A new approach to understanding the pressure gradients in the brain - PowerPoint PPT Presentation

A new approach to understanding the pressure gradients in the brain that cause hydrocephalus ��������������������������������� ����������������� ����� ��������������������� ����������� ������������������������������������������������� �������������������������������������������������� �������������� �� �������������� ������ �������������� ������ !������!����������"�����!��������������� !������!����������"�����!��������������� !��������#�$������!��������%����� !��������#�$������!��������%�����

Causes of hydrocephalus Injury (trauma, intracranial hemorrhage etc) n NPH and ageing n Cytokine concepts n Pulsatility n 40 mutants and 9 genes have been identified n in animal models. Most of the gene products are the cytokines and growth factors involved in brain development In humans, only one HC gene has been n identified (X-linked) encoding for the cell adhesion molecule L1

Hydrocephalus definition $������������������������������������������������������������������ ��������������������������&����������������%!'������������������ �����������(�������������������������������������������������������� ������������������������������ )�#����$ !�������������������* +,,-����./01/23-4/5�

Lymphatic CSF absorption is impaired in a rat kaolin hydrocephalus model !����� 6����� 10 7 Olfactory Turbinate Tracer Enrichment 3.0 Tracer Enrichment 2.5 6 ��������������#� 8 ��������������#� 2.0 1.5 5 1.0 6 0.5 4 0.0 Saline Kaolin 4 3 * 2 2 1 0 0 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 !����� 6����� Ventricular Volume �����������*��+,,7

CSF absorption deficit (outflow resistance) correlation with ventricular volumes �������������������������� ������������������������ ������������������������ ���(�����������(�� �����������(����� + 8�,*59: 1�;,*,,,/2

���������������������������������������������������������� <��������������===� >������������������������������������������4 ��������������������������� ?������������������������ ������1@2 @ @ ������ $������������ <�������������������������������������������������������=

Levine DN . Intracranial pressure and ventricular expansion in hydrocephalus. Have we been asking the wrong question? J Neurol Sci 269: 1-11, 2008. %���������?��( >��������������������������������������%!'����( q @���������������������������������1;�/����$�2����(������������������ q ��������������������������������������������������������*� ���������������������� �����������������������������������������������%!'����(���������%!'������������ ������������%!'����������*� ?�������������������������������A������������������B��������������������*�>������������ q ���������������(�����������������(�������C������B ����������������������*�%��������� ������������������������������������������������������������������������������������� �������������*

Problems with the ‘classical’ concept In communicating HC, how would pressure gradients form? n Levine’s postulated small pressure gradients have never been verified directly. n While hydrocephalus is associated with elevations in CSF outflow resistance, the n opposite is not necessarily true as elevations in CSF outflow resistance do not always correlate with hydrocephalus (pseudotumor cerebri) In previous studies from our group, it was clear that a lymphatic CSF absorption n deficit occurred in ageing rats and yet no hydrocephalus was present in these animals In 3 sheep, we sealed the cribriform plate and even though that this procedure n elevates intracranial pressure and CSF outflow resistance in this species, we did not observe any ventricular expansion over 3 months (unpublished observations)

It is not apparent whether an impediment to CSF drainage represents a pivotal event in hydrocephalus development or whether it is a ‘co-conspirator’ in the pathogenesis of ventricular enlargement with some other factor denoting the definitive cause Other possibilities ?

Extracellular fluid in the brain is unusual (two compartments) Parenchymal Interstitial fluid CSF Weed, 1923 CSF absorption

Two independent lines of evidence from the literature Two independent lines of evidence from the literature suggest that interstitial pressures may decrease suggest that interstitial pressures may decrease Reed’ ’s group in Norway s group in Norway Reed Pickard’ ’s group in the UK s group in the UK Pickard

Work of Professor Reed and colleagues: Interstitial matrix actively contributes to regulation of interstitial fluid pressure ����������*��@������������+553$/,0-��/-99 n )��������)�����@������������+0,3�$/-95��/--/ n 6����������)���*���@������������7+3�5:��/--+ n )���������*��%����)���7/3�-79��/--+ n

Starling Forces capillary Q = K (Pmv-Pi) – δ ( π mv- π i) Problem – in inflammation, the measured accumulation of interstitial water was often much greater than that estimated from calculated values based on steady-state data