Bilaterale laesies van de basale ganglia als

casuïstische mededelingen
Bilaterale laesies van de basale ganglia als aanwijzing voor een
chronische koolmonoxide-intoxicatie
C.A.Haaxma, J.J.J.van Eijk, A.M.van der Vliet, W.O.Renier en B.R.Bloem
Een 40-jarige, voorheen gezonde man presenteerde zich met een maanden eerder doorgemaakte
subacute vaardigheidsstoornis en tintelingen van de rechter arm, die binnen enkele weken spontaan
verdwenen. Bij neurologisch onderzoek waren er een licht verstreken nasolabiale plooi rechts en een
gering verhoogde tonus van de rechter arm. Een CT-scan van de hersenen toonde verkalkingen in
de nucleus caudatus en het putamen links. Bij MRI van de hersenen werden sterk verwijde virchowrobinruimten bilateraal in de basale ganglia gezien, alsmede uitgebreide periventriculaire wittestofafwijkingen. Op grond van het radiologisch beeld werd differentiaaldiagnostisch gedacht aan een
doorgemaakte koolmonoxide-intoxicatie. Bij vervolgonderzoek werden andere oorzaken voor de radiologische afwijkingen uitgesloten en werd bij patiënt thuis een defecte gaskachel gevonden die koolmonoxide produceerde. Hoewel koolmonoxide-intoxicaties in Nederland relatief zeldzaam zijn, blijft het
van belang alert te zijn op het signaleren van een dergelijke blootstelling. Afwijkingen bij radiologisch
onderzoek, met name bilaterale laesies van de basale ganglia, kunnen hierbij richting geven aan de
diagnostiek.
Ned Tijdschr Geneeskd. 2007;151:868-73
Bilaterale laesies van de basale ganglia worden bij diverse
neurologische aandoeningen gezien. Koolmonoxide(CO)intoxicatie, zowel acute als chronische, vormt een weinig
bekende oorzaak. Vorig jaar presenteerde De Pont namens
de werkgroep Behandeling CO-intoxicatie een nieuwe richtlijn, waarin benadrukt wordt hoe belangrijk tijdige herkenning en behandeling van de aandoening zijn.1
Het stellen van de diagnose ‘CO-intoxicatie’ is echter
niet eenvoudig.2 3 De patiënt is zich zelf niet bewust van
de blootstelling en de klachten zijn vaak aspecifiek: onder
andere benauwdheid, moeheid, concentratiestoornissen,
prikkelbaarheid, hoofdpijn, wazig zien, misselijkheid, duizeligheid en spierzwakte.4-6 Ook cardiale ritmestoornissen,
verwardheid, epileptische insulten en bewustzijnsverlies
kunnen het klinisch beeld domineren.4 7 8 Een chronische
intoxicatie kan zich bovendien voordoen als vele andere
neurologische aandoeningen, zoals multiple sclerose, een
virale encefalitis of een beroerte.5
In dit artikel bespreken wij een patiënt met een doorgemaakte CO-intoxicatie bij wie de diagnose pas maanden
na de blootstelling werd gesteld. Beeldvormend onderzoek
van de hersenen gaf hierbij richting aan de diagnostiek.
Universitair Medisch Centrum St Radboud, afd. Neurologie, Postbus
9101, 6500 HB Nijmegen.
Afd. Neurologie, 935: mw.C.A.Haaxma en hr.J.J.J.van Eijk, assistentgeneeskundigen; hr.prof.dr.W.O.Renier en hr.dr.B.R.Bloem, neurologen.
Afd. Radiologie: hr.A.M.van der Vliet, radioloog.
Correspondentieadres: hr.dr.B.R.Bloem ([email protected]).
868
ziektegeschiedenis
Patiënt A, een 40-jarige, voorheen gezonde man, presenteerde zich voor een second opinion met een maanden eerder doorgemaakte, subacuut ontstane vaardigheidsstoornis
van de rechter arm, die binnen enkele weken weer spontaan
verdwenen was. Daarnaast had hij recidiverend minuten tot
uren durende paresthesieën in de rechter arm gehad. Bij
neurologisch onderzoek werd slechts een licht verstreken
nasolabiale plooi rechts geconstateerd en een gering
verhoogde tonus van de rechter arm. Een elders verrichte
CT-scan toonde hyperdensiteiten in de nucleus caudatus en
het putamen links, passend bij calcificaties (figuur 1). Wij
verrichtten MRI en zagen op de T1- en T2-gewogen beelden
sterk verwijde virchow-robinruimten bilateraal in de globus
pallidus, het putamen en de nucleus caudatus, wijzend op
een langzaam progressieve degeneratie van de grijze stof
ter plaatse, mogelijk op basis van langdurige hypoxie of
ischemie (figuur 2a en 2b). De ‘fluid-attenuated inversion
recovery’(FLAIR)-opnamen ondersteunden deze mogelijkheid, gezien de uitgebreide periventriculaire wittestofafwijkingen (zie figuur 2c en 2d).
De differentiële diagnose bij dergelijke radiologische
bevindingen was nog heel uitgebreid (tabel). Echter, de
combinatie van juist deze afwijkingen met de klinische presentatie van subacute en recidiverende neurologische verschijnselen met partiële remissie, waarna een stabiel beeld
ontstond, deden ons een doorgemaakte of wellicht nog
voortdurende CO-intoxicatie overwegen. Bij navraag bleek
dat patiënt tot kort na het optreden van de eerste klachten
Ned Tijdschr Geneeskd. 2007 14 april;151(15)
figuur 1. (a) CT-scans van de hersenen van patiënt A, gemaakt enkele weken na het ontstaan van de klachten. Beide coupes tonen links
hyperdensiteiten ter plaatse van de nucleus caudatus en het putamen, die passen bij calcificatie. Met name in de rechter hemisfeer zijn
sterk verwijde virchow-robinruimten zichtbaar ter plaatse van het putamen en de capsula externa. Daarnaast zijn er periventriculaire
wittestofafwijkingen, rechts meer dan links, die passen bij doorgemaakte hypoxie.
gedurende een aantal maanden gebruik had gemaakt van
een gaskachel die volgens hem probleemloos had gefunctioneerd. Bij controle van deze kachel op ons aandringen
werd echter een defect in het verbrandingsmechanisme
geconstateerd dat moest hebben geleid tot onvolledige verbranding; daarbij is CO een van de gevormde verbrandingsproducten.
De concentratie in het bloed van aan hemoglobine gebonden CO (carboxyhemoglobine; HbCO) van patiënt kon,
in verband met de late doorverwijzing vanuit een perifeer
ziekenhuis naar onze polikliniek, pas maanden na de waar-
schijnlijke intoxicatieperiode worden bepaald en deze was
niet afwijkend. Dit sloot echter een voorafgaande chronische blootstelling aan CO in lage concentraties zeker niet
uit. Ook het interval tussen de intoxicatie en het optreden
van de neurologische verschijnselen was niet ongebruikelijk, want intervallen tot 240 dagen zijn beschreven.7
Vrijwel alle andere mogelijke differentiaaldiagnostische
oorzaken van de specifieke combinatie van klinische en
radiologische verschijnselen werden uitgesloten middels
uitgebreid aanvullend onderzoek. Daarbij kon een vasculaire oorzaak, met name atherosclerose, niet geheel worden
Ned Tijdschr Geneeskd. 2007 14 april;151(15)
869
putamen-globuspallidus-complex
met atrofie
R
L
verwijde virchowrobinruimten
putamen-globuspallidus-complex
met atrofie
a
b
R
L
verwijde virchowrobinruimten
R
L
c
d
bilaterale wittestofdegeneratie
figuur 2. MRI-scans van de hersenen van patiënt A, gemaakt maanden na het ontstaan van de klachten: (a) de T1- en (b) T2-gewogen
beelden tonen een licht asymmetrische verdeling van sterk verwijde virchow-robinruimten bilateraal in de globus pallidus, het putamen
en de nucleus caudatus; daarnaast zijn evidente periventriculaire wittestofafwijkingen zichtbaar, rechts meer dan links, die passen
bij doorgemaakte hypoxie; (c, d) op de ‘fluid-attenuated inversion recovery’(FLAIR)-opnamen staan deze periventriculaire wittestofafwijkingen nog meer op de voorgrond.
870
Ned Tijdschr Geneeskd. 2007 14 april;151(15)
uitgesloten, zeker gezien de periventriculaire lokalisatie van
de wittestofafwijkingen. Patiënt had echter geen vasculaire
voorgeschiedenis en geen risicofactoren voor hart- en vaatziekten, behoudens een hoognormale cholesterolwaarde.
Hij had opmerkelijk geringe klinische verschijnselen ten
opzichte van de uitgebreide afwijkingen bij beeldvormend
onderzoek. Screenend cognitief onderzoek in de spreekkamer leverde geen bijzonderheden op. Een door ons voorgesteld uitgebreid neuropsychologisch onderzoek werd
echter door patiënt geweigerd. Derhalve waren lichte neuropsychologische functiestoornissen niet geheel uitgesloten. Een neurologisch onderzoek en een MRI-scan na 6
maanden leverden geen nieuwe bevindingen op.
beschouwing
Aanwijzingen voor de CO-intoxicatie bij de beschreven patiënt. Wij
stelden in deze casus de diagnose ‘CO-intoxicatie’ niet op
basis van een direct bewijs, namelijk het aantonen van CO in
het bloed. Een mogelijke verklaring hiervoor vormt het lange interval tussen de veronderstelde blootstelling en het
bezoek van patiënt aan onze polikliniek. Wij menen echter
op grond van de volgende argumenten dat de diagnose
‘CO-intoxicatie’ zeer aannemelijk is. Het subacute begin
van de ziekte met enkele gelijksoortige recidiefmomenten,
gevolgd door een stabiel beeld zonder ontwikkeling van
nieuwe neurologische verschijnselen, pleit meer voor een
doorgemaakte intoxicatie dan voor een progressieve, onbehandelde aandoening. Het ongewijzigde MRI-beeld bij
follow-up – 6 maanden na de eerste door ons verrichte MRI,
15 maanden na de MRI verricht door de verwijzer – ondersteunt dit. Het radiologisch beeld is weliswaar niet pathognomonisch voor een CO-intoxicatie, maar past wel degelijk binnen het spectrum van afwijkingen dat beschreven is
bij patiënten met een CO-intoxicatie.10 11 Bovendien werden
na uitvoerig aanvullend onderzoek bij onze patiënt geen
aanwijzingen gevonden voor een andere aandoening die
een vergelijkbaar klinisch en radiologisch beeld zou kunnen
geven. Daarentegen werd in het huis van patiënt een gaskachel gevonden die als gevolg van een verbrandingsdefect
CO produceerde. Patiënt had deze gaskachel juist ten tijde
van het ontstaan van de klachten gedurende een aantal
maanden gebruikt. Op grond van deze overwegingen achtten wij de diagnose ‘chronische CO-intoxicatie’ het waarschijnlijkst.
Een kritische noot lijkt op zijn plaats bij de interpretatie van de gevonden radiologische afwijkingen. Atypische
elementen hierin waren de asymmetrie van de verkalkingen op de CT-scan en de uitgesproken betrokkenheid van
het putamen en het caput van de nucleus caudatus. Wijde
virchow-robinruimten en periventriculaire wittestofafwijkingen kunnen ook bij andere aandoeningen worden gezien en zijn dus aspecifiek. Deze overwegingen rechtvaar-
Differentiële diagnose bij bilaterale laesies van de basale ganglia,
gerangschikt naar etiologisch moment*9
hypoxisch-ischemische conditie
asystolie
strangulatie
koolmonoxide-intoxicatie
intoxicatie
methanol
cyanide
mangaan
koolmonoxide
metabole aandoening
ziekte van Wilson
uremie
acidemie
hypo- en hyperglykemie
hyper(para)thyreoïdie
hypothyreoïdie
chronisch leverfalen
elektrolytstoornissen leidend tot osmotische extrapontiene
myelinolyse
mitochondriële ziekte
ziekte van Leigh
ATP-ase-6-deficiëntie
infectie
hiv-infectie
JC-virus-infectie
andere virale infectie
ziekte van Creutzfeldt-Jakob
para- en postinfectieus auto-immuunfenomeen
streptokokkeninfectie van Sydenham
Mycoplasma pneumoniae-infectie
diverse virale infecties: herpes-simplexvirus, Japanse encefalitis
toxoplasmose
tuberculose
primaire auto-immuunziekte
systemische lupus erythematodes
ziekte van Behçet
paraneoplastische aandoening
bij bronchuscarcinoom
neoplasma
lymfoom
germinoom
neurofibromatosis
neurodegeneratieve aandoening
ziekte van Huntington
atypisch parkinsonisme, zoals bij multipele systeematrofie en
progressieve supranucleaire verlamming
vasculaire aandoening
atherosclerose
*Tabel
samengesteld op basis van neurologische en radiologische
leerboeken en in PubMed geciteerde artikelen. Per etiologische categorie worden de frequentst voorkomende voorbeelden genoemd
van aandoeningen die tot bilaterale laesies van de basale ganglia
kunnen leiden.
Ned Tijdschr Geneeskd. 2007 14 april;151(15)
871
digen echter niet het verwerpen van de diagnose ‘CO-intoxicatie’.
Bilaterale laesies van de basale ganglia. Bilaterale laesies van
de basale ganglia kunnen voorkomen bij een groot aantal
aandoeningen (zie de tabel). Sommige hiervan leiden tot
laesies zoals getoond in deze casus, namelijk hypo-intense
afwijkingen op T1- en hyperintense afwijkingen op T2-gewogen opnamen, andere veroorzaken weliswaar bilaterale
laesies van de basale ganglia, maar met een ander aspect.
Verschillende mechanismen zijn aangevoerd ter verklaring van de specifieke kwetsbaarheid van de basale kernen
onder hypoxisch-ischemische omstandigheden, zoals een
CO-intoxicatie. De hoge metabole activiteit van deze hersengebieden leidt tot een verhoogde kwetsbaarheid wanneer het oxidatieve metabolisme gestoord wordt. Daarnaast
is de vascularisatie gekenmerkt door weinig geanastomoseerde, lineaire, diep penetrerende arteriën, waardoor
hypotensie kan leiden tot selectieve hypoperfusie. Minder
specifiek voor de basale kernen, maar wel van belang, zijn
aanwijzingen dat de neurotransmitter glutamaat, die met
name aanwezig is in de uitgebreide corticostriatale verbindingen, door excitotoxiciteit bijdraagt aan de cascade van
schadelijke processen ter plaatse.12 Ook is aannemelijk
gemaakt dat vrije zuurstofradicalen die ontstaan in de fase
van re-oxygenatie en reperfusie een rol spelen.13 14 In het
geval van een CO-intoxicatie lijkt tenslotte nog de peroxidatie van onverzadigde vetzuren te leiden tot reversibele
demyelinisatie in het centraal zenuwstelsel.15 16
Pathogenese van de CO-intoxicatie. CO is een kleur- en geurloos gas dat de luchtwegen niet prikkelt bij inhalatie en
daardoor lang onopgemerkt blijft. De hoge affiniteit van CO
voor hemoglobine, 245 maal die van het zuurstofmolecuul,
leidt tot competitieve inhibitie van de binding van zuurstof
aan het hemoglobine. Dit veroorzaakt een verschuiving van
de zuurstofdissociatiecurve naar links, waardoor de zuurstofafgifte aan de weefsels wordt bemoeilijkt.1 7 Daarnaast
verhindert CO de opname van myoglobine en de cytochromen a3 en c in de mitochondriale ademhalingsketen.13 17 18
Het gevolg is een afgenomen mitochondriale energieproductie die in de metabool actiefste organen, zoals hart en
hersenen, als eerste tot disfunctie zal leiden. Ook necrose
van de skeletspieren, nierfalen, pancreatitis en leverfunctiestoornissen kunnen optreden.4
Epidemiologie. Per jaar overlijden in Nederland ongeveer
10 mensen aan een acute CO-intoxicatie (bron: website
Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu (RIVM) d.d.
juli 2006: www.rivm.nl/vtv/object_document/o4548n24389.
html), maar getallen over de effecten van chronische
blootstelling aan relatief lage concentraties ontbreken. Een
recente schatting in Groot-Brittannië, gebaseerd op het aantal in gebruik zijnde gasverwarmingssystemen en andere
bronnen van CO binnenshuis, kwam uit op 25.000 blootgestelden per jaar, terwijl jaarlijks slechts 200 patiënten (acute
872
en chronische patiënten samengevoegd) officieel geregistreerd worden.5 Bij een vermoeden van CO-blootstelling
moet men expliciet vragen naar de aanwezigheid van een
potentiële bron, zoals slecht geventileerde verwarmingssystemen die gebruikmaken van fossiele brandstoffen.
Voorbeelden hiervan zijn geisers, cv-ketels, open haarden
en gaskachels. De sterk verbeterde woningisolatie speelt bij
de intoxicatie een faciliterende rol. Ook uitlaatgassen op
overdekte autoreparatiewerkplaatsen kunnen leiden tot een
CO-intoxicatie. Een andere bron van CO is methyleenchloride, een bestanddeel van oplosmiddelen dat snel doordringt
in de huid en vervolgens in de lever wordt gemetaboliseerd
tot onder andere CO.7 Met name wanneer de verschijnselen
zich manifesteren bij verschillende personen met een gezamenlijke woon- of werkplek, of wanneer de klachten periodiek recidiveren, moet men een CO-intoxicatie overwegen.4
Deze kan worden bevestigd door het aantonen van een verhoogde HbCO-concentratie in arterieel of veneus bloed, terwijl een niet-afwijkende concentratie een intoxicatie niet
uitsluit; de halfwaardetijd van HbCO bedraagt 4-5 h bij normale omgevingslucht. Door beeldvormend onderzoek van
de hersenen kan men de intoxicatie vermoeden en het kan
mede richting geven aan het aanvullend onderzoek, zoals
de hier beschreven ziektegeschiedenis onderstreept.
conclusie
CO-intoxicaties worden in Nederland niet frequent waargenomen en mogelijk onvoldoende herkend. De eerste
symptomen zijn immers variabel en aspecifiek. Alertheid bij
het signaleren van een dergelijke blootstelling is echter van
groot belang voor de preventie van irreversibele schade aan
vrijwel ieder orgaansysteem. De beschreven radiologische
afwijkingen bilateraal in de basale ganglia kunnen richting
geven aan de diagnostiek en zo, met name bij een nog voortdurende chronische blootstelling aan CO, een rol spelen bij
het voorkómen van verdere schade.
Prof.dr.M.A.van Buchem, neuroradioloog, Leids Universitair Medisch
Centrum, Leiden, gaf aanvullend commentaar bij de interpretatie van de
radiologische beelden.
Belangenconflict: geen gemeld. Financiële ondersteuning: geen gemeld.
Aanvaard op 5 december 2006
Literatuur
1
2
Pont ACJM de. Richtlijn ‘Behandeling koolmonoxide-intoxicatie’
van artsen uit klinieken met een hyperpressietank. Ned Tijdschr
Geneeskd. 2006;150:665-9.
Roy B, Crawford R. Pitfalls in diagnosis and management of carbon
monoxide poisoning. J Accid Emerg Med. 1996;13:62-3.
Ned Tijdschr Geneeskd. 2007 14 april;151(15)
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Hartman DE. Missed diagnoses and misdiagnoses of environmental
toxicant exposure. The psychiatry of toxic exposure and multiple
chemical sensitivity. Psychiatr Clin North Am. 1998;21:659-70, vii.
Raub JA, Mathieu-Nolf M, Hampson NB, Thom SR. Carbon monoxide poisoning – a public health perspective. Toxicology. 2000;145:
1-14.
Walker E, Hay A. Carbon monoxide poisoning. BMJ. 1999;319:1082-3.
Henry JA. Carbon monoxide: not gone, not to be forgotten. J Accid
Emerg Med. 1999;16:91-2.
Ernst A, Zibrak JD. Carbon monoxide poisoning. N Engl J Med.
1998;339:1603-8.
Sam-Lai NF, Saviuc P, Danel V. Carbon monoxide poisoning monitoring network: a five-year experience of household poisonings in two
French regions. J Toxicol Clin Toxicol. 2003;41:349-53.
Finelli PF, DiMario jr FJ. Hemorrhagic infarction in white matter
following acute carbon monoxide poisoning. Neurology. 2004;63:
1102-4.
Yoshii F, Kozuma R, Takahashi W, Haida M, Takagi S, Shinohara Y.
Magnetic resonance imaging and 11C-N-methylspiperone/positron
emission tomography studies in a patient with the interval form of
carbon monoxide poisoning. J Neurol Sci. 1998;160:87-91.
Hawker K, Lang AE. Hypoxic-ischemic damage of the basal ganglia.
Case reports and a review of the literature. Mov Disord. 1990;5:219-24.
Zhang J, Piantadosi CA. Mitochondrial oxidative stress after carbon
monoxide hypoxia in the rat brain. J Clin Invest. 1992;90:1193-9.
Kontos HA. Oxygen radicals in CNS damage. Chem Biol Interact.
1989;72:229-55.
Thom SR. Carbon monoxide-mediated brain lipid peroxidation in the
rat. J Appl Physiol. 1990;68:997-1003.
Thom SR. Dehydrogenase conversion to oxidase and lipid peroxidation in brain after carbon monoxide poisoning. J Appl Physiol. 1992;
73:1584-9.
16 Miro O, Casademont J, Barrientos A, Urbano-Marquez A, Cardellach
F. Mitochondrial cytochrome c oxidase inhibition during acute carbon monoxide poisoning. Pharmacol Toxicol. 1998;82:199-202.
17 Sethi JM. Carbon monoxide. Crit Care Med. 2005;33(12 Suppl):
S496-7.
18 Riley DE. Secondary parkinsonism. In: Jankovic J, Tolosa E, editors.
Parkinson’s disease and movement disorders. 3rd ed. Baltimore:
Williams & Wilkins; 1998.
Abstract
Bilateral lesions of the basal ganglia as a sign of chronic carbon monoxide intoxication. – A 40-year-old, previously healthy man presented with
a subacute coordination disorder and intermittent paraesthesias of the
right arm that had begun several months before and had disappeared
spontaneously within a few weeks. Neurological examination showed a
mildly flattened nasolabial fold on the right side and subtle hypertonia of
the right arm. A CT-scan of the brain revealed calcifications in the left
caudate nucleus and putamen. Cerebral MRI showed markedly enlarged
Virchow-Robin spaces bilaterally in the basal ganglia and extensive periventricular white matter lesions. The differential diagnosis of these
radiological findings included carbon monoxide intoxication. Ancillary
investigations excluded other causes for the radiological abnormalities,
and a defective gas stove that produced carbon monoxide was found in
the patient’s house. Although carbon monoxide poisoning is relatively
rare in the Netherlands, it remains important to be alert to the possibility of such exposure. Radiological findings, notably bilateral lesions of
the basal ganglia, may point in the direction of the proper diagnosis.
Ned Tijdschr Geneeskd. 2007;151:868-73
Ned Tijdschr Geneeskd. 2007 14 april;151(15)
873