Wat is de pathofysiologie van aanvallen?
Een aanval treedt op wanneer een deel van de hersenen te opgewonden raakt of wanneer zenuwen in de hersenen op abnormale wijze samen beginnen te vuren. Epileptische activiteit kan optreden in gebieden van de hersenen die misvormd zijn door aangeboren afwijkingen of genetische aandoeningen of verstoord zijn door infecties, verwondingen, tumoren, beroertes of onvoldoende zuurstofvoorziening. De pathofysiologie van epileptische aanvallen is het gevolg van een abrupte onbalans tussen de krachten die de zenuwcellen exciteren en remmen, zodat de exciterende krachten voorrang krijgen. Dit elektrische signaal verspreidt zich vervolgens naar de omliggende normale hersencellen, die beginnen te vuren samen met de abnormale cellen. Bij langdurige of terugkerende aanvallen gedurende een korte periode neemt het risico op toekomstige aanvallen toe naarmate de dood van zenuwcellen, de vorming van littekenweefsel en het ontspruiten van nieuwe axonen optreden.
Zenuwcellen tussen ontladingen hebben normaal gesproken een interne negatieve lading door het actief pompen van positief geladen natriumionen uit de cel. Ontlading of afvuren van de zenuwcel houdt een plotselinge fluctuatie in van de negatieve lading naar een positieve lading wanneer ionen de cel openen en positieve ionen, zoals natrium, kalium en calcium, de cel in stromen. Zowel excitatoire als remmende controlemechanismen werken om geschikt schieten mogelijk te maken en ongepaste excitatie van de cel te voorkomen. De pathofysiologie van aanvallen kan optreden als gevolg van verhoogde excitatie van de zenuwcel, verminderde remming van de zenuwcel of een combinatie van beide invloeden.
Normaal gesproken voorkomen remmende invloeden na een zenuwcel een tweede afvuren van het neuron totdat de interne lading van het neuron terugkeert naar zijn rusttoestand. Gamma-amino-boterzuur (GABA) is de belangrijkste remmende chemische stof in de hersenen. GABA opent kanalen voor negatief geladen chloride-ionen om het opgewonden neuron binnen te stromen, wat de interne lading vermindert en een tweede afvuren van de zenuwcel voorkomt. De meeste anti-epilepsiegeneesmiddelen verminderen de pathofysiologie van epileptische aanvallen door de frequentie van de openingen van het chloridekanaal te verhogen of de duur te verlengen gedurende welke de kanalen open zijn. Wanneer er een verstoring is in de cellen die GABA of de receptorplaatsen voor GABA afgeven, is er een falen van de chloridekanalen om de exciteerbaarheid van de zenuwcel te openen en te temperen.
Even belangrijk voor de pathofysiologie van aanvallen zijn mechanismen die leiden tot verhoogde excitatie van neuronen. Glutamaat is de belangrijkste exciterende chemische mediator in de hersenen, die zich bindt aan receptoren die kanalen openen voor natrium, kalium en calcium in de cel. Sommige overgeërfde vormen van epileptische aanvallen omvatten een voorliefde voor overmatig frequente of langdurige activering van glutamaatreceptoren, waardoor de prikkelbaarheid van de hersenen en het vooruitzicht op epileptische activiteit wordt vergroot. Verder kan aaneengesloten verspreiding van de elektrische activiteit langs gelaagde delen van de hersenen plaatsvinden van cel tot cel, een niet-chemische vorm van propagatie die niet onderworpen is aan regulering door remmende mechanismen.
Behandelingen voor de pathofysiologie van aanvallen zijn niet alleen gericht op de moleculaire afwijkingen met betrekking tot de ionenkanalen in de zenuwcellen, maar ook op de niet-chemische verspreiding van excitatie in de hersenen. Benzodiazepinen, zoals valium, en barbituraten, zoals fenobarbital, werken om remmende chloridekanalen te openen. Fenytoïne of Dilantin voorkomt herhaaldelijk afvuren van neuronen door natriumkanalen in de zenuwcellen af te sluiten. In situaties met slecht beheerde terugkerende aanvallen, kan halothaan de niet-chemische overdracht van zenuwimpulsen voorkomen. Bovendien veranderen insuline en steroïden de functie van glutamaatreceptoren en onderdrukken ze de prikkelbaarheid van de hersenen.