Heterotofie šedé hmoty (singulární heterotopie) je neurologická porucha způsobená shluky šedé hmoty nacházejícími se ve špatné části mozku. Je charakterizována jako typ kortikální dysplazie. Neurony v heterotopii se zdají být normální, s výjimkou jejich chybné lokalizace; nukleární studie prokázaly metabolismus glukózy stejný jako u normálně umístěné šedé hmoty. Tento stav způsobuje celou řadu příznaků, ale obvykle zahrnuje určitý stupeň epilepsie nebo opakované záchvaty a často ovlivňuje schopnost mozku fungovat na vyšších úrovních. Příznaky se pohybují od neexistujících až po hluboké; tento stav je příležitostně objeven zobrazením mozku provedeným pro nesouvisející problém a nemá žádný zjevný nepříznivý vliv na pacienta. V opačném extrému může heterotopie vést k závažným záchvatovým poruchám, ztrátě motorických dovedností a mentální retardaci. Smrtelné případy jsou prakticky neznámé, kromě úmrtí nenarozených mužských plodů se specifickou genetickou
vadou.
Předběžný materiál: Neurologický vývoj lidského plodu
Vývoj mozku v lidském plodu je neobyčejně složitý a stále není zcela pochopen. Neurální hmota vzniká ve vnější, ektodermické vrstvě gastruly; tedy vzniká z buněčné vrstvy primárně zodpovědné za kůži, vlasy, nehty atd., spíše než z vrstev, které se vyvíjejí do jiných vnitřních orgánů. Nervový systém vzniká jako maličká, jednoduchá otevřená trubice zvaná neurální trubice; přední část této trubice se vyvíjí do mozku (a sítnice oka), zatímco mícha se vyvíjí ze samého zadního konce.
Neurony se začínají tvořit brzy, ale většina z nich se stává spíše strukturálními než aktivními nervovými buňkami. Mozek se obecně formuje zevnitř ven, zejména v případě neokortexu. Potíže, které z toho vyplývají, jsou snadno patrné, protože každá další vrstva buněk musí putovat předchozí vrstvou, aby dosáhla svého cíle. Proto se v nervové tkáni vyvíjejí žebříky vytvořené z radiálních gliálních buněk, po kterých neurony šplhají, přes předchozí vrstvy, aby dosáhly svého správného cíle. Některé cíle, například mozková kůra, mají dokonce „zástupné“ neurony, které putují po žebříku, aby vytvořily strukturu; když konečné neurony vyklíčí, najdou správné zástupné místo a pak zástupná buňka zemře.
Složitost nervového vývoje jej činí zatíženým příležitostmi k chybám. Takovou chybou je i heterotopie šedé hmoty. Má se za to, že heterotopie šedé hmoty je způsobena zastavenou migrací neuronů do mozkové kůry; to znamená, že neurony, které mají tvořit součást mozkové kůry, se nedokážou správně vyšplhat na konec svého žebříku a jsou trvale umístěny na špatném místě.
Heterotofie šedé hmoty jsou běžné malformace kortikálního vývoje. Postižení pacienti jsou obecně rozděleni do tří skupin, v závislosti na místě vzniku: subependymální, subkortikální a pásmová heterotopie. Kromě toho, zejména u heterotopií, které jsou geneticky propojeny, existují rozdíly mezi pohlavími, muži trpí závažnějšími příznaky než ženy s podobnými formacemi.
Obecně se heterotopie v pásmu vyskytuje výhradně u žen; muži s mutací příbuzného genu (nazývaného XLIS nebo DCX) obvykle umírají v děloze nebo mají mnohem závažnější mozkovou anomálii. Příznaky u postižených žen se liší od normálního až po závažné vývojové zpoždění nebo mentální retardaci; závažnost syndromu souvisí s tloušťkou pásma zastavených neuronů. Téměř všichni postižení pacienti, kteří přicházejí k lékařskému ošetření, mají epilepsii, přičemž nejčastějšími syndromy jsou parciální komplexní a atypická epilepsie s absencí. U některých vážněji postižených pacientů dochází k záchvatům pádu.
Periventrikulární nebo subependymální
Periventrikulární znamená vedle komory, zatímco subependymální (také psáno subepydymální) znamená pod ependyma; protože ependyma je tenký epiteliální list vystýlající komory mozku, tyto dva pojmy se používají k definici heterotopie vyskytující se přímo vedle komory. To je zdaleka nejčastější místo pro heterotopii. Pacienti s izolovanou subependymální heterotopií se obvykle vyskytují se záchvatovou poruchou ve druhé dekádě života.
Subependymální heterotopie přítomné v širokém spektru variací. Mohou být malým jediným uzlem nebo velkým počtem uzlin, mohou existovat na obou stranách mozku v kterémkoli bodě na vyšších okrajích komory, mohou být malé nebo velké, jednoduché nebo vícenásobné a mohou tvořit malý uzel nebo velkou vlnitou nebo zakřivenou hmotu.
Symptomatické ženy se subependymální heterotopií obvykle trpí částečnou epilepsií během druhé dekády života; vývojová a neurologická vyšetření až do tohoto bodu jsou typicky normální. Příznaky u mužů se subependymální heterotopií se liší v závislosti na tom, zda jejich onemocnění souvisí s jejich chromozomem X. Muži s formou vázanou na X mají častěji přidružené anomálie, které mohou být neurologické nebo rozšířenější, a obvykle trpí vývojovými problémy. Jinak (tj. v případech nesouvisejících s X) je symptomologie podobná u obou pohlaví.
Subkortikální heterotopie se tvoří jako odlišné uzliny v bílé hmotě, „ohniskové“ označující specifickou oblast. Obecně se u pacientů mezi 6. a 10. rokem vyskytují fixní neurologické deficity a objevuje se u nich parciální epilepsie. Čím rozsáhlejší subkortikální heterotopie, tím větší deficit; bilaterální heterotopie jsou téměř vždy spojeny s těžkým vývojovým zpožděním nebo mentální retardací. Samotná kůra často trpí absencí šedé hmoty a může být neobvykle tenká nebo postrádá hlubokou sulci. Subepedymální heterotopie jsou často doprovázeny dalšími strukturálními abnormalitami, včetně celkového poklesu kortikální hmoty. Pacienti s fokální subkortikální heterotopií mají variabilní motorickou a intelektuální poruchu v závislosti na velikosti a místě heterotopie.
Podobně jako fokální subkortikální heterotopie se „pásová“ heterotopie tvoří v bílé hmotě pod mozkovou kůrou, ale šedá hmota je difúznější a je symetrická mezi hemisférami. Na snímcích se pásová heterotopie jeví jako pásy šedé hmoty umístěné mezi laterální komorou a mozkovou kůrou a oddělené od obou vrstvou normálně vypadající bílé hmoty. Pásová heterotopie může být úplná, obklopená jednoduchou bílou hmotou, nebo částečná. Zdá se, že čelní laloky jsou častěji zapojeny, pokud je částečná. Pacienti s pásovou heterotopií se mohou objevit v jakémkoli věku s variabilním vývojovým zpožděním a záchvatovou poruchou, které se velmi liší závažností.
Subkortikální pásmo heterotopie, také známý jako “double cortex” syndrom, odkazuje na pásmo subkortikální heterotopie neurony, se nachází uprostřed mezi komorami a mozkovou kůrou. Porucha se vyskytuje především u žen a typicky způsobuje různý stupeň mentální retardace a téměř všechny mají epilepsii. Přibližně u dvou třetin pacientů s epilepsií se nakonec vyvinou nezvladatelné záchvaty. MRI mozku v heterotopii subkortikálního pásma demonstruje dvě paralelní vrstvy šedé hmoty: tenkou vnější stuhu a tlustý vnitřní pás, oddělené velmi tenkou vrstvou bílé hmoty mezi nimi. Závažnost epilepsie a vývojového opoždění přímo koreluje se stupněm migrační zástavy, jak ukazuje tloušťka heterotopie subkortikálního pásma.
Heterotofie subkortikálního pásma je způsobena mutacemi DCX genu spojeného s mikrotubuly.Předpokládá se, že protein DCX řídí migraci neuronů regulací organizace a stability mikrotubulů, což je nezbytné pro motilitu neuronů.Malformace je pozorována pouze u žen, protože gen se nachází na chromozomu X. Vzhledem k tomu, že u žen jsou dva chromozomy X, po inaktivaci X ztrácejí funkci doublecortinu pouze některé neurony. Tyto neurony s mutantním DCX genem nedokážou migrovat do mozkové kůry a vytvořit tak základní heterotopní pásmo, zatímco neurony, které exprimují normální gen, úspěšně migrují ven do kortikální destičky. U samců s mutací DCX se rozvíjí klasická lissencefalie.
K detekci heterotopie obvykle dochází, když pacient dostává zobrazení mozku – obvykle magnetickou rezonanci nebo tomografii – k diagnóze záchvatů, které jsou rezistentní na léky. Správná diagnóza vyžaduje vysoký stupeň radiologické zručnosti, vzhledem k podobnosti heterotopie s jinými hmotami v mozku.
Jsou-li záchvaty přítomny v jakékoli formě kortikální dysplazie, jsou rezistentní na léky. Resekce čelního laloku poskytuje významnou úlevu od záchvatů menšině pacientů s periventrikulárními lézemi.
Obecně platí, že heterotopie šedé hmoty je neměnná jak ve svém výskytu, tak ve svých příznacích; to znamená, že jakmile se příznaky objeví, nemá tendenci postupovat. Byly hlášeny různé výsledky chirurgické resekce postižené oblasti. Přestože taková operace nemůže zvrátit vývojová postižení, může poskytnout úplnou nebo částečnou úlevu od záchvatů.
Heterotopie jsou nejčastěji izolované anomálie, ale mohou být součástí řady syndromů, včetně chromozomálních abnormalit a expozice plodu toxinům (včetně alkoholu).