Токсическая энцефалопатия: причины, симптомы и диагностика.

Введение

Токсическая энцефалопатия – это неврологическое расстройство, вызванное воздействием нейротоксичных органических растворителей, таких как толуол, после воздействия тяжелых металлов, например марганца, как побочный эффект лечения меларсопролом африканского трипаносомоза, неблагоприятным воздействием лекарственных препаратов, отпускаемых по рецепту, или воздействием экстремальных концентраций любых природных токсинов, таких как цианотоксины, содержащиеся в моллюсках или плёнках пресноводных цианобактерий. Токсическая энцефалопатия может развиться после острого или хронического воздействия нейротоксинов, включая все природные токсины. Воздействие токсичных веществ может приводить к разнообразным симптомам, характеризующимся изменением психического статуса, потерей памяти и нарушениями зрения. Токсическая энцефалопатия может быть вызвана различными химическими веществами, некоторые из которых широко используются в повседневной жизни, или цианотоксинами, которые накапливаются в организмах из вредных цветений водорослей (HAB), оседающих на бентосе водоёма. Токсическая энцефалопатия может приводить к необратимому повреждению мозга, и в настоящее время лечение направлено главным образом на облегчение симптомов.

Признаки и симптомы

"Энцефалопатия" – это общий термин, описывающий нарушения функции мозга, а приставка "токсическая" указывает на то, что нарушение вызвано токсинами, воздействующими на мозг. Наиболее характерным признаком токсической энцефалопатии является измененное психическое состояние. Острая интоксикация является обратимым симптомом воздействия многих синтетических химических нейротоксикантов. Симптомы острой интоксикации включают головокружение, шаткость, головную боль и тошноту, а регулярное кумулятивное воздействие этих нейротоксикантов в течение многих лет значительно повышает риск развития токсической энцефалопатии. Хроническое воздействие низких уровней нейротоксических химических веществ также может вызывать обратимые изменения настроения и эмоциональной сферы, которые проходят после прекращения воздействия. Острая и хроническая токсическая энцефалопатия, напротив, характеризуются стойкими изменениями в неврологической функции, которые обычно возникают при воздействии более высоких концентраций и в течение более длительного времени соответственно. Симптомы острой и хронической токсической энцефалопатии не исчезают после прекращения воздействия и могут включать потерю памяти, деменцию, незначительные изменения личности/повышенную раздражительность, постепенное развитие трудностей с концентрацией внимания, головную боль, головокружение, атаксию, непроизвольные движения (паркинсонизм), утомляемость, судороги, слабость в руках и депрессию. В работе Фельдмана и его коллег описаны нейроповеденческие эффекты у 57-летнего маляра, регулярно подвергавшегося воздействию больших количеств растворителей. Анализ магнитно-резонансной томографии (МРТ) также выявил повышенную скорость синтеза дофамина в путамен, уменьшение объема передней и общей части мозолистого тела, демиелинизацию в белом веществе теменной доли, базальных ганглиях и таламусе, а также атипичную активацию лобных областей мозга вследствие нейронной компенсации. При SPECT-визуализации мозга области, представляющие интерес, включают большинство коры головного мозга и бледный шар при отравлении угарным газом. Согласно медицинской литературе о SPECT-визуализации мозга, характерными признаками токсической энцефалопатии являются неспецифические, пятнистые, диффузные изменения в коре головного мозга, а при тяжелом воздействии – иногда и в подкорковых структурах. Тщательный и стандартизированный диагностический процесс имеет первостепенное значение при токсической энцефалопатии, включая детальный сбор профессионального, медикаментозного и медицинского анамнеза, а также стандартизированную визуализацию и нейропсихологическое тестирование.

"Encephalopathy" is a general term describing brain malfunctions and "toxic" asserts that the malfunction is caused by toxins on the brain. The most prominent characteristic of toxic encephalopathy is an altered mental status. Acute intoxication is a reversible symptom of exposure to many synthetic chemical neurotoxicants. Acute intoxication symptoms include lightheadedness, dizziness, headache and nausea, and regular cumulative exposure to these neurotoxicants over a number of years puts the individual at high risk for developing toxic encephalopathy. Chronic exposure to low levels of neurotoxic chemicals can also cause reversible changes in mood and affect which resolve with cessation of exposure. Acute and chronic toxic encephalopathy on the other hand, are persistent changes in neurological function that typically occur with exposure to higher concentrations and longer durations respectively. The symptoms of acute and chronic toxic encephalopathy do not resolve with cessation of exposure and can include memory loss, dementia, small personality changes/increased irritability, insidious onset of concentration difficulties, headache, lightheadedness, ataxia, involuntary movements (parkinsonism), fatigue, seizures, arm strength problems, and depression. A paper by Feldman and colleagues described neurobehavioral effects in a 57 year old house painter with regular exposure to large amounts of solvents. Magnetic Resonance Imaging (MRI) analyses have also demonstrated increased rates of dopamine synthesis in the putamen, reduced anterior and total corpus callosum volume, demyelination in the parietal white matter, basal ganglia, and thalamus, as well as atypical activation of frontal areas of the brain due to neural compensation. The regions of interest on SPECT brain imaging include a majority of all cortical regions, and the globus pallidus in carbon monoxide poisoning. Based on medical literature on SPECT brain imaging, signature patterns for toxic encephalopathy is a nonspecific patchy, diffuse pattern on the cortex, and sometimes is shown in subcortical regions, if exposure was severe. A thorough and standard diagnostic process is paramount with toxic encephalopathy, including a careful occupational, medication and medical history, standardized imaging and neuropsychological testing.

Причины

Кроме того, химические вещества, такие как свинец, способные вызывать токсическую энцефалопатию, иногда обнаруживаются в повседневных продуктах, включая лекарственные препараты, чистящие средства, строительные материалы, пестициды, освежители воздуха и даже парфюмерию. Эти вредные химические вещества могут попадать в организм при вдыхании (в случае освежителей воздуха) или наружном применении (в случае парфюмерии). Вещества быстро проникают в мозг, поскольку они липофильны и легко транспортируются через гематоэнцефалический барьер. Это обусловлено повышенной растворимостью в мембранах и локальным кровотоком, а поглощение растворителей центральной нервной системой (ЦНС) дополнительно усиливается при высокой физической активности. Если они не выводятся из организма незамедлительно, начинают проявляться симптомы токсической энцефалопатии. Все терапевтические вмешательства имеют двойственный эффект – пользу и неблагоприятные последствия, и фармакотерапия не является исключением. Вскоре после внедрения в клиническую практику обычных антипсихотических препаратов у некоторых пациентов, получавших эти препараты, были выявлены относительно редкие, но серьезные осложнения, такие как гипертермия, ригидность мышц, нестабильность автономной нервной системы и нарушение психического статуса. Этот тип энцефалопатии, вызванный применением антипсихотиков, получил название злокачественного нейролептического синдрома (ЗНС), и в настоящее время большинство врачей, назначающих антипсихотики, осведомлены об этом неблагоприятном явлении. Другим известным типом энцефалопатии, связанной с психотропной медикаментозной терапией, является серотониновый токсикоз (СТ) или серотониновый синдром (СС), который характеризуется автономными и нейромышечными симптомами, а также изменением психического статуса. В отличие от идиосинкразической природы ЗНС, СТ представляет собой спектр патофизиологических состояний, предположительно возникающих из-за избыточной серотонинергической нейротрансмиссии, вызванной психотропными препаратами, влияющими на серотонин. За последние два десятилетия фармакотерапия психотропными препаратами для пациентов с психическими расстройствами претерпела значительные изменения: классические антипсихотики и антидепрессанты были заменены атипичными антипсихотиками и селективными ингибиторами обратного захвата серотонина (СИОЗС) соответственно. Эти новые психотропные препараты, как правило, более безопасны и лучше переносятся, чем старые. Однако атипичные антипсихотики не исключают риска развития ЗНС, а широкое распространение СИОЗС, назначаемых не только при депрессии, но и при ряде психиатрических диагнозов, таких как тревога, расстройства пищевого поведения, импульсивность и расстройства личности, может увеличить частоту возникновения СТ. Таким образом, эти два патологических состояния по-прежнему остаются серьезными неблагоприятными эффектами психотропных препаратов, связанными с нарушением функционирования центральной нервной системы (ЦНС), на которые должны обращать внимание все врачи, назначающие психоактивные препараты. Популярность СИОЗС также привела к увеличению числа сообщений о пациентах с синдромом отмены, который иногда включает симптомы со стороны ЦНС, такие как тревога и раздражительность. В данной главе автор представляет всесторонний обзор вышеупомянутых неблагоприятных эффектов, влияющих на функцию ЦНС и связанных с психотропной фармакотерапией. Кроме того, описываются другие патологические состояния, потенциально вызывающие энцефалопатические симптомы у психиатрических пациентов, получающих психотропные препараты, например, гипонатриемия, гипераммониемия, вызванная вальпроатом, транзиторное поражение мозолистого тела и т.д. Случаи токсической энцефалопатии были связаны с попаданием дыма в кабину самолета, например, в случае с капитаном JetBlue Эндрю Майерсом, который в результате воздействия нуждался в трости для ходьбы, испытывал тремор и затруднения с речью. В следующем году Федеральное управление гражданской авиации отозвало медицинский сертификат Майерса; комиссия по компенсациям работникам признала, что Майерс получил повреждение мозга в результате этого происшествия.

In addition, chemicals, such as lead, that could instigate toxic encephalopathy are sometimes found in everyday products such as prescription drugs, cleaning products, building materials, pesticides, air fresheners, and even perfumes. These harmful chemicals can be inhaled (in the case of air fresheners) or applied (in the case of perfumes). The substances diffuse into the brain rapidly, as they are lipophilic and readily transported across the blood–brain barrier. This is a result of increased membrane solubility and local blood flow, with central nervous system (CNS) solvent uptake being further increased with high levels of physical activity. When they are not detoxified immediately, the symptoms of toxic encephalopathy begin to emerge. All therapeutic interventions are double edged swords with benefits and adverse effects, and pharmacotherapy is not an exception. Shortly after the introduction of conventional antipsychotic drugs into clinical practice, relatively rare but serious complications with hyperthermia, muscle rigidity, autonomic instability, and disturbed mental status were recognized to develop in some patients treated with antipsychotics. This type of encephalopathy induced by the use of antipsychotics was referred to as neuroleptic malignant syndrome (NMS), and almost all physicians prescribing antipsychotics are nowadays aware of this adverse phenomenon. Another well known type of encephalopathy associated with psychotropic drug therapy is serotonin toxicity (ST) or serotonin syndrome (SS), which is characterized by autonomic and neuromuscular symptoms and altered mental status. In contrast with the idiosyncratic nature of NMS, ST is a spectrum pathophysiological state assumed to derive from excess serotonergic neural transmission caused by serotonin related psychotropic agents. In these two decades, pharmacotherapy with psychotropic drugs for patients with mental illness has been dramatically changed, and classical prototypal antipsychotics and antidepressants have been replaced with atypical antipsychotics and selective serotonin reuptake inhibitors (SSRIs), respectively. These newly developed psychotropic drugs are generally safer and more tolerable than older drugs. However, atypical antipsychotics are not free of the risk of development of NMS, and the explosive prevalence of SSRIs prescribed not only for depression but also for a number of psychiatric diagnoses such as anxiety, eating disorders, impulse control, and personality disorders may increase the incidence of ST. Therefore, these two pathological states still remain as major adverse effects of psychotropic drugs involving altered functioning of the central nervous system (CNS), to which all clinicians prescribing psychoactive drugs should pay attention. The popularity of SSRIs also increased the case reports of patients with discontinuation syndrome, which sometimes includes CNS symptoms like anxiety and irritability. In this chapter, the author provides a comprehensive overview of the above mentioned adverse effects affecting the CNS function associated with psychotropic pharmacotherapy. In addition, several other pathological conditions potentially causing encephalopathic symptoms in psychiatric patients treated with psychotropic drugs, e. g., hyponatremia, valproate induced hyperammonemia, transient splenial lesion of the corpus callosum, and so on, are also described. Fume events on aircraft have been linked to cases of toxic encephalopathy, for example in the case of JetBlue Captain Andrew Myers, who as a result of exposure needed a cane to walk, experienced tremors and struggled to speak. In the following year, the Federal Aviation Administration revoked Myers' medical certificate; the workers compensation board agreed that Myers experienced brain damage as a result of the event.

Диагноз

Быстрая диагностика важна для попытки предотвратить дальнейшее повреждение мозга и развитие новых неврологических дефицитов. Это диагноз исключения, поэтому необходимо провести всестороннее обследование для выявления других возможных причин (печеночной, уремической, инфекционной, онкологической). Помимо неврологического осмотра, диагностические исследования могут включать МРТ, ПЭТ или ОФЭКТ головного мозга, ЭЭГ, КЭЭГ и, что наиболее важно, нейропсихологическое тестирование. Необходимо немедленно провести скрининг на наличие тяжелых металлов, а также других токсинов, поскольку они являются одними из наиболее частых причин, и пациент сможет затем избежать опасной среды. Кроме того, следует провести полный анализ крови (CBC) и метаболитов (CMP).

Лечение

Лечение в основном направлено на симптомы, вызванные токсической энцефалопатией, и варьируется в зависимости от степени тяжести состояния. Изменения в диете и прием пищевых добавок могут помочь некоторым пациентам. Для уменьшения или прекращения судорог могут быть назначены противосудорожные препараты. В некоторых тяжелых случаях может потребоваться диализ или трансплантация органов. Чтобы предотвратить дальнейшую потерю нейрокогнитивных функций, рекомендуется пожизненное воздержание от алкоголя – известного нейротоксина и причины данного состояния. Лечение пациентов включает немедленное прекращение контакта с токсичным веществом (или веществами), лечение депрессии, если она присутствует, и психологическую поддержку для разработки стратегий преодоления этого потенциально ослабляющего состояния. Долгосрочные исследования показали наличие остаточных когнитивных нарушений (преимущественно нарушения внимания и обработки информации, приводящих к дисфункции рабочей памяти) в течение до 10 лет после прекращения воздействия.

Исследования

Такие организации, как NINDS (Национальный институт неврологических расстройств и инсульта), ведут исследования, чтобы определить, какие вещества могут вызывать энцефалопатию, каковы механизмы этого воздействия и, в конечном итоге, как защитить мозг от этого состояния, как его лечить и как излечить.