Taustaartikkeli sivustolle impactfeaturespace.com. Kerronnallinen katsaus; näytön rajat esitetään tekstissä ja näyttöä koskevissa huomautuksissa.
Keskeiset kohdat
Aivotärähdys määritellään kliinisesti. Tavanomainen TT ja perinteinen MRI ovat määritelmän mukaan normaaleja. Ehdotettu tapahtumasarja on aivojen mekaaninen muodonmuutos, pääasiassa venytyksestä, sitten aksonaalinen ja solukalvon häiriö ja sen jälkeen ionien, glutamaatin ja energia-aineenvaihdunnan häiriö, joka etenee tunneista viikkoihin.
Suuri osa solutason tapahtumasarjasta tunnetaan eläin- ja in vitro -työstä. Venymän suoraa mittaamista vahingoittavissa iskuissa elävillä ihmisillä ei voida tehdä, ja yhteydet solutason tapahtumista oireisiin ovat suurelta osin hypoteeseja.
Useimmat urheilijat toipuvat viikkojen kuluessa. Pitkittyviä oireita saava vähemmistö on heterogeeninen. Siinä yhdistyvät vammaan liittyvä biologia, fysiologiset alatyypit, liitännäissairaudet ja havaintovaikutukset.
Pelin jatkaminen, hoidon viivästyminen ja varhainen toinen vamma liittyvät pidempään toipumiseen. Pahentavatko ne itse vammaa, ei ole osoitettu, ja katastrofaalinen muoto (toisen iskun oireyhtymä, second impact syndrome) on kiistanalainen.
Urheiluaivotärähdyksestä ei tämän artikkelin tarkastelemissa lähteissä tunnistettu vertaisarvioitua toistettua FDG-PET-tutkimusta. Tajuttomuuden mekanismi on ratkaisematta, ja mekanoporaation rooli aivotärähdyksessä on kiistanalainen.
Toistuvien päähän kohdistuvien iskujen pitkäaikaisriski on ratkaisematta. Parhaat saatavilla olevat tutkimukset rajoittuvat valikoitumisharhaan ja sekoittaviin tekijöihin.
Amsterdamin vuoden 2022 konsensus määrittelee urheiluun liittyvän aivotärähdyksen traumaattiseksi aivovammaksi, jonka aiheuttaa suora isku päähän, niskaan tai vartaloon ja joka välittää aivoihin impulsiivisen voiman. Se käynnistää välittäjäaine- ja aineenvaihduntakaskadin, johon voi liittyä aksonivaurio, verenkierron muutos ja tulehdus. Oireet ja löydökset voivat ilmaantua heti tai kehittyä minuuttien tai tuntien kuluessa, ne yleensä häviävät päivien kuluessa ja voivat pitkittyä. Tavanomainen rakenteellinen kuvantaminen (TT; T1- ja T2-painotteinen MRI) ei näytä poikkeavuutta, vaikka tutkimuskuvantaminen voi näyttää toiminnallisia, verenkierron tai aineenvaihdunnan muutoksia [1].
Kolme varausta on tärkeitä asiantuntijoille:
Määritelmän hyväksyi 78,6 % paneelista, mikä jäi ennalta määritellyn 80 %:n konsensuskynnyksen alapuolelle. Äänestysluku kirjaa eriävän mielipiteen, jonka mukaan aivotärähdys tulisi määritellä patologisten eikä kliinisten rakenteiden kautta, koska oireet ovat epäspesifisiä [1].
Se ei anna diagnostisia kriteerejä. ACRM:n operationaaliset kriteerit lievälle aivovammalle kehitettiin rinnakkain, ja yhtenäinen käsitteellinen ja operationaalinen määritelmä on yhä tavoitteena [1].
Terminologiaa (aivotärähdys, lievä aivovamma, Kommotion, Kontusion) käsitellään termejä koskevassa seuralaisartikkelissa. Tässä "aivotärähdys" on edellä määritelty kliininen oireyhtymä ja "lievä aivovamma" laajempi operationaalinen luokka.
Lineaarinen ja rotaatiokiihtyvyys esiintyvät lähes jokaisessa aivotärähdyksessä [2]. Kudoksen kokema asia on muodonmuutos. Aivokudos vastustaa tilavuuden muutosta paljon enemmän kuin repeämistä: Kleiven asetti puristusmoduulin (bulk modulus) viidestä kuuteen kertaluokkaa leikkausmoduulin yläpuolelle ja väitti tämän perusteella, että useimpia traumaattisia aivovammoja määrittää repeämä ja siksi rotaatiokinematiikka [3].
Suoria mittauksia elävillä ihmisillä on olemassa vain vahingoittamattomasta kuormituksesta, ja yhden näistä tutkimuksista kirjoittajat toteavat, ettei in vivo -muodonmuutoskokeita vamman tasoisissa iskuissa voida tehdä [4]. Vapaaehtoisten MRI-merkkikuvaus on osoittanut:
Aivojen muodonmuutoksen lievässä pään hidastuvuudessa (20–30 m/s², noin 40 ms), sopusoinnussa vastaiskukuvioiden (contrecoup) kanssa [5].
Radiaali–kehäsuuntaisia repeämis-venymäkuvioita lievässä kulmakiihtyvyydessä [6].
Kolmiulotteisia venymätensoreita lievän päähän kohdistuneen iskun jälkeen, joiden suurin päävenymä 0,019–0,053 korreloi vahvasti kulmanopeuden huippuarvon kanssa, kuvioita, jotka erosivat niskan kierron ja ojennuksen välillä, sekä ensimmäiset in vivo -arviot aksonisäikeiden venymisestä [4].
Anturin mittaama pään kiihtyvyys on siksi epäsuora korvike kudoksen muodonmuutokselle. Se, kuinka hyvin kinematiikka ennustaa aivotärähdystä, käsitellään lineaarista ja rotaatiokiihtyvyyttä koskevassa seuralaisartikkelissa.
Valkean aineen aksonit vaikuttavat erityisen alttiilta mekaaniselle kuormitukselle. Diffuusi aksonivaurio on löydettävissä kaikissa TBI:n vakavuusasteissa ja voi olla lievän aivovamman keskeinen patologinen substraatti. Se kattaa jatkumon sytoskeletonin mekaanisesta katkeamisesta keskeytyneen kuljetuksen, turpoamisen ja proteolyysin kautta sekundaarisiin muutoksiin [7]. Giza ja Hovda tiivistävät kokeellisen kuvan [8]:
Kalsiumin sisäänvirtaus romahduttaa neurofilamenttien sivuhaarat ja aktivoi proteaaseja, jotka pilkkovat sytoskeletonin proteiineja.
Mikrotubulusten katkeaminen häiritsee aksonin kaksisuuntaista kuljetusta ja voi eristää synapsin.
Yhteyden katkeaminen ei välttämättä tapa hermosolua. Perisomaattista aksotomiaa on seurannut kutistuminen ilman solukuolemaa eläimillä.
Yhdessä nestepaineiskuvertailussa (fluid percussion) myelinisoimattomat aksonit olivat alttiimpia kuin myelinisoidut.
Ihmisen aivotärähdyksestä on vähän patologista aineistoa, ja lievän vamman mallit osoittavat usein kognitiivista heikentymistä vähäisellä solukuolemalla.
Mekanoporaatiohypoteesi esittää, että mekaaninen voima luo lipidikalvoon pieniä, ei-letaaleja vaurioita. Kalium poistuu, natrium ja kalsium tulevat sisään, ja glutamaattia vapautuu valikoimattomasti [8]. Aksolemman läpäisevyyden muutos vamman jälkeen osoitettiin varhain merkkiaineilla [9].
Rotan diffuusissa vammamallissa normaalisti poissuljettua 10 kDa:n fluoresoivaa dekstraania infusoitiin ennen vammaa ja toista merkkiainetta 2 tai 6 tuntia sen jälkeen. 4 ja 8 tunnin kohdalla 55 % merkkiaineen täyttämistä neuroneista sisälsi molempia merkkiaineita (pysyvä vuoto, monet nekroottisia). Noin 39 % (4 h) ja 24 % (8 h) sisälsi vain vammaa edeltävän merkkiaineen, mikä sopii uudelleen sulkeutumiseen. Viivästynyt uusi häiriö esiintyi 5,5 %:ssa ja 20,9 %:ssa, ja muutokset liittyivät kalpaiinivälitteiseen spektriinin proteolyysiin [10].
In vitro -aksonivenytysmallissa kalsium nousi välittömästi, mutta sitä ei ollut kalsiumittomassa väliaineessa, tetrodotoksiini tai natriumin korvaus esti sen, ja jänniteherkkä kalsiumkanavasalpaaja vähensi sitä. Kirjoittajat eivät löytäneet näyttöä kalsiumin sisäänvirtauksesta mekaanisesti syntyneiden huokosten kautta, ja ehdottivat, että muodonmuutos avaa mekaanisesti herkkiä natriumkanavia, jotka laukaisevat kalsiumin sisäänvirtauksen jänniteherkkien kalsiumkanavien kautta ja natrium–kalsium-vaihtajan kääntymisen [11]. Natriumin sisäänvirtaus johti sitten kanavan α-alayksikön proteolyysiin, myötäkytkentäprosessiin [12].
Arvio: molemmat prosessit voivat toimia, eri venymillä, venymänopeuksilla tai solun osastoissa. Kumpaakaan ei ole osoitettu ihmisen aivotärähdyksessä. Merkkiainemenetelmä havaitsee vauriot, jotka ovat riittävän suuria 10 kDa:n molekyylille, joten pieniä ioneja läpäiseviä vaurioita ei nähtäisi (päätelmä). Uudelleen sulkeutuminen sopii aivotärähdyksen palautuvuuteen, mutta se on tulkintaa. Integriinivälitteisiä sytoskeletonin ankkuripisteitä on esitetty hermosolujen ja verisuonisolujen ensisijaiseksi molekulaariseksi kohteeksi [8].
Kaskadi Giza ja Hovdan tiivistämänä [8, 13, 14]:
1. Ionivirta ja glutamaatin vapautuminen. Kaliumin ulosvirtaus sekä natriumin ja kalsiumin sisäänvirtaus, valikoimattomalla glutamaatin vapautumisella. Tämä voi synnyttää diffuusin leviävää depressiota muistuttavan tilan, joka on mahdollinen substraatti hyvin akuuteille toiminnan heikkenemisille [8].
2. Energiakriisi. ATP-riippuvaiset pumput käyvät ylikierroksilla aiheuttaen hyperglykolyysin ja energiavarantojen ehtymisen. Aikaisessa vaiheessa tämä tapahtuu normaalin tai alentuneen aivoverenkierron kanssa, joten tarjonta ja kysyntä irtoavat toisistaan [8].
3. Mitokondrioiden rasitus. Kalsium sitoutuu mitokondrioihin, mikä voi heikentää oksidatiivista aineenvaihduntaa. Oksidatiivinen stressi muuttaa redox-tilaa [8].
4. Myöhempi hypometabolia. Aikuisilla eläimillä heikentynyt glukoosiaineenvaihdunta kesti jopa 7–10 päivää ja nuorilla noin 3 päivää [8].
5. Muuttunut hermovälitys eläimillä sekä kiihdyttävissä että estävissä järjestelmissä [8].
6. Tulehdus. Sytokiinien ja tulehdusgeenien muutokset lievän TBI:n jälkeen eläimillä, vähemmän tutkittu akuutisti kuin vaikeassa vammassa [8].
Aineenvaihdunnan muutoksia voi olla päävammapotilailla, joilla Glasgow'n kooma-asteikko on normaali [13].
Ihmisaineisto tulee pääasiassa protonispektroskopiasta. N-asetyyliaspartaatti oli alentunut otsalohkon valkeassa aineessa aivotärähdyksen jälkeen, normalisoitui noin 30 päivän kuluessa ja kesti noin 45 päivää toisen aivotärähdyksen jälkeen. Alentuma ei korreloinut hyvin oireiden kanssa [8]. Giza ja Hovda odottavat ihmisen toipumisen kestävän pidempään kuin eläinmalleissa [8].
Urheiluaivotärähdyksestä ei tarkastelluissa lähteissä tunnistettu vertaisarvioitua toistettua FDG-PET-tutkimusta, eikä sellaisen olemassaoloa voida sulkea pois. Toistettua FDG-PET:iä on olemassa vaikeusasteeltaan sekalaisessa ihmisen TBI:ssä (13 potilasta 54:stä kuvattiin akuutisti ja uudelleen myöhemmin), jossa heikentyneen aineenvaihdunnan vaihe alkoi korjaantua noin kuukauden kohdalla vakavuudesta riippumatta [15]. Mitä löytyi:
Kaksi konferenssitiivistelmää yhdestä PET/MRI-ohjelmasta. Yliopisto-urheilijat kuvattiin akuutisti ja uudelleen yli kolmen kuukauden kuluttua, koska kaikkien urheilijoiden perustason kuvaukset olivat epäkäytännöllisiä. Vuoden 2018 tiivistelmä raportoi koko aivojen otannan olevan jopa 97 % kontrollia korkeampi kahdella aivotärähdyksen saaneella urheilijalla ja laskevan ajan myötä, ja MRI:stä johdetun harmaan aineen happiaineenvaihdunnan olevan jopa 45 % alhaisempi. Se tulkitsee tämän kohonneeksi kuoren glukoosiaineenvaihdunnaksi masentuneen oksidatiivisen aineenvaihdunnan ohella [16]. Vuoden 2019 tiivistelmä raportoi seitsemän akuuttia kuvausta (31–94 h) ja kolme seurantakuvausta. Koko aivojen otanta oli akuuttivaiheessa alhaisempi kuin seurannassa (p=0,02, parittamaton), ja trendi viittasi akuuttiin hypometaboliaan ja alueellisiin löydöksiin, jotka eivät säilyneet perheittäisen virheen korjauksen jälkeen [17]. Nämä kaksi tulkintaa eroavat. Molemmat ovat pieniä, vertaisarvioimattomia tiivistelmiä.
Vaikeusasteeltaan sekalainen ihmisen TBI. FDG-PET kuukauden sisällä vammasta osoitti alentunutta aivojen glukoosiaineenvaihduntanopeutta, joka ei ollut tiukasti kytköksissä tajunnantasoon [18]. Tässä esitetyt potilasmäärät kyseisestä tutkimuksesta (42 potilasta, 84 % oireita) ovat peräisin uutistiivistelmästä, eikä niitä tarkistettu varsinaista artikkelia vasten. Dynaaminen profiili alkaa korjaantua noin kuukauden kohdalla vakavuudesta riippumatta [15]. Vaikeassa TBI:ssä (19 potilasta, keskimääräinen GCS 6) yhdistetty PET ja mikrodialyysi noin 36 tunnin kohdalla osoitti aineenvaihduntakriisin, jota iskemia ei selittänyt [19]. Toistettu FDG-mikro-PET rotilla nestepaineiskuvamman (fluid percussion) jälkeen osoitti aineenvaihdunnan palautumisen, joka korreloi käyttäytymisen palautumisen kanssa [20]. Mikään näistä ei ole aivotärähdyspopulaatio.
Kriittinen katsaus FDG-PET:iin lievässä aivovammassa [21]. Siitä tarkasteltiin vain johdanto- ja teknisiä osioita. Se toteaa, että FDG heijastaa otantaa ja fosforylaatiota, mikä ei ole kokonaisaineenvaihduntaa, ja että kliinisen PET:n tilaresoluutio on noin 5–10 mm.
Syitä, miksi toistettu FDG-PET on vaikeaa aivotärähdyksessä (päätelmä): säteilyannos terveillä nuorilla urheilijoilla, tarve akuutille kuvaukselle tunneissa tai päivissä, perustason puuttuminen ja se, ettei FDG voi erottaa glykolyyttistä oksidatiivisesta aineenvaihdunnasta ilman lisämittaa hapenkäytöstä. Energiakriisihypoteesi perustuu siksi eläintyöhön, ihmisen spektroskopiaan ja epäsuoraan kliiniseen perusteluun kontaktiin palaamisen viivästämiselle.
Eläimillä pahin aineenvaihduntahäiriö seurasi kolmen päivän välein tapahtuneita vammoja. Seitsemän päivän välein tapahtuneet vammat eivät kumuloituneet. Nuorilla rotilla toinen vamma päivänä 1 huononsi lopputulosta, ja päivänä 5 se toimi erillisenä vammana [8]. Soluviljelymallissa alle 5 %:n venymä ei aiheuttanut ilmeistä muutosta, mutta aksoneissa natriumkanavien ilmentyminen lisääntyi 24 tunnin kuluessa. Toinen identtinen lievä vamma tuotti sitten patologisia kalsiumnousuja ja aksonien rappeutumista [22]. Kliinisesti aiempi aivotärähdys on voimakas riskitekijä uudelle, ja suurin riski on ensimmäisten 10 päivän aikana [8]. Ikkunan pituus vaihtelee todennäköisesti yksilöiden välillä, eikä mikään biomarkkeri voi tällä hetkellä mitata sitä [8].
| Aika iskun jälkeen | Ehdotetut tapahtumat | Keskeinen näyttö |
|---|---|---|
| Millisekunnit | Kallo kiihtyy, kudos muuttaa muotoaan | Mallit; vapaaehtoisten MRI lievillä kuormilla [4–6] |
| Sekunneista minuutteihin | Solukalvon häiriö, ionivirta, glutamaatin vapautuminen | Eläimet, in vitro [8, 10, 11] |
| Minuuteista tunteihin | Energiakriisi, virtaus–aineenvaihdunta-epäsuhta, kuljetuksen häiriö | Eläimet [8] |
| Tunneista päiviin | Hypometabolia, oireet, tulehdusvaste | Eläimet; kliininen havainnointi [8] |
| Päivistä viikkoihin | Oireiden toipuminen useimmilla; spektroskooppinen normalisoituminen (noin 30 päivää) | Ihmisen kliiniset tutkimukset [1, 8] |
| Kuukaudet ja pidempään | Pitkittyvät oireet vähemmistöllä; pitkäaikaislopputulos epävarma | Kliiniset ja epidemiologiset tutkimukset [1] |
Giza ja Hovda esittävät yhteyksiä prosessien ja oireiden välillä ja toteavat, että assosiaatiot todistavat tutkimukset on vielä tekemättä [8]:
| Prosessi | Ehdotettu korrelaatti |
|---|---|
| Ionivirta | Migreenin kaltainen päänsärky, valonarkuus, äänenarkuus |
| Energiakriisi | Alttius toiselle vammalle |
| Aksonivaurio, heikentynyt hermovälitys | Heikentynyt kognitio, hidastunut prosessointi ja reaktioaika |
| Proteaasien aktivaatio, sytoskeletonin muutos, solukuolema | Krooninen atrofia, pysyvä heikentymä (hypoteesi toistuvalle vammalle) |
Päänsärkyhistoria ja aiempi migreeni ovat raportoituja riskitekijöitä pitkittyneelle toipumiselle [8]. Perhe, jossa oli CACNA1A-kalsiumkanavamutaatio ja familiaalinen hemipleginen migreeni, osoitti viivästynyttä aivoturvotusta vähäisen päähän kohdistuneen trauman jälkeen [23]. Giza ja Hovda ehdottavat, että ionikanavageneettiset tekijät voivat olla taustalla sekä "lasileuka"-alttiudessa että pahanlaatuisessa turpoamisessa [8]. Tämä on tapausperhehavainto eikä väestötason riskiarvio.
Solukuolema on vähäistä lievän vamman malleissa jopa kognitiivisen heikentymän kanssa [8]. Glasgow'n arkistossa vaikeusasteeltaan sekalaisia TBI-tapauksia reaktiivisia mikrogliasoluja ja jatkuvaa valkean aineen rappeutumista oli 28 %:ssa tapauksista, joiden elossaoloaika ylitti vuoden, jopa 18 vuotta yhden vamman jälkeen [24]. Nämä eivät olleet urheiluaivotärähdyksiä, joten löydös havainnollistaa mahdollista reittiä eikä kuvaa aivotärähdystä.
DTI antaa vaihtelevia tuloksia lievän vamman jälkeen. Fraktionaalinen anisotropia oli kohonnut joissakin akuuteissa tutkimuksissa (esimerkiksi aivokurkiainen 6 päivän kohdalla nuorilla, korreloi oireasteikon kanssa) ja alentunut toisissa, riippuen ajoituksesta, iästä, vakavuudesta, alueesta ja menetelmästä. Rutiinikäyttö yksittäisille potilaille on ennenaikaista [8]. Saksalainen asiantuntija-arviointisuositus tekee samanlaisen johtopäätöksen aivovamman yksilökohtaisesta todistamisesta [25].
fMRI on osoittanut poikkeavia aktivaatiokuvioita päivien tai viikkojen kuluttua aivotärähdyksestä joissakin tutkimuksissa, sekalaisin löydöksin [8].
GFAP ja UCH-L1. 1 959 aikuisella, joilla oli epäilty päävamma (GCS 9–15), yhdistetyn testin herkkyys oli 0,976 ja negatiivinen ennustearvo 0,996 TT:llä havaitulle kallonsisäiselle vammalle 12 tunnin sisällä vammasta. Se on tapa välttää TT, ei aivotärähdystesti [26].
Neurofilamentin kevyt ketju oli koholla selkäydinnesteessä ja amyloidi β alentunut 16 ammattijääkiekkoilijalla, joilla oli aivotärähdyksen jälkeinen oireyhtymä yli 3 kuukautta [27]. Suuremmassa kohortissa seerumin NfL erotti pitkittyviä oireita saavat pelaajat kauden alun kontrolleista (AUROC 0,97), luokan III näytöllä [28].
Amsterdamin vuoden 2022 konsensus päättelee, että kehittynyt kuvantaminen, nestebiomarkkerit ja geenitestaus ovat arvokkaita tutkimustyökaluja mutta eivät vielä sovellu rutiininomaiseen kliiniseen käyttöön. Se lisää, että fysiologinen muutos voi kestää kliinistä toipumista pidempään ja että ei tiedetä, ovatko jäännösmuutokset patologisia, mukautuvia vai hyvänlaatuisia [1].
Lyhyt tajunnan menetys on joidenkin aivotärähdysten tunnusmerkki, mutta ei välttämätön [1]. Sen mekanismi on yhä selittämättä.
Sikojen ja kädellisten rotaatiokokeet.
Sioilla iskuton pään rotaatio aksiaalitasossa (aivorunkoon nähden poikittainen) tuotti välittömän pitkittyneen kooman, koronaalinen rotaatio ei. Diffuusi aksonivaurio esiintyi molemmissa tasoissa. Kooman vaikeus korreloi aivorungon aksonivaurion laajuuden kanssa (p<0,01) eikä muualla olevan vaurion kanssa [29].
Myöhempi sikojen lievän vamman tutkimus havaitsi 10–35 minuutin tajunnan menetyksen aksiaalirotaation jälkeen (n=3) eikä pitkittynyttä koronaalisen jälkeen (n=2). Laaja aksonipatologia oli läsnä 7 päivän kohdalla molemmissa, jopa ilman pitkittynyttä tajunnan menetystä [30].
Kädellisillä koronaalinen päänliike tuotti pisimmät koomat ja eniten aksonivauriota: yli 6 tunnin kooma 20:llä 26 eläimestä, joilla oli täysi lateraalinen liike [31].
Ratkaiseva rotaatiotaso on siten eri lajeilla päinvastainen, ja Smith ja kollegat panevat merkille sikojen ja kädellisten välillä eroavan aivorungon ja aivokurkiaisen aksonivaurion [29].
Ehdokasmekanismit.
Aivorungon häiriö. Sentripetaalinen hypoteesi esittää, että rotaatioleikkaus vaikuttaa ensin pintaan ja ulottuu ylempään aivorunkoon vakavuuden kasvaessa [32]. Opetusaineisto tiivistää kritiikin: hypoteesi edellyttää suuria energioita, ja tajunnan menettävillä potilailla ei usein ole enempää rakenteellista vauriota (toissijainen lähde) [33].
Diffuusi depolarisaatio tai "konvulsiiviset" selitykset. Shaw (2002), kuten Bayly sen siteeraa, esitti, että nopea muodonmuutos aiheuttaa aivokuoren hermosolujen diffuusin mekaanisesti indusoidun depolarisaation [5]. Shaw'n kirjan luvun tiivistelmä luettelee viisi hypoteesia (vaskulaarinen, retikulaarinen, sentripetaalinen, pontiininen kolinerginen, konvulsiivinen) ja päättelee, että vain konvulsiivinen teoria sopii helposti yhteen neurofysiologisen aineiston kanssa; itse vuoden 2002 artikkelia ei tarkasteltu. Giza ja Hovda kuvaavat leviävää depressiota muistuttavaa tilaa mahdollisena substraattina [8]. Pontiininen kolinerginen mekanismi esitettiin kissoilla [34]. Kissoilla kolinergisen agonistin mikroinjektio pontiiniseen retikulaarimuodostelmaan tuotti korjautuvan velttokooman ilman epileptisiä EEG-purkauksia tai kouristusliikkeitä [35]. Tässä tehty päätelmä on, että tämä sopii huonosti puhtaasti konvulsiiviseen selitykseen ja sopii pontiiniseen kolinergiseen hypoteesiin.
Historiallinen vaskulaarinen ja autonominen näkemys. Denny-Brown ja Russell erottivat kiihtyvyysaivotärähdyksen, jossa aivoverenkierto lisääntyi suuresti foramen magnumin hermojen stimulaation kautta, puristusaivotärähdyksestä. He pitivät "veno-pressor-järjestelmän" pettämistä tärkeänä kuolemassa pian kokeellisen aivotärähdyksen jälkeen [36].
Syvien rakenteiden glukoosiaineenvaihdunta TBI:n jälkeen. 23 potilaalla talamuksen, aivorungon ja pikkuaivojen glukoosin aineenvaihduntanopeudet korreloivat tajunnantason kanssa PET-kuvauksen hetkellä, ja kirjoittajat tulkitsevat tämän toiminnalliseksi kytkeytymisen katkeamiseksi subkortikaalisen valkean aineen vauriosta [37]. Nämä olivat koomassa olevia ja koomassa olemattomia TBI-potilaita, eivät aivotärähdyksiä.
Aivotärähdykseen liittyvät kouristukset. 22 huippujalkapalloilijan tapauksessa kouristukset alkoivat 2 sekunnin kuluessa iskusta, tonisella jäykistymisellä ja sitten myokloonisilla nykäyksillä jopa 150 sekuntia. Tajunta palautui nopeasti, rakenteellista tai pysyvää vammaa ei löytynyt, kenellekään pelaajalle ei kehittynyt epilepsiaa keskimäärin 3,5 vuoden aikana, ja kirjoittajat esittivät ohimenevää traumaattista toiminnallista dekerebraatiota [38]. 102 videoidusta tapauksesta tonista asentoa esiintyi 25:ssä, ja sen ennusti vain tajunnan menetys [39]. Saksalaisessa kirjallisuudessa ilmiötä kutsutaan nimillä kommotionelle Konvulsion tai Aufprallanfall [40].
Synteesi: pitkittynyt kooma eläimillä liittyy aivorungon aksonivaurioon. Lyhyt tajuttomuus voi heijastaa ohimenevää aivorungon tai verkoston toimintahäiriötä ilman rakenteellista vauriota. Tajunnan menetys on huono ohjenuora aksonivaurion suhteen [30]. Mikään testattu mekanismi ei selitä, miksi kriittinen rotaatiotaso eroaa lajeittain, eikä lähdettä löydetty, joka testaisi yhteyttä ionivirran tai mekanoporaation ja tajunnan menetyksen välillä.
Tyypillinen kulku. Rajoittamaton paluu urheiluun tapahtuu tyypillisesti kuukauden kuluessa, yhdistetyn keskiarvon ollessa 19,8 päivää (95 %:n luottamusväli 18,8–20,7, 57 tutkimusta, erittäin suuri heterogeenisuus). 93 % palasi oppimiseen ilman lisätukea 10 päivän kuluessa. Varhaiset oireet ovat yhä vankin toipumisen ennustaja. Pelin jatkaminen ja viivästynyt pääsy lääkärille liittyivät pidempään toipumiseen, ja unihäiriö ensimmäisten 10 päivän aikana pitkittyviin oireisiin [1].
Pitkittyvillä oireilla tarkoitetaan kaikissa ikäryhmissä yli neljä viikkoa kestäviä oireita. Ne voivat olla jo ennestään olemassa olevia, aivotärähdykseen liittyviä tai molempia [1]. Varovainen arvio pitkittyneistä aivotärähdyksen jälkeisistä oireista on 10–15 % lievästä TBI:stä, ja siihen vaikuttavat psykogeeniset, kervikogeeniset ja neurofysiologiset tekijät [41]. Esiintyvyys riippuu väestöstä ja määritelmästä:
Kanadalaisessa päivystyspoliklinikkakohortissa lapsilla ja nuorilla, joilla oli akuutti päävamma, 31,0 %:lla oli pitkittyviä aivotärähdyksen jälkeisiä oireita 28 päivän kohdalla [42].
Yhdysvaltalaisessa aikuisten traumakeskuskohortissa 53 % lievän TBI:n potilaista ja 38 % ortopedisen vamman verrokeista ilmoitti vammaan liittyvästä haitasta 12 kuukauden kohdalla Glasgow Outcome Scale Extended -asteikolla. Lievän TBI:n potilaista 61 %:lla, joilla oli positiivinen TT tullessa, ja 49 %:lla, joilla TT oli negatiivinen, oli haittaa (suhteellinen riski 1,24; 95 %:n luottamusväli 1,08–1,43) [43].
Kumpikaan kohortti ei ole urheilukohortti, ja lopputulosmitta on epäspesifinen. Verrokkitulos on merkittävä: suuri osa ihmisistä, joilla on aivotärähdykseen liittymätön ääreisvamma, ilmoittaa myös haitasta.
Ehdokastekijät.
Vammaan liittyvä biologia. Varhainen oireiden vakavuus on johdonmukaisin hitaamman toipumisen ennustaja 101 tutkimuksen systemaattisessa katsauksessa, ja subakuutti päänsärky tai masennus todennäköisesti lisäävät kuukauden jälkeisten oireiden riskiä [44]. Aikuisia koskeva tutkimus havaitsi, että suurempi vamman jälkeinen oiretaakka ennusti oireita yli 28 päivän jälkeen [45]. 135 lievän TBI:n potilaasta 27 %:lla TT-normaaleista tapauksista oli poikkeava varhainen MRI. Kontuusio MRI:ssä (kerroinsuhde 4,5) ja neljä tai useampi verenvuotoisen aksonivaurion polttopiste (3,2) liittyivät itsenäisesti huonompaan 3 kuukauden lopputulokseen [46]. Seerumin NfL erotteli jääkiekkoilijat, joilla oli pitkittyviä oireita [28].
Fysiologiset alatyypit. Yksi luokittelu erottaa fysiologisen häiriön (globaali aineenvaihdunnan heikentymä), vestibulo-okulaarisen häiriön ja kervikogeenisen häiriön, jotka erotetaan esitietojen, tutkimuksen ja rasituskokeen perusteella [47]. Pelkät oireet eivät erottaneet fysiologista aivotärähdystä kaulan tai vestibulaarisesta vammasta [48].
Liitännäissairaudet. Aiemmat mielenterveysongelmat näyttävät lisäävän riskiä. ADHD ja oppimisvaikeudet eivät näytä lisäävän sitä merkittävästi. Teini-ikä, erityisesti lukiotytöt, voi olla haavoittuvin [44]. Migreenihistoria, aiempi yli viikon oireinen aivotärähdys ja naissukupuoli olivat osia lasten 12 pisteen riskipisteytyksessä [42].
Havaitseminen ja raportointi. Terveessä otoksessa 35,9–75,7 % ilmoitti kokeneensa tietyn aivotärähdyksen jälkeisen kaltaisen oireen kahden edellisen viikon aikana ja 2,9–15,5 % ilmoitti vakavampia oireita, jotka korreloivat masennusoireiden kanssa [49]. Lievän päävamman jälkeen varhaiset uskomukset vakavista pysyvistä seurauksista ennustivat pysyviä oireita 3 kuukauden kohdalla, eikä vamman vakavuuden, traumaperäisen stressin, ahdistuksen ja masennuksen lisääminen parantanut ennustetta [50]. Ei-kliinisessä otoksessa identtisen vammakuvauksen diagnostinen nimike muutti odotettuja oireita ja sairauskäsityksiä [51].
Hoito. Nuorilla urheilijoilla ne, jotka jatkoivat pelaamista, toipuivat hitaammin (44,4 vs 22,0 päivää) ja heillä oli 8,8-kertainen todennäköisyys toipumiseen vähintään 21 päivässä (mukauttamaton analyysi). Saman raportin mukautettu regressio antoi kerroinsuhteeksi 14,27 [52]. Nämä kaksi lukua ovat peräisin eri analyyseistä, joissa ryhmäkoot olivat erilaiset, ja ne otettiin tiivistelmistä ja dioista, ei artikkelin taulukoista. Tutkimus on havainnoiva.
Voidaanko pitkittyvät oireet tunnistaa etukäteen? Osittain. Lasten 5P-riskipisteytys suoriutui paremmin kuin lääkärin arvio, mutta sen erottelukyky oli vaatimaton ja se tarvitsi ulkoista validointia [42]. Amsterdamin konsensus toteaa, ettei näyttöön perustuvia suosituksia tietyistä pitkittyvien oireiden diagnosoinnissa käytettävistä testeistä voida antaa olemassa olevan tutkimuksen perusteella [1].
Onko aivotärähdyksen määritelmä liian laaja vai liian kapea? Arvio:
Aineisto tukee ilmaisua "liian heterogeeninen" enemmän kuin kumpaakaan esitettyä vaihtoehtoa. Diagnoosi perustuu epäspesifisiin oireisiin [48, 49], ja pitkittyvien oireiden ryhmä sisältää todennäköisesti aivotärähdykseen liittyvän fysiologisen toimintahäiriön, kaulan, vestibulaariset ja okulomotoriset häiriöt, migreenin, uni- ja mielialahäiriöt, ennestään olemassa olevat sairaudet ja havaintovaikutukset.
"Lievän" sisällä on rakenteellinen alaryhmä [46], jonka "komplisoitunut" ja "komplisoitumaton" -erottelu sekä saksalainen commotio/contusio-jako pyrkivät kuvaamaan. Jako ei kuitenkaan vastaa selkeästi lopputulosta: haitta 12 kuukauden kohdalla oli yleinen TT-negatiivisilla potilailla (49 %) [43]. Lyhyt tai puuttuva tajunnan menetys ei sulje pois merkittävää aksonipatologiaa [30].
"Liian kapea" saa tukea altistuksen osalta, mutta ei kliinisen kriteerin osalta. Joissakin kuvantamistutkimuksissa raportoidaan muutoksia urheilijoilla, joilla on toistuvia päähän kohdistuvia iskuja eikä diagnosoitua aivotärähdystä [8, 53].
Monikoordinaattinen luonnehdinta (mekanismi, rakenteelliset löydökset, fysiologia, liitännäissairaudet) sopii paremmin kuin kynnysarvon siirtäminen. Lievän aivovamman katsaus suosittelee probabilistista diagnostista ja prognostista viitekehystä [54].
"Vaikea" tarkoittaa tässä neljää asiaa.
Pidempi tai huonompi kliininen kulku. Pelin jatkaminen, viivästynyt pääsy lääkärille ja unihäiriö liittyvät pidempään toipumiseen [1, 52]. Nämä ovat havainnoivia löydöksiä. Urheilijat, joilla on vakavammat vammat, voivat olla niitä, jotka jatkavat pelaamista tai hakeutuvat hoitoon myöhään, joten kausaalista vaikutusta ei ole osoitettu.
Toinen vamma haavoittuvuusikkunan sisällä. Katso kohta 4.4 [8, 22].
Katastrofaalinen lopputulos. Toisen iskun oireyhtymää (pahanlaatuinen turvotus toisen iskun jälkeen) käsitellään kiistanalaisena [25], ja kohdan 5 geneettinen havainto on perheraportti [23].
Havaitsematta jäänyt kallonsisäinen komplikaatio. Saksalainen vuoden 2015 aikuisten suositus pitää koagulopatiaa ja antikoagulaatiota TT:n aiheina ja potilasta, joka oli aluksi tajuissaan ja sitten heikkenee, kallonsisäisen vamman pahenemisen merkkinä. Se toteaa, että iäkkäämmille voi kehittyä krooninen subduraalihematooma suhteellisen lievän trauman jälkeen [55].
Kolme termiä on erotettava toisistaan:
Aivotärähdys on kliininen tapahtuma.
Toistuvat päähän kohdistuvat iskut on altistus, joka sisältää iskut, jotka eivät koskaan aiheuta diagnosoitua aivotärähdystä.
CTE-neuropatologinen muutos on post mortem -löydös. Traumaattinen enkefalopatiaoireyhtymä (TES) on ehdotettu kliininen oireyhtymä, jonka tutkimuskriteerit edellyttävät huomattavaa altistusta toistuville päähän kohdistuville iskuille, keskeisiä kognitiivisia tai käyttäytymispiirteitä, etenevää kulkua ja sitä, ettei muu sairaus selitä tilaa täysin [56]. CTE-NC ei ole kliininen diagnoosi [1].
Aivolahjoitustutkimukset. 202 kuolleesta amerikkalaisen jalkapallon pelaajasta 177:llä (87 %) oli CTE, mukaan lukien 110 niistä 111:stä entisestä NFL-pelaajasta, mukavuusotoksessa [57]. 152 alle 30-vuotiaasta kuolleesta kontaktilajien urheilijasta 63:lla (41,4 %) oli CTE, 95,2 % lievä (asteet I–II). Lahjoittajat olivat voimakkaasti oireisia CTE-statuksesta riippumatta, eikä kuolinsyissä tai oireissa ollut eroja CTE-statuksen mukaan [58]. Amsterdamin konsensus toteaa, etteivät tällaiset tutkimukset ole kohorttitutkimuksia eivätkä voi kvantifioida riskiä, että CTE-NC on harvinainen yhteisöotoksissa tiukoilla kriteereillä ja että esiintyvyys, aiheuttaako se tiettyjä ongelmia ja onko se väistämättä etenevä, ovat tuntemattomia [1].
Kohortti- ja tapaus-verrokkitutkimukset. 28 tutkimuksen systemaattinen katsaus ei havainnut lisääntynyttä mielenterveys- tai neurologisen sairauden riskiä entisillä amatööriurheilijoilla. Jotkin entisiä ammattilaisia koskevat tutkimukset viittaavat suurempaan dementian ja ALS:n riskiin, mutta useimmissa oli suuri harhariski ja sekoittavia tekijöitä oli kontrolloitu vähän [59]. 7 676 entisellä skotlantilaisella ammattijalkapalloilijalla ja 23 028 vastaavalla verrokilla neurodegeneratiivinen sairaus oli ensisijainen kuolinsyy 1,7 %:lla entisistä pelaajista ja 0,5 %:lla verrokeista (alavaarasuhde 3,45; 95 %:n luottamusväli 2,11–5,62). Kun neurodegeneratiivinen sairaus oli ensisijainen tai myötävaikuttava kuolinsyy, vaarasuhde oli suurin Alzheimerin taudille (5,07; 2,92–8,82) ja pienin Parkinsonin taudille (2,15; 1,17–3,96). Kokonaiskuolleisuus oli alhaisempi 70 vuoteen asti ja korkeampi sen jälkeen, ja iskeemisen sydänsairauden (vaarasuhde 0,80) ja keuhkosyövän (0,53) kuolleisuus oli alhaisempi. Kuolleisuus ei eronnut merkitsevästi maalivahtien ja kenttäpelaajien välillä. Kirjoittajat kehottavat prospektiiviseen vahvistamiseen [60].
Päällä pelaaminen. 30 tutkimuksen (1 691 pelaajaa) systemaattinen katsaus päätteli, että menetelmälliset puutteet rajoittavat näyttöä jalkapallon pysyvistä vaikutuksista aivojen rakenteeseen ja toimintaan, mukaan lukien päällä pelaamisen useuden heikko arviointi sekä tilastollisen virheen ja verrokkien riittämätön kontrollointi [61]. Kuvantamistutkimus yhdisti päällä pelaamisen valkean aineen mikrorakenteellisiin ja kognitiivisiin poikkeavuuksiin [53].
Mekanismi. Giza ja Hovda panevat merkille, ettei mikään yhtenäinen biologinen mekanismi vielä selitä, miten akuutti, yleensä korjautuva patofysiologia voisi muuttua krooniseksi etenevä häiriöksi. Hypoteeseihin kuuluvat toistuva vamma ennen toipumista, heikentynyt proteiinien puhdistuma tau-kertymän kanssa sekä jatkuva tulehdus tai aksonien rappeutuminen [8, 24, 27].
Amsterdamin vuoden 2022 konsensus suosittelee pelistä poistamista, kun aivotärähdystä epäillään, ja sarjallista uudelleenarviointia. Se neuvoo suhteellista lepoa ensimmäisten 24–48 tunnin ajan ja sen jälkeen asteittaista paluuta kevyeen aktiivisuuteen. Se toteaa myös, ettei ankara lepo ole hyödyllistä ja että oirekynnyksen alapuolinen aerobinen liikunta 2–10 päivän kuluessa vähentää pitkittyviä oireita. Kervikovestibulaarista kuntoutusta suositellaan, jos huimaus, niskakipu tai päänsärky jatkuu yli 10 päivää. Raportoitu ennaltaehkäisynäyttö:
Taklauskielto lasten jääkiekossa: 58 %:n väheneminen pelien aivotärähdysten esiintyvyydessä.
Kontaktiharjoittelun rajoitukset amerikkalaisessa jalkapallossa: 64 %:n väheneminen harjoituksiin liittyvissä aivotärähdyksissä.
Hammassuojat jääkiekossa: 28 %:n väheneminen.
Hermo-lihasjärjestelmän lämmittelyjä suositellaan rugbyssa.
Näyttö 5–12-vuotiailla lapsilla, naisurheilijoilla ja para-urheilijoilla on rajallista [1].
Pitkittyvien oireiden kausaalinen yhdistelmä yksittäisellä urheilijalla.
Voidaanko energiakriisi ja sen palautuminen mitata yksittäisillä ihmisillä.
Mikä aiheuttaa lyhyen tajunnan menetyksen ja miksi kriittinen rotaatiotaso eroaa lajien välillä.
Hallitseeko mekanoporaatio, mekanosensitiiviset kanavat vai sytoskeletonin kytkentä, ja millä venymillä.
Aiheuttaako pelkkä subkonkussiivinen altistus pysyvää haittaa.
Tämä on yleiselle tieteelliselle lukijakunnalle kirjoitettu kerronnallinen katsaus. Siellä, missä aineisto on heikkoa, teksti sanoo sen. Seuraavat rajoitukset koskevat tapaa, jolla lähteet tarkistettiin.
Suuri osa solutason tapahtumasarjasta perustuu eläin- ja in vitro -työhön. Ihmisiä koskevat toteamukset rajoittuvat siihen, mitä siteeratut ihmistutkimukset mittasivat.
Kaksi kohdan 4.3 PET-löydöstä on peräisin vertaisarvioimattomista kokousesitelmien tiivistelmistä. Bergsneider 2000 -tutkimuksen potilasmäärät ovat peräisin uutistiivistelmästä, eikä niitä tarkistettu artikkelista.
Elbin 2016 -tutkimuksen luvut otettiin tiivistelmistä ja dioista, ei artikkelin taulukoista.
Sentripetaaliteorian kritiikki kohdassa 8 on peräisin opetussivustolta (toissijainen lähde). Shaw 2002 siteerataan Bayly 2005 -julkaisun ja kirjan luvun tiivistelmän kautta.
Vespa 2005 ja Moore 2000 -julkaisujen vuosikerta-, sivu- ja kirjoittajatietoja sekä Katayama 1986 -julkaisun kirjoittajia ei tarkistettu bibliografisista tietueista.
Kohta 9 käyttää kohortteja, jotka eivät ole urheilukohortteja, ja oiretulokset ovat epäspesifisiä. Vertailut ovat valaisevia eivätkä ole arvioita urheilijoille.
Toteamukset, jotka on merkitty sanoilla "arvio", "päätelmä" tai "synteesi", ovat tämän artikkelin kirjoittajien tulkintoja eivätkä siteerattujen tutkimusten löydöksiä.
Huomautus eturistiriidoista. Kirjoittaja loi ACT-konseptin ja toimii Northern Sports Insight and Intelligence Oy:n vanhempana neuvonantajana ilman korvausta tai omistusta.
Moniulotteinen esitys puettavien anturien tallentamista pään liikkeen aaltomuodoista. Menetelmä on kehitetty Helsingin yliopiston lääketieteellisen tiedekunnan psykologian osastolla.