Fisiopatologia dell ischemia cerebrale e correlazioni anatomo-cliniche Silvia Manetti U.O. Medicina Generale Ospedale del Casentino
Fisiopatologia dell ischemia cerebrale L'occlusione acuta di un vaso intracranico provoca una riduzione del flusso sanguigno nella regione cerebrale che irrora. L'entità della riduzione del flusso è una funzione del flusso sanguigno collaterale e dipende dall'anatomia vascolare individuale e dal sito di occlusione. Una riduzione nel flusso sanguigno cerebrale a zero causa la morte del tessuto cerebrale entro 4-10 minuti. Valori <16-18 ml/100 g di tessuto al minuto causano infarto entro un'ora. Valori <20 ml/100 g di tessuto al minuto causano ischemia senza infarto a meno che siano prolungati per diverse ore o giorni.
Core e penombra ischemica Se il flusso sanguigno viene ripristinato prima di una significativa quantità di morte cellulare, il paziente può sperimentare solo sintomi transitori, cioè un attacco ischemico transitorio TIA. Il tessuto che circonda la regione centrale dell'infarto è ischemico. ma il danno è reversibile e viene definito come la penombra ischemica. La penombra può essere esaminata utilizzando l'imaging di diffusione perfusione (TC e RMN). La penombra ischemica diverrà infarto se non sarà ripristinato il flusso. Quindi salvare la penombra ischemica è l'obiettivo delle terapie di rivascolarizzazione.
L'infarto cerebrale si manifesta attraverso due distinti percorsi: (1) una via necrotica in cui il danno citoscheletrico cellulare è rapido, principalmente a causa di un deficit energetico della cellula; (2) una via apoptotica in cui le cellule vengono programmate per morire. L'ischemia produce necrosi perché i neuroni sono privati di glucosio con disfunzione dei mitocondri nella produzione di ATP. Senza l'atp, le pompe di membrana ionica smettono di funzionare e i neuroni si depolarizzano, permettendo al calcio intracellulare di aumentare.
Fisiopatologia dell ischemia cerebrale e neurotossicità La depolarizzazione cellulare causa anche il rilascio di glutammato dai terminali sinaptici; eccesso di glutammato extracellulare produce neurotossicità attivando i recettori postsinaptici del glutammato con aumento dell'afflusso di calcio neuronale. I radicali liberi sono prodotti dalla degradazione dei lipidi di membrana e dalla disfunzione mitocondriale. I radicali liberi provocano la distruzione catalitica delle membrane e danneggiano altre funzioni vitali delle cellule. Minori gradi di ischemia, come si verificano all'interno della penombra ischemica, favoriscono la morte cellulare apoptotica causando la morte delle cellule in tempo lungo, anche giorni o settimane dopo. La febbre peggiora drammaticamente l'ischemia, così come l'iperglicemia [glucosio> 11,1 mmol /L (200 mg / dl)], quindi è ragionevole sopprimere la febbre e prevenire l'iperglicemia il più possibile per limitare il danno neurologico ischemico.
Classificazione eziopatogenetica dello stroke Lacunari 20-25% Aterotrombosi 50-60% Cardioembolici 15-20% (più frequentemente embolia in ACM, ACP o loro rami)
Correlazioni anatomo-cliniche dell ischemia cerebrale
Correlazioni anatomo-cliniche dell ischemia cerebrale
Sindromi Cliniche di Presentazione Circolo anteriore (S. carotidea): emiparesi emianestesia cecità monoculare deviazione dello sguardo afasia eminattenzione Circolo posteriore (S. vertebrobasilari): Emiparesi tetraparesi emianestesia Diplopia paresi dello sguardo nistagmo disartria con disfagia vertigini con diminuzione del livello di coscienza atassia, vomito
Sindrome clinica dell arteria carotide interna Arteria oftalmica: ombra che scende come una tenda sulla visione dell occhio omolaterale (amaurosi fugace) Arteria cerebrale media
Arteria cerebrale media ACM M1 è il tratto prossimale prima della divisione in M2 superiore e M2 inferiore M2 divisione superiore M2 divisione inferiore
M2 divisione superiore irrora corteccia frontale e parietale superiore Paralisi della faccia, del braccio e della gamba controlaterale; compromissione sensoriale sulla stessa area (puntura di spillo, tocco di cotone, vibrazione, posizione, discriminazione di due punti): area motoria somatica per viso e braccio e le fibre che discendono dall'area della gamba per entrare nella corona radiata e il corrispondente sistema sensoriale somatico Afasia motoria: area motoria del linguaggio dell'emisfero dominante Paralisi dello sguardo coniugato verso il lato opposto (il paziente guarda verso la lesione): area frontale controversiva dello sguardo e le sue fibre emergenti
M2 divisione inferiore irrora corteccia parietale inferiore e temporale Afasia centrale, sordità verbale, anomia, linguaggio gergale, agrafia sensoriale, acalculia, alessia: corteccia parieto-occipitale dell'emisfero dominante Afasia di conduzione: opercolo parietale Anosognosia, emisomatognosia, negligenza, agnosia per la metà sinistra dello spazio esterno, aprassia, alterata capacità di giudicare la distanza, lettura capovolta, illusioni visive: lobo parietale non dominante Emianopsia omonima (spesso quadrantopsia omonima inferiore): radiazione ottica profonda alla seconda convoluzione temporale
Arteria cerebrale anteriore ACA Occlusione di A1 (=pre comunicante anteriore) in genere è tollerata per flusso collaterale, se ipoplasico A1 controlaterale si hanno sintomisegni bilaterali nel territorio dell arteria cerebrale anteriore. Occlusione di A2 (=post comunicante anteriore) è sintomatica nel territorio di ACA omolaterale
Arteria cerebrale anteriore ACA A2 Paralisi del piede e della gamba controlaterali: area motoria della gamba Un grado minore di paresi del braccio controlaterale: area del braccio della corteccia o delle fibre discendente alla corona radiata Perdita sensoriale su piede e gamba: area sensoriale per piedi e gambe Incontinenza urinaria: area sensitivo-motoria nel lobulo paracentrale Riflesso di suzione, gegenhalten (rigidità paratonica): superficie mediale del lobo frontale posteriore Abulia (mutismo acinetico): localizzazione incerta, probabilmente giro del cingolo e porzione inferiore mediale dei lobi frontali, parietali e temporali Compromissione dell'andatura e della posizione (aprassia dell'andatura): corteccia frontale vicino all'area motoria della gamba Aprassia degli arti sinistri: corpo calloso
Circolo posteriore Le vertebrali confluiscono nell arteria basilare che da origine alle due arterie cerebrali posteriori ACP (P1 è tratto pre-comunicante posteriore e P2 il tratto post-comunicante posteriore) Da queste arterie originano branche che irrorano il cervelletto, il tronco encefalo, il talamo, il subtalamo, l ippocampo, i lobi temporali mediali e i lobi occipitali
P1 syndromes (per occlusione di P1 e le sue branche, irrorazione del territorio centrale: mesencefalo, talamo e subtalamo) (III n.c.) Sindrome talamica con perdita sensoriale (tutte le modalità), dolore spontaneo e disestesie, coreoatetosi, tremore intenzionale, spasmi della mano, emiparesi lieve: nucleo posteroventrale di talamo; coinvolgimento del corpo del subtalamo adiacente o dei suoi tratti afferenti. Sindrome di talamoperforate con atassia cerebellare controlaterale con paralisi ipsilaterale di terzo nervo (sindrome di Claude): tratto dentototalamico e terzo nervo cranico. Sindrome di Weber con paralisi ipsilaterale del terzo nervo cranico ed emiplegia controlaterale: terzo nervo cranico e peduncolo cerebrale. Emiplegia controlaterale: peduncolo cerebrale. Paralisi del movimento oculare verticale, miosi lieve e ptosi: nucleo interstiziale del fascicolo longitudinale mediale Tremore di azione atassico ritmico controlaterale; tremore ritmico posturale: tratto dentototalamico.
P2 syndromes (per occlusione di P2, irrorazione del Territorio periferico: corteccia temporale, occipitale, ippocampo) Emianopsia omonima (spesso quadrante superiore): corteccia calcarina o radiazione ottica. Emianopsia omonima bilaterale, cecità corticale, acromatopia (daltonismo), aprassia dei movimenti oculari, incapacità di contare o enumerare oggetti: lobo occipitale. Dislessia verbale senza agrafia, anomia cromatica: lesione calcarina dominante e parte posteriore del corpo calloso. Difetto di memoria: lesione ippocampale bilaterale o solo sul lato dominante. Disorientamento topografico e prosopagnosia: giro della lingula. Allucinazioni visive non formate, allucinosi peduncolare, metamorfopsia, distorsione dei contorni: corteccia calcarina.
Mesencefalo: (III n.c.) Sindrome del mesencefalo mediale (branche dell arteria basilare superiore e ACP prossimale) e laterale (sindrome delle piccole arterie penetranti derivanti dall'arteria cerebrale posteriore) Sul lato della lesione Occhio "giù e fuori" con pupilla dilatata e non responsiva: III nervo cranico Dalla parte opposta della lesione Paralisi del viso, del braccio e della gamba: fascio corticobulbare e tratto corticospinale Sindrome del mesencefalo laterale (sindrome delle piccole arterie penetranti derivanti dall'arteria cerebrale posteriore) Sul lato della lesione Occhio "giù e fuori" con pupilla dilatata e non responsiva: III nc nucleo o fibre Dalla parte opposta della lesione Emiatassia, ipercinesia, tremore: nucleo rosso, via dentato rubro talamica
Ponte superiore: sindrome mediale e laterale Sindrome pontina superiore mediale (rami paramediani dell'arteria basilare superiore) Sul lato della lesione Atassia cerebellare: peduncolo cerebellare superiore o medio Oftalmoplegia internucleare: fascicolo longitudinale mediale Sindrome mioclonica di palato, faringe, corde vocali, viso, apparato oculomotore: fascio tegmentale centrale, nucleo olivare inferiore Dalla parte opposta della lesione Paralisi dell emivolto, del braccio e della gamba: fascio corticobulbare e tratto corticospinale Raramente deficit di sensibilità tattile, vibrazione e posizione sono influenzati: lemnisco mediale Sindrome pontina superiore laterale (sindrome dell'arteria cerebellare superiore SCA) Sul lato della lesione Atassia degli arti e dell'andatura, cadendo verso lato della lesione: peduncoli cerebellari medi e superiori, superficie superiore del cervelletto, nucleo dentato Vertigini, nausea, vomito; nistagmo orizzontale: nucleo vestibolare Paresi dello sguardo coniugato (ipsilaterale): centro pontino dello sguardo controlaterale Miosi, ptosi, diminuzione della sudorazione sul viso (sindrome di Horner): fibre simpatiche discendenti Tremore: nucleo dentato, peduncolo cerebellare superiore Dalla parte opposta della lesione Deficit della sensibilità termica e dolorifica su viso, arti e tronco: tratto spinotalamico Deficit della sensibilità tattile, di vibrazione e propriocezione, più nella gamba che nel braccio: lemnisco mediale (porzione laterale)
Ponte medio (V n.c.) 1. Sindrome midpontina mediale (ramo paramediano dell'arteria basilare tratto intermedio) Sul lato della lesione Atassia degli arti e dell'andatura (più prominente nel coinvolgimento bilaterale): nuclei pontini o peduncolo cerebellare Dalla parte opposta della lesione Paralisi dell emifaccia, del braccio e della gamba: fasci corticobulbari e corticospinali Deficit di sensibilità tattile e propriocettiva: lemnisco mediale 2. Sindrome mediopontina laterale (arteria circonferenziale breve) Sul lato della lesione Atassia degli arti: peduncolo cerebellare medio Paralisi dei muscoli della masticazione: fibre motorie o nucleo del quinto nervo Alterazione della sensibilità sul lato del viso: fibre sensoriali o nucleo del quinto nervo Dalla parte opposta della lesione Deficit sensibilità termica e dolorifica su arti e tronco: tratto spinotalamico
Ponte inferiore (V, VI, VII, VIII n.c.) Sindrome pontina inferiore mediale (occlusione del ramo paramediano dell'arteria basilare) Sul lato della lesione Paralisi dello sguardo coniugato verso il lato della lesione (conservazione della convergenza): centro pontino per lo sguardo laterale coniugato Nistagmo: nucleo vestibolare Atassia degli arti e dell'andatura: peduncolo cerebellare medio Diplopia sullo sguardo laterale: nervo abducente (VI nc) Dalla parte opposta della lesione Paralisi dell emifaccia, del braccio e della gamba: fascio corticobulbare e corticospinale nel ponte inferiore Deficit della sensibilità tattile e propriocettiva emilato: lemnisco mediale Sindrome pontina inferiore laterale (occlusione dell'arteria cerebellare inferiore anteriore AICA) Sul lato della lesione Nistagmo orizzontale e verticale, vertigini, nausea, vomito, oscillopia: nervo vestibolare o nucleo e connessione con i nuclei dell oculomotricità Paralisi facciale: settimo nervo VII nc Paralisi dello sguardo coniugato sul lato della lesione: centro pontino per lo sguardo laterale coniugato Sordità, tinnito: VIII nervo cranico uditivo, nucleo cocleare Atassia: peduncolo cerebellare medio e emisfero cerebellare Alterazione della sensibilità sul viso: tratto discendente e nucleo quinto nervo (V nc) Dalla parte opposta della lesione Alterazione della sensibilità termica e dolorifica su metà del corpo (può includere la faccia): tratto spinotalamico
Bulbo (VII, VIII, IX, X, XI, XII n.c.) Sindrome midollare mediale (occlusione dell'arteria vertebrale o del ramo dell'arteria vertebrale o della basilare inferiore) Sul lato della lesione Paralisi con atrofia della metà della lingua omolaterale: dodicesimo nervo cranico ipsilaterale nucleo e fibre emergenti Dalla parte opposta della lesione Paralisi del braccio e della gamba, la faccia risparmiata; deficit sensibilità tattile e propriocettiva su metà del corpo: tratto piramidale controlaterale e lemnisco mediale controlaterale Sindrome midollare laterale (occlusione di uno qualsiasi di cinque vasi può essere responsabile: arteria vertebrale, inferiore posteriore cerebellare PICA, arterie laterali del bulbo superiore, media o inferiore) Sul lato della lesione Dolore, intorpidimento, alterazione della sensibilità di metà del viso: tratto discendente e nucleo quinto nervo Atassia degli arti, tendenza a cadere verso il lato della lesione: emisfero cerebellare, fibre olivo-cerebellari, tratto spinocerebellare Nistagmo, diplopia, oscillopsia, vertigini, nausea, vomito: nucleo vestibolare Sindrome di Horner (miosi, ptosi, diminuzione della sudorazione): tratto simpatico discendente Disfagia, raucedine, paralisi del palato, paralisi delle corde vocali, diminuzione del riflesso del vomito: nucleo e fibre emergenti del nono e decimo nervo (IX e X nc) Perdita di gusto: Nucleo e tratto solitario Intorpidimento del braccio omolaterale, del tronco o della gamba: nuclei gracile e cuneato Paresi della faccia inferiore: fibre del nucleo faciale ipsilaterale Dalla parte opposta della lesione Deficit della sensibilità termica e dolorifica su metà del corpo controlaterale, a volte faccia: tratto spinotalamico
Occlusione dell arteria vertebrale Sindrome midollare unilaterale totale (occlusione dell'arteria vertebrale): combinazione di sindromi mediali e laterali del bulbo Sindrome ponto-bulbare laterale (occlusione dell'arteria vertebrale): combinazione della sindrome del bulbo laterale e pontina inferiorelaterale con: Disfagia Atassia (fasci e nuclei del cervelletto) Sindrome di Horner Alterazione della sensibilità facciale (V nervo cranico)
Sindrome dell'arteria basilare (la sindrome dell'arteria vertebrale solitaria è equivalente) Le branche paramediane irrorano il ponte Le circonferenziali brevi irrorano ponte e peduncoli cerebellari superiori e medi SCA e AICA irrorano i gli emisferi cerebellari Una combinazione delle varie sindromi del tronco encefalo più quelle che si manifestano nella distribuzione dell'arteria cerebrale posteriore. Segni bilaterali sensitivo-motori con alterazioni cerebellari e dei nervi cranici: Paralisi o debolezza di tutte le estremità, oltre a tutta la muscolatura bulbare: fasci corticobulbari e corticospinali bilateralmente Deficit di sensibilità variabile, anche siringomielico: lemnisco mediale, fasci spinotalamici, talamo Diplopia, paralisi dello sguardo, oftalmoplegia internucleare, nistagmo: nervi oculomotori, fascicololongitudinale mediale, nuclei vestibolari Cecità e defict campimetrici: corteccia visiva Segni Cerebellari Deficit dei Nervi cranici
Stroke lacunari (circa 1/5 degli stroke ischemici) Da M1 originano arterie lenticolostriate per putamen, globo pallido, braccio posteriore della capsula interna, corona radiata adiacente, nucleo caudato
Stroke lacunari Esistono almeno 20 sindromi lacunari, le meglio conosciute sono: Ictus motorio puro ( lacuna localizzata a livello della capsula interna, base del ponte o corona radiata): emiparesi o emiplegia controlaterale, con interessamento prevalente dell arto superiore, associata a lieve disartria Ictus sensitivo puro (spesso lacuna localizzata nel nucleo ventro-postero-laterale del talamo): deficit sensitivo unilaterale interessante la faccia, l arto superiore ed inferiore Ictus sensitivo-motorio (lacuna a livello della capsula interna, del talamo o del braccio posteriore della capsula interna): deficit motorio e sensitivo controlaterale Paresi crurale-atassia omolaterale (lacuna del braccio posteriore della capsula interna o base del ponte controlaterale): debolezza prevalentemente estremità inferiore ed i deficit di coordinazione ipsilaterale di braccio e gamba Disartria-mano impacciata (lacuna aree profonde base del ponte): debolezza facciale sopranucleare, disartria, disfagia, perdita del controllo fine della mano, segno di Babinski Parkinsonismo, emiballismo (lacuna globo pallido e putamen per rami penetranti di ACM) Perdita della sensibilità controlaterale e poi dolore urente (lacuna talamo-capsulari per rami penetranti talamici e talamogenicolati di P1)
Stroke lacunari Stroke lacunari (diametro inferiore a 15 mm) sono malattia dei piccoli vasi o delle arteriole penetranti, principalmente rami della cerebrale media, della cerebrale posteriore e della basilare, caratteristiche cliniche, radiologiche e patologiche particolari. Sono causati in genere dalla lipoialinosi (correlata con dislipidemia, ipertensione arteriosa e diabete mellito), ma non può esclusa la causa embolica.