạt động.
Dòng ion K + ra khỏi tế bào gây ưu phân cực màng tế bào, làm giảm tính kích thích của màng tế bào. Các chất ức chế các ion K+ ra khỏi màng tế bào (ví dụ: 4 amino-pyridin hay tetra-ethyl-ammonium) sẽ làm xuất hiện các khử cực kịch phát. Trên thực nghiệm, người ta đã phát hiện được nhiều dòng K+ và một số dòng ion này lại phụ thuộc vào các ion Ca2+. Các dòng ion K+ đi ra có thể đóng vai trò chủ chốt trong cơ chế hạn chế phóng lực trong không gian và theo thời gian của tế bào.
Vai trò của ion Ca 2+ khá phức tạp. Ion Ca2+ đi vào trong tế bào có tác dụng làm thay đổi điện thế và truyền các tín hiệu nội bào. Các tín hiệu được hoạt hóa bằng dòng Ca 2+ liên quan đến các protein nhận cảm đặc hiệu như calmodulin và protein kinase C. Các nghiên cứu trước đây trên các mảnh cắt của tổ chức não bình thường đã cho thấy ở một số tế bào, đặc biệt là vùng hải mã (vùng C3) có các phóng lực tự phát nhưng không đồng bộ.
Về mặt hình thái học, các tế bào này giống các tế bào thấy được trên các mẫu động vật gây động kinh thực nghiệm bằng penicillin. Người ta đã nhận thấy PDS có liên quan đến ion Ca 2+ đổ vào trong neuron và dòng ion K+ đi ra [8],[13],[14]. Lan truyền của các phóng lực động kinh Theo Prince và Wilder cũng như nhiều tác giả sau này đã phát hiện ổ động kinh có 3 phần: Các tế bào dễ kích thích là nguồn gốc tạo ra các hiện tượng khử cực kịch phát quan trọng nằm ở trung tâm của ổ động kinh (ictal core territory), vùng trung gian (ictal penumbra) và ngoài cùng là một vùng dày đặc các tế bào phân cực, 6 không kích thích được, có vai trò hạn chế các phóng lực trong không gian (penumbra) [8],[15],[16],[17],[18]. Quá trình chuyển từ trạng thái giữa cơn động kinh thành cơn động kinh phụ thuộc sự đồng bộ của quần thể neuron.
Khi một quần thể các neuron ở tâm của ổ động kinh khử cực với tần số cao, các neuron bình thường kế cận có thể cũng bị khử cực và kéo theo lan truyền các hoạt động động kinh ra khắp hệ thần kinh trung ương. Sự lan truyền các hoạt động động kinh phụ thuộc vị trí ổ động kinh, các đường tham gia dẫn truyền các xung động động kinh và việc các xung động được diễn ra nhanh hay chậm [15],[16]. Nếu hoạt động động kinh xảy ra ở vùng vận động, sự lan truyền sẽ xảy ra rất nhanh theo hệ thống vỏ-tủy hoạt hóa các neuron ở thân não, tủy sống và hệ thần kinh ngoại vi. Các phóng lực này có thể lan sang bán cầu đối diện.
Hoạt động kịch phát ở thân não sẽ lan tới các trung tâm dưới vỏ điều biến thông qua các hệ thống ức chế. Lan truyền của các xung động động kinh có thể xảy ra rất nhanh theo các đường đi xuống, đặc biệt là các đường thuộc hệ lưới hoạt hóa, lúc này tất cả các quần thể neuron của ổ động kinh đều bị các phóng lực động kinh tác động. Như vậy, sự mất khả năng ức chế synap sẽ gây ra hiện tượng tăng tính kích thích neuron dẫn đến sự đồng bộ của hoạt động động kinh [16],[17]. Tuy vậy, các hiểu biết hiện nay về cơ chế gây đồng bộ này của các neuron vẫn chưa đầy đủ.
Kết thúc các phóng lực động kinh Các yếu tố hạn chế lan truyền và làm ngừng các hoạt động động kinh bao gồm sự tích tụ các chuyển hóa trong tế bào sau cơn động kinh, các tế bào thần kinh đệm hình sao tham gia vào thu hồi K + ngoại bào, vai trò của các chất dẫn truyền thần kinh ức chế và một số cấu trúc ức chế như tiểu não. Trong cơn động kinh, người ta nhận thấy ở tế bào có chuyển hóa yếm khí thứ phát do giảm lượng oxy cung cấp gây toan hóa tế bào, giảm hoạt động ATP-ase, nguồn gốc của sự hoạt hóa các dòng K+ tạo nên ưu phân cực, do đó có tác dụng ức chế các phóng lực kịch phát [8],[15],[19].