Trường Đại học Y Dược Hải Phòng Module Thần kinh CTĐT Y khoa dựa lực năm thứ Sinh lý bệnh, Bài 03 HẠCH NỀN VÀ (SLB) MỘT SỐ RỐI LOẠN LÂM SÀNG LIÊN QUAN MỤC TIÊU HỌC TẬP Biết khái niệm, vị trí, cấu trúc giải phẫu thành phần hạch Hiểu chức hạch Phân tích số rối loạn lâm sàng hạch thường gặp NỘI DUNG Dẫn nhập Hàng ngày, người bình thường thực hàng ngàn cử động từ lại, ghi chép, ăn uống cịn cơng việc cần tới cử động định hình thành kỹ hay thói quen khác Có bạn tự hỏi phận não chịu trách nhiệm đảm bảo hoạt động diễn êm ả khơng? Câu trả lời cho câu hỏi nằm hệ thống gọi hạch (basal ganglia) Hình 1: Các thành phần hệ thống hạch Caudate nucleus: nhân đuôi; putamen: bèo sẫm; globus pallidus:bèo nhạt; substantia nigra: liềm đen; subthalamus nucleus: nhân đồi thị; thalamus: đồi thị; cerebrum: đại não; cerebellum: tiểu não; brain stem: thân não (Nguồn: MSD MANUAL Professional Version, 2020) Hệ thống hạch nằm sâu hai nửa bán cầu đại não thân não, có vai trị kiểm sốt vận động có chủ ý Tuy nhiên hệ thống không thuộc hệ tháp mà phần hệ ngoại tháp (extra pyramidal system) Hệ thống hạch gồm có bốn hệ thống nhân vỏ: (1) Hệ viền (striatum) gồm nhân đuôi (caudate nucleus) bèo sẫm (putamen); (2) Bèo nhạt (globus pallidus); (3) Liềm đen (substantia nigra) (4) Nhân đồi thị (subthalamic nucleus) Cấu trúc bèo nhạt đồi thị thành phần tạo thành từ nhiều nhân nhỏ Các hệ thống kết nối với qua neuron [Phạm Văn Linh] - Hạch (chương trình Y khoa đổi mới) Trường Đại học Y Dược Hải Phòng Module Thần kinh CTĐT Y khoa dựa lực năm thứ Sinh lý bệnh, Bài 03 Mặc dù ngày phát có liên quan đến nhiều hoạt động không vận động khác, hệ thống hạch biết rõ chức điều hòa vận động Các tín hiệu đầu vào từ vỏ não tiếp nhận xử lý bên hệ thống hạch nền, từ tín hiệu đầu khu trú hướng đến neuron vận động đưa tới thực vận động phù hợp Các đường truyền tín hiệu qua hệ thống hạch Khác với tiểu não, hệ thống hạch khơng nhận tín hiệu đầu vào từ tủy sống mà kết nối với vỏ não qua thể vân Hai đường truyền tín hiệu liên kết hệ thống hạch với nhiều cấu trúc khác não gồm đường truyền trực tiếp đường cịn gọi kích tuyến (excitatory pathway) đường truyền gián tiếp gọi kiềm tuyến (inhibitory pathway) Hình 2: Các đường truyền tín hiệu hệ thống hạch (Nguồn: Medvizz) Bắt đầu từ vỏ não, tín hiệu đường truyền trực tiếp tới thể vân (là nhân nhận tín hiệu đầu vào hệ thống hạch nền), qua thể vân tới nhân bèo nhạt nhân lưới liềm đen (substantia nigra pars reticulata), tới đồi thị cuối quay ngược trở vỏ não Đường truyền trực tiếp đưa đến tín hiệu kích thích dẫn tới vận động Tín hiệu đầu vào từ vỏ não qua chất dẫn truyền thần kinh glutamate đưa tới hoạt hoá sợi gai neuron nằm thể vân Đây neuron ức chế sử dụng GABA chất truyền dẫn thần kinh Sợi trục từ thể vân dẫn tín hiệu ức chế tới nhân bèo nhạt (globus pallidus internus) nhân lưới liềm đen (substantia nigra pars reticulata) Neuron xuất phát từ nhân bèo nhạt nhân lưới liềm đen truyền tín hiệu theo sợi trục chúng tới đồi thị Các sợi từ nhân bèo nhạt tới đồi thị tạo thành hai bó dải đậu (lenticular fasciculus) quai đậu (ansa lenticularis), hai bó trước vào đồi thị chập thành bó thị (thalamic fasciculus) mang tín hiệu ức chế Từ đồi thị, neuron gửi tín hiệu kích thích tới vùng trước thùy trán [Phạm Văn Linh] - Hạch (chương trình Y khoa đổi mới) Trường Đại học Y Dược Hải Phòng Module Thần kinh CTĐT Y khoa dựa lực năm thứ Sinh lý bệnh, Bài 03 số khu vực khác vỏ não Các tín hiệu kích thích 'lên kế hoạch' cho vận động thông qua kết nối với neuron bó vỏ-tủy vỏ não Hệ thống hạch hoạt động theo chế phản hồi dương tính Neuron ức chế thể vân ức chế hoạt động neuron ức chế thứ hai nhân bèo nhạt Từ hoạt động đưa đến giảm tác động ức chế lên đồi thị, giải ức chế cho đồi thị đồng nghĩa kích thích vùng vỏ não vận động Chức đường truyền trực tiếp hệ thống hạch kích thích vỏ não vận động hay nói cách khác tăng hoạt tính vận động Hình 2: Các đường truyền tín hiệu hệ thống hạch Cortex: vỏ não; striatum: thể vân; GPe: bèo nhạt ngoài; GPi: bèo nhạt trong; STN: nhân đồi thị; SNc: nhân đặc liềm đen; SNr: nhân lưới liềm đen; Thalamus: đồi thị Đường truyền tín hiệu gián tiếp vỏ não, tới thể vân, tới nhân bèo nhạt ngồi, vịng qua nhân đồi thị tới nhân bèo nhạt nhân lưới liềm đen để cuối kết thúc dải mỏng sợi thần kinh mang tín hiệu ức chế tới vùng vỏ não Có thể tóm tắt mặt chức sau: Tín hiệu từ thể vân ức chế nhân bèo nhạt đưa tới giải ức chế nhân đồi thị từ kích thích nhân bèo nhạt Vịng thơng tin đưa tới tín hiệu ức chế nhân đồi thị mà kết cuối giảm hoạt tính neuron vận động vỏ não, ức chế vận động tức thời Đường truyền trực tiếp cho xúc tiến vận động chủ ý cụ thể đường truyền gián tiếp ức chế đồng thời vận động nhóm khác khơng tham gia vào vận động mong muốn thời điểm, từ đưa đến vận động trơn tru theo mong muốn [Phạm Văn Linh] - Hạch (chương trình Y khoa đổi mới) Trường Đại học Y Dược Hải Phòng Module Thần kinh CTĐT Y khoa dựa lực năm thứ Sinh lý bệnh, Bài 03 Chức hệ thống hạch Hệ thống hạch tiểu não ảnh hưởng đến hoạt động vận động thông qua tác động lên neuron vận động phía vai trị hệ thống hạch thực qua điểm sau: Khởi động kết thúc hoạt động vận động Hai phần hệ thống hạch nhân bèo sẫm, nhận tín hiệu đầu vào từ vùng cảm giác, liên hợp vận động từ liềm đen Đường truyền đầu từ đồi thị gửi tín hiệu phản hồi tới vỏ não vận động Vịng tín hiệu này—từ vỏ não xuống nhân thuộc hệ thống hạch tới đồi thị trở lại vỏ não — đưa tới phát động hay kết thúc (ngăn chặn) vận động Các neuron bèo sẫm tạo xung động trước diễn vận động thể, nerone nhân đuôi tạo xung trước diễn cử động mắt Các hạch có vai trị loại bỏ vận động không mong muốn thông qua tác động ức chế lên vùng đồi thị củ não Các nhân hệ hạch ảnh hướng tới trương lực Cụ thể, nhân bèo nhạt gửi xung tới cấu tạo lưới đưa tới giảm trương lực Tổn thương hay phá hủy số kết nối hệ thống hạch đưa đến tăng trương lực lan tỏa Các nhân hệ (hệ thống hạch nền) ảnh hưởng tới nhiều chức khác vỏ não hoạt động cảm giác, cảm xúc động lực (limbic), nhận thức, ngơn ngữ Một ví dụ cụ thể, hệ giúp bắt đầu hay kết thúc (ngăn chặn) số trình nhận thức ý (tập trung), trí nhớ, kế hoạch Ngồi ra, hệ tương tác với hệ limbic để điều hòa hành vi cảm xúc Điều hịa hệ thống tín hiệu hệ thống hạch Hệ thống hạch nhận tín hiệu đầu vào từ vỏ não, gửi tín hiệu phản hồi trở lại vỏ não để điều hoà vận động Khi thể trạng thái nghỉ, đồi thị bị ức chế mạnh nhân bèo nhạt (GPi) với trợ giúp nhân lưới liềm đen Vỏ não khơng nhận tín hiệu kích thích từ đồi thị Khi thể muốn cử động cụ thể, đường truyền tín hiệu trực tiếp hệ thống hạch hoạt hóa Tín hiệu từ não hoạt hóa thể vân, từ ức chế GPi, thơng qua giải phóng đồi thị, vùng vỏ não vận động hoạt hóa, vận động theo chủ ý thực Đồng thời, đường truyền tín hiệu gián tiếp hoạt hóa đưa đến ngăn chặn vận động khơng mong muốn Cụ thể, tín hiệu từ vỏ não truyền tới hoạt hóa thể vân, thể vân gửi tín hiệu ức chế bèo nhạt ngồi (GPe) [Phạm Văn Linh] - Hạch (chương trình Y khoa đổi mới) Trường Đại học Y Dược Hải Phòng Module Thần kinh CTĐT Y khoa dựa lực năm thứ Sinh lý bệnh, Bài 03 Bình thường bèo nhạt ngồi trạng thái hoạt hóa ức chế nhân đồi thị, GPe bị ức chế giải phóng nhân đồi thị Nhân đồi thị hoạt hóa hoạt hóa GPi, đưa đến ức chế mạnh đồi thị từ ngăn chặn vận động khác khơng chủ ý Các đường tín hiệu trực tiếp gián tiếp điều hòa với vai trò quan trọng liềm đen Khi dopamine nhân đặc liềm đen (SNc) giải phóng hoạt hóa thụ thể D1 đưa đến hoạt hóa thể vân, hoạt hóa dịng tín hiệu trực tiếp Ngược lại, dopamine SNc hoạt hóa thủ thể D2 đưa đến ức chế thể vân, đưa tới bất hoạt dịng tín hiệu gián tiếp Sinh lý bệnh số bệnh lý có liên quan tới bất thường hệ thống hạch Hệ thống hạch có liên quan đặc biệt với số rối loạn vận động Cụ thể, tổn thương hệ thống hạch kết hợp với biểu hiện: run cơ, vận động khơng chủ ý, tăng trương lực bất thường, khó khăn thực động tác; bất thường tư Rối loạn vận động đa dạng, tất liên quan tới bất thường hay tổn thương hệ thống hạch Một số bệnh xác định có nguyên nhân hay bệnh sinh liên quan đến hệ thống hạch kể đến: Bệnh Parkinson, Bệnh Huntington, Bệnh Hemiballism, Bệnh Tourette Bệnh Parkinson Là bệnh biết tới rõ hệ thống hạch Các triệu chứng kinh điển bao gồm giảm động, run lúc nghỉ, rối loạn tư dáng đi, hậu thối hóa neuron tiết dopamine vùng nhân đặc liềm đen (SNpc, SNc) Do thối hóa, liềm đen tế bào tiết dopamine đồng thời kết hợp với dấu hiệu rối loạn sinh tổng hợp dopamine Các bất thường đưa đến suy giảm đường truyền tín hiệu liềm đen-thể vân Sự suy giảm đưa đến giảm kích thích tăng ức chế vận động đưa đến rối loạn đặc trưng bệnh Bệnh Huntington Bệnh Huntington ngược lại bệnh với biểu đặc trưng tăng động, gây bất thường di truyền biểu đoạn lặp CAG gen HTT cánh ngắn nhiễm sắc thể số Gen HTT kéo dài bất thường đưa đến tổng hợp protein bất thường làm chết neuron nhân đuôi bèo sẫm (thể vân) Đường tín hiệu gián tiếp bị gián đoạn đưa đến biểu tăng động Ngoài biểu tăng động liên quan tới cử động không chủ ý đưa tới triệu chứng múa vờn, người bệnh cịn có suy giảm nhận thức hay triệu chứng rối loạn tâm thần [Phạm Văn Linh] - Hạch (chương trình Y khoa đổi mới) Trường Đại học Y Dược Hải Phòng Module Thần kinh CTĐT Y khoa dựa lực năm thứ Sinh lý bệnh, Bài 03 Múa vung nửa người (hemiballism) Hemiballism (tiếng Hi Lạp có nghĩa “ném”) để tình trạng tăng động với vận động mạnh mẽ, không chủ ý tay chân bên thể gây thương tổn nhân đồi thị (trong hệ thống hạch nền) bên đối diện với nửa người có biểu bệnh lý Nhân đồi thị phần đường dẫn truyền tín hiệu gián tiếp hệ thống hạch Tổn thương nhân đồi thị làm giảm hay loại bỏ đường truyền tín hiệu đưa đến tình trạng đáp ứng đa dạng thái với tín hiệu từ đường truyền tín hiệu trực tiếp (trong hệ thống hạch nền) Nguyên nhân đưa tới tình trạng bao gồm đột quỵ, tổn thương não chấn thương, xơ sừng bên teo cơ, tăng đường máu, tân sản, dị dạng mạch máu nguyên nhân khác Hội chứng Tourette Hội chứng Tourette liên quan có ý nghĩa tới hệ thống hạch nền, biểu cử động phát âm đột ngột, không kiểm sốt được, cịn gọi “chứng giật cơ” Chứng giật phối hợp với rối loạn dẫn truyền GABAergic từ thể vân đưa đến tăng hoạt tính DOPAMINergic giống chứng múa vung nửa người bệnh Huntington Ngồi ra, có thành phần hệ thống hạch có vai trị hành vi khuyến khích, củng cố, lệ thuộc (nghiện) hình thành thói quen Các q trình sinh lý bệnh đưa tới tình trạng rối loạn tâm thần trầm cảm, ám ảnh cưỡng chế (OCD) liên quan tới hệ thống hạch nhiều cấu trúc khác kết nối với hệ thống (đặc biệt vùng vỏ não trước thùy trán hệ limbic) Về rối loạn nhận thức, bất thường hệ thống hạch tìm thấy người bệnh tâm thần phân liệt hay rối loạn suy giảm nhận thức khác Một số nghiên cứu tổn thương nhồi máu não thầm lặng thấy khoảng 5% người lớn trung niên khỏe mạnh có vi tổn thương hệ hạch TÀI LIỆU THAM KHẢO Gonzalez-Usigli Hector A (2020): Chorea, Athetosis, and Hemiballismus MSD MANUAL Professional Version/Neurologic Disorders Dan Longo, Anthony Fauci, Dennis Kasper et al (2012): Parkinson's Disease and Related Disorders In Harrison's Principles of Internal Medicine 18th Ed Role of the Basal Nuclei/SOMATIC MOTOR PATHWAY In: Gerard J Tortora & Bryan Derrickson (2012) Principles of Anatomy & Physiology, 13th Ed Bhanu Prakash G: MEDVIZZ: Direct and indirect pathway of basal ganglia https://www.youtube.com/watch?v=UtacLPnoa28 Physiopedia: Basal ganglia https://www.physio-pedia.com/home/ [Phạm Văn Linh] - Hạch (chương trình Y khoa đổi mới) ... khoa đổi mới) Trường Đại học Y Dược Hải Phòng Module Thần kinh CTĐT Y khoa dựa lực năm thứ Sinh lý bệnh, Bài 03 Múa vung nửa người (hemiballism) Hemiballism (tiếng Hi Lạp có nghĩa “ném”) để tình... thời điểm, từ đưa đến vận động trơn tru theo mong muốn [Phạm Văn Linh] - Hạch (chương trình Y khoa đổi mới) Trường Đại học Y Dược Hải Phòng Module Thần kinh CTĐT Y khoa dựa lực năm thứ Sinh lý... niên khỏe mạnh có vi tổn thương hệ hạch TÀI LIỆU THAM KHẢO Gonzalez-Usigli Hector A (2020): Chorea, Athetosis, and Hemiballismus MSD MANUAL Professional Version/Neurologic Disorders Dan Longo,