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關於腦震盪的二三事 Sports-related Concussion

從運動醫學會年會上聽到國體大 Michael 老師的感嘆開始:希望台灣的醫師可以更加重視腦震盪,腦震盪不只是休息而已。今天這篇文章是整個腦震盪系列文章的簡介,主要想先讓大家了解腦震盪相關的生理機轉、受傷的機轉、典型的表現以及如何進行診斷。

今天這篇文章是整個腦震盪系列文章的簡介,主要想先讓大家了解腦震盪相關的生理機轉、受傷的機轉、典型的表現以及如何進行診斷。在這邊要特別感謝周宗曄、黃昱倫兩位防護員出身的學者以及賴政謙、張瑋麟、徐千婷三位醫師的協助整理。

運動相關腦震盪的定義 Definition of Sports-related Concussion

我們對於腦震盪的了解其實還沒有到很完全,所以在定義上也還有許多模糊的空間。過往腦震盪被描述為一種輕微的創傷性腦損傷 Traumatic brain injury ,這個症狀可能是暫時的或是持續一段很短的時間,但是這樣的說法有幾個缺點:缺乏對於致病機轉的描述缺乏對於症狀嚴重度的描述缺乏對於症狀持續的解釋

因此,目前學界對於腦震盪琢磨最多也是大家公認最具代表性的文章是由四年一度的共識會議所達到的共識,最近一期的共識是 2016 年在柏林所舉辦的會議,原本 2020 年要舉辦的會議因為疫情關係而延宕。本篇文章很多內容都是由這篇共識文獻而來,也是 Dr. M 推薦給所有想要了解腦震盪的人閱讀的第一篇文獻。

在這篇共識文獻中提到關於腦震盪的定義,腦震盪是由機械生物力所導致的一個創傷性腦損傷,有著以下的特徵:

  • 可以由對頭頸部的直接撞擊或是由身體任何部位傳遞衝擊力量導致
  • 典型的表現是傷後快速產生但只會持續一段時間便自動緩解的神經學症狀,然而在某些個案上症狀可能會延後一段時間出現甚至慢慢惡化
  • 症狀是以功能性的異常為主,在傳統的影像檢查上幾乎看不到異常
  • 造成一連串的臨床症狀,症狀會隨著時間改變緩解但在某些個案上可能會持續

從這個定義可以知道腦震盪的受傷機轉不一定要由直接的頭部撞擊所產生,遭遇撞擊時會有兩種不同的力量,分別為撞擊本身所產生的直接力道與撞擊後所造成的加速度,而加速度又分為線性加速度與旋轉加速度。在腦震盪的案例中,直接性的衝擊導致的狀況是相對少見的,研究顯示最容易造成腦震盪的原因是旋轉的加速度

這一點可以從拳擊賽場上看到,絕大多數的 KO 都是來自選手被擊中下巴或其他部位後頭部快速的旋轉所導致。因為這樣的機轉最容易造成神經軸突的撕裂,而導致腦震盪的症狀,可以理解為大腦是由我們的腦幹當作錨點,漂浮在我們整個頭顱內部,所以任何旋轉很容易造成剪力進而導致連結於上的神經纖維受損。這也和車禍等狀況偶爾會出現的瀰漫性神經軸突受損 Diffuse axonal injury 很像,也因為是瀰漫性的,所以和直接性衝擊所造成的腦傷會有典型不對稱的狀況不同,腦震盪的表現通常是雙側性。

 

腦震盪的病生理機轉 Pathophysiology

腦震盪的機轉相當複雜,但簡單來說可以分為以下幾個步驟:

異常離子流動 Ionic influx

在受到撞擊後因為細胞膜的受損會導致鉀離子大量流出與鈣離子大量流入細胞,這樣的結果會導致後續谷氨酸的釋放。

谷氨酸釋放 Glutamate release

因為上面所提到的異常離子流動,特別是鈣離子的大量流入會導致神經傳導物質谷氨酸被大量分泌。谷氨酸整體而言是一種抑制性的神經傳導物質,因此會抑制整體大腦的功能

能量危機 Energy crisis

因應著上面所述的離子進出造成的膜電位改變,細胞膜上的主動運輸幫浦蛋白會被大量活化,希望透過主動運輸將細胞膜內外的離子濃度恢復。主動運輸本身就會耗費大量的能量(對葡萄糖的需求提高)。此外,因自律神經系統的異常,導致在創傷初期會產生大腦血流量下降的情形,在需求增高供給又減少的狀況下,自然產生能量危機。這樣的異常大概會持續 7-10 天,而這段時間也是大腦最脆弱、最容易產生二次傷害的時候。

氧化壓力與代謝異常 Oxidative stress and impaired metabolism

在前面提到的鈣離子異常流入的持續時間其實相對於其他異常會存在更久,而此時流入的鈣離子也會去影響細胞內的粒線體,造成粒線體的功能異常而影響到粒線體的氧化能力。氧化能力異常就會導致過多的自由基累積造成細胞的損害與代謝異常。

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