Autore

Harold L. Rekate, MD

Divisione di Chirurgia Neurologica, Barrow Neurological Institute, St. Joseph’s Hospital and Medical Center, Phoenix, Arizona

Abstract

Descritto originariamente a metà degli anni ’60, l’idrocefalo a pressione normale (NPH) è una condizione riscontrata principalmente nei pazienti anziani. L’allargamento dei ventricoli cerebrali provoca un deterioramento insidioso dell’andatura, del controllo della vescica e della funzione cognitiva senza segni evidenti di aumento della pressione intracranica. La causa della condizione è stata oggetto di notevoli speculazioni e un consenso rimane sfuggente. Questo articolo valuta le informazioni cliniche rilevanti e la scienza di base per sviluppare una teoria unificante della causa dell’NPH. I risultati suggeriscono che un aumento di lunga data e una compensazione prolungata concomitante per la resistenza al flusso del liquido cerebrospinale dal suo punto di produzione ai suoi punti di assorbimento può essere il meccanismo alla base dell’NPH. Il normale processo di invecchiamento può portare all’ammorbidimento del cervello o alla diminuzione del turgore cerebrale, e questa condizione compensata cronica porta probabilmente a scompenso e deterioramento sintomatico.

Parole chiave: liquido cerebrospinale, demenza, pressione intracranica , modelli matematici, idrocefalo a pressione normale, fisiopatologia, pseudotumor cerebri

Nel 1965 Hakim e Adams descrissero originariamente l’idrocefalo a pressione normale (NPH) come causa di demenza trattabile chirurgicamente. I pazienti anziani con demenza e ventricoli ingrossati su pneumoencefalogramma sono stati sottoposti al posizionamento di shunt ventricoloatriali. Le prestazioni cognitive di alcuni di questi pazienti sono migliorate notevolmente, ma le dimensioni dei loro ventricoli cerebrali sono cambiate solo in pochi. In questi primi studi, nessuno dei pazienti ha mostrato alcun segno di aumento della pressione intracranica (ICP) e il nome NPH è stato coniato per descrivere questa condizione. Da allora un ampio volume di letteratura ha tentato di spiegare questa condizione enigmatica e di migliorare la capacità di selezionare i pazienti per il trattamento. Applicando informazioni rilevanti ottenute da modelli matematici, ricerca scientifica di base e neurofisiologia, neuropatologia e neuroradiologia, questa revisione propone una teoria unificante sulla causa o le cause alla base dell’NPH.

Modellazione matematica

In collaborazione con la facoltà di ingegneria della Case Western Reserve University, Cleveland, Ohio, ho sviluppato un modello matematico della dinamica del liquido cerebrospinale (CSF) per spiegare una varietà di condizioni enigmatiche legate al volume dei ventricoli cerebrali in funzione della resistenza al deflusso di CSF. Questo modello utilizzava equazioni matematiche derivate dai principi di ingegneria dell’idraulica e metodologie incorporate dall’ingegneria dei sistemi e della progettazione. Da queste equazioni è stata sviluppata una simulazione al computer per descrivere i cambiamenti nei volumi dei ventricoli cerebrali in funzione della pressione e del flusso del liquido cerebrospinale. Questo lavoro è stato sostenuto da una sovvenzione del National Institutes of Neurological Diseases and Stroke (R01-NS22901).
Descrivere la risposta dei ventricoli cerebrali a un aumento della resistenza al deflusso del CSF senza un aumento significativo dell’ICP nella condizione di NPH e per tenere conto della mancanza di un aumento delle dimensioni ventricolari con aumenti della resistenza al deflusso e aumento della ICP nello pseudotumor cerebri, era necessario includere un modificatore chiamato “turgore cerebrale” o Kb. Originariamente, questo termine era concepito come un costante per il cervello di ogni persona e il termine Kb è stato utilizzato per “costante cerebrale”. Gli studi sullo pseudotumor cerebri, tuttavia, hanno indicato che il turgore cerebrale non è sempre una costante. Piuttosto, può essere una variabile in rapida evoluzione che dipende dal volume venoso cerebrale.

Nel caso di pseudotumor cerebri, le previsioni del modello sono state convalidate misurando la pressione nei seni venosi e la causa dello pseudotumore cerebri è stato identificato come un aumento della pressione del seno sagittale. In realtà, sono state identificate due diverse forme di questa condizione. Nel caso più comune di pseudotumor cerebri associato all’obesità nelle giovani donne, l’aumento della pressione nel seno sagittale rifletteva un aumento della pressione atriale destra, che rispondeva alla perdita di peso. Nei pazienti non obesi di pseudotumor cerebri, i gradienti sono stati identificati attraverso i seni venosi parzialmente occlusi, anche in pazienti con normali studi venografici di risonanza magnetica (MR). Di conseguenza, in questi casi, lo pseudotumor cerebri è il risultato di un aumento di K e di una diminuzione dell’assorbimento di CSF a causa dell’elevata pressione del seno sagittale trasmessa nel parenchima cerebrale.

NPH è stato modellato facendo due presupposti. Primo, il turgore del cervello diminuisce come risultato del normale processo di In secondo luogo, come suggerito da Di Rocco e collaboratori in uno studio discusso nella sezione sulla patologia dell’NPH, la resistenza al flusso di CSF tra il subaracnoide spinale e il subaracnoide corticale gli spazi devono essere aumentati. Le simulazioni al computer dell’effetto sui volumi ventricolari (Fig. 1) e sulla pressione (Fig. 2) mostrano un aumento dei volumi dei ventricoli cerebrali, in particolare dei ventricoli laterali, e un lievissimo aumento dell’ICP che si stabilizza rapidamente nel tempo. Il modello prevede con successo il comportamento del cervello nel caso di NPH. L’invecchiamento non è l’unica condizione che porta a una diminuzione del turgore cerebrale. Il turgore cerebrale diminuisce anche dopo che il cervello è stato ferito da ictus, traumi (Fig. 3) e radioterapia. L’NPH in questi casi ha una causa distinta ed è distinto dall’NPH idiopatico in cui la causa è sconosciuta.

A scopo illustrativo e di studio, per la simulazione al computer è stato scelto il blocco tra lo spazio subaracnoideo spinale e corticale. Un risultato simile è previsto se il punto di ostruzione si trova all’uscita dei forami del quarto ventricolo o all’acquedotto di Sylvius. Nei modelli animali e nei soggetti umani, è facile aumentare il turgore cerebrale e quindi creare pseudotumor cerebri impedendo il ritorno venoso delle vene giugulari. La simulazione di NPH, tuttavia, è più difficile e richiede molto più tempo. Lo studio di NPH richiede quindi l’analisi di esempi naturali della condizione. Il resto di questa revisione analizza le informazioni cliniche e scientifiche di base disponibili in quanto influiscono sul modello qui descritto.

Modelli animali

Sin dai primi lavori di Dandy, l’idrocefalo cronico è stato prodotto in una varietà di modelli animali. Esistono anche numerosi esempi naturali di idrocefalo congenito in specie inbred di ratti e topi. Quando l’ICP viene misurato in questi animali durante la fase cronica dell’idrocefalo, di solito rientra in un intervallo normale. In un modello canino, l’idrocefalo è prodotto dall’iniezione intracisternale di un impasto di argilla chiamato caolino. Durante i primi giorni dopo l’iniezione del caolino, l’ICP aumenta notevolmente. Tuttavia, l’ICP ritorna rapidamente alla normalità con la marcata espansione dei ventricoli. I ventricoli del ratto H-Tx presente in natura si espandono. Questi ratti falliscono il test del labirinto senza segni evidenti di aumento dell’ICP, simulando così l’NPH. Dei ratti i cui ventricoli mantengono la capacità di diminuire, la loro funzione nei test motori migliora fino a quando le loro prestazioni sono indistinguibili da quelle dei loro compagni di cucciolata non idrocefalica.

Studi patologici

L’aspetto istologico delle biopsie da i pazienti con NPH non mostrano differenze significative rispetto ai campioni post-mortem dei controlli di pari età. All’imaging RM e all’esame patologico, la vacuolizzazione periventricolare sembra essere un riscontro accidentale che aumenta in gravità ed estensione con l’invecchiamento. Questi risultati riflettono la qualità simile a una spugna del cervello negli ultimi decenni di vita. Questa qualità simile a una spugna porta a una diminuzione del turgore cerebrale con l’età.

Numerosi articoli si sono concentrati sui cambiamenti parenchimali nel cervello dei pazienti con diagnosi di NPH.Tuttavia, ho trovato solo un articolo in cui è stato studiato il materiale post-mortem nel tentativo di determinare il punto di ostruzione al flusso di CSF. Di Rocco e colleghi hanno studiato il cervello di tre pazienti che hanno mostrato di avere NPH. Questi campioni hanno rivelato una significativa fibrosi leptomeningea, suggerendo che il punto di ostruzione potrebbe essere le cisterne basali tra lo spazio subaracnoideo spinale e corticale. Questi risultati sono coerenti con l’associazione di NPH con trauma cranico o emorragia subaracnoidea aneurismatica.

In sintesi, i risultati degli studi patologici disponibili sul parenchima del cervello stesso suggeriscono solo la presenza dei segni distintivi della senescenza. Non ci sono risultati specifici per NPH. C’è qualche base patologica per il pensiero che con l’avanzare dell’età il nostro cervello si ammorbidisce. Infine, la reattività allo shunt sembra essere associata alla fibrosi e quindi all’aumentata resistenza al flusso del liquor nelle cisterne basali.

Valutazione clinica

La comprensione dell’origine di NPH spesso può essere ottenuta dalla storia e dal fisico esame dei pazienti afflitti. Un numero significativo ma sconosciuto di pazienti che sviluppano i risultati classici di NPH in età avanzata hanno una storia di essere sempre stati consapevoli che le loro teste erano più grandi del normale (Fig. 4). Vanneste e Hyman hanno dimostrato che una percentuale significativa di pazienti con NPH presenta un’ostruzione a livello dell’acquedotto (idrocefalo non comunicante). Questa scoperta rafforza l’argomento secondo cui i pazienti con NPH hanno idrocefalo compensato cronico di vecchia data da cui poi scompensano con l’età.

Studi fisiologici clinici

Il monitoraggio cronico di ICP rivela che NPH è in realtà un termine improprio. Durante il monitoraggio dell’ICP, i pazienti che alla fine rispondono allo shunt mostrano aumenti intermittenti dell’ICP. Le loro registrazioni ICP di base sono normali o molto normali. Questi pazienti hanno anche onde di plateau in maggiore frequenza e durata rispetto agli individui normali o rispetto ai pazienti che hanno atrofia cerebrale. Questi studi supportano la tesi secondo cui questi pazienti hanno un ICP più alto di quanto sarebbe normale per i pazienti della loro stessa età con le stesse proprietà viscoelastiche cerebrali.

Si presume che gli studi sull’infusione che misurano la resistenza al deflusso del CSF (Rout) migliorare l’accuratezza diagnostica degli esami clinici e radiologici di questi pazienti. Questi studi comportano l’infusione di CSF artificiale durante la registrazione di ICP. Questo test può essere eseguito in vari modi, ma 18 ml / mm Hg / min sembra essere una soglia stabilita per il trattamento. I pazienti la cui routine è inferiore a quel livello hanno meno probabilità di rispondere al trattamento rispetto ai pazienti con una routine superiore a quel livello. Questo test conferma la natura ostruttiva dell’NPH e che il punto di ostruzione è distale allo spazio subaracnoideo spinale. Il punto di ostruzione deve quindi trovarsi tra lo spazio subaracnoideo spinale e corticale, oa livello dei villi aracnoidei. Questo test è stato anche suggerito per distinguere tra idrocefalo “comunicante” e “non comunicante”. I pazienti con quest’ultimo sono potenziali candidati per la terza ventricolostomia endoscopica.

Studi radiografici

È stato affermato che un gran numero di studi radiografici aiutano nella selezione dei pazienti per lo smistamento nel contesto di NPH. Esiste un accordo generale sul fatto che nessuno di questi studi da solo è sufficientemente sensibile o specifico da consentire di prevedere l’esito dello smistamento con un livello di fiducia accettabile. Due studi, tuttavia, gettano una luce significativa sui meccanismi fisiopatologici coinvolti nell’NPH. Il primo riflette che il grado di distensione ventricolare dovrebbe essere significativamente maggiore della quantità di liquido cerebrospinale negli spazi subaracnoidei corticali. Questa relazione suggerisce che il cervello è stato spinto verso l’esterno per riempire il volume dello spazio subaracnoideo. Implica che vi sia un’ostruzione al flusso del liquor tra il sistema ventricolare e lo spazio subaracnoideo corticale.

Secondo, per molti anni, la cisternografia con radionuclidi è stata raccomandata per la diagnosi di NPH. Sono stati utilizzati vari traccianti legati alle proteine, inclusi RI131SA e indio-111.La tecnica è la stessa per entrambi i traccianti. Viene eseguita una puntura lombare e il tracciante viene iniettato nello spazio subaracnoideo spinale. Le scansioni scintigrafiche vengono ottenute ad intervalli da 3 ore a 72 ore dopo l’iniezione del tracciante. In uno studio positivo (Fig. 5), il colorante viaggia rapidamente nel sistema ventricolare, vi rimane per periodi prolungati e si schiarisce lentamente. Uno studio negativo suggerisce che è improbabile che il paziente risponda allo shunt. In questo caso, il colorante entra nel ventricolo piuttosto rapidamente e scorre rapidamente nello spazio subaracnoideo corticale sopra la convessità del cervello, ma si schiarisce entro 48-72 ore. Un test positivo implica la presenza di un blocco parziale del flusso del liquido cerebrospinale tra gli spazi subaracnoidei spinali e corticali. Questo studio è coerente con i risultati patologici dello studio Di Rocco descritto in precedenza. Questo test aiuta a illuminare la condizione come una forma di ostruzione al flusso del liquido cerebrospinale. Tuttavia, il suo utilizzo è stato quasi abbandonato perché non sembra migliorare la selezione dei pazienti per il trattamento oltre a quella fornita dalla combinazione del quadro clinico del paziente e degli studi di imaging.

Conclusione

Sulla base degli studi discussi sopra, NPH può essere inteso come un problema che si manifesta in due fasi. Nella prima fase si sviluppa una condizione patologica che altera l’assorbimento del CSF in un punto compreso tra il suo punto di origine all’interno del sistema ventricolare e il suo punto di assorbimento a livello dei villi aracnoidi. Durante questa fase, i ventricoli possono allargarsi o meno. Se la patologia si sviluppa prima che le suture craniche si fondano, può verificarsi una macrocefalia significativa. Il paziente compensa completamente questo problema di assorbimento del liquido cerebrospinale e rimane senza sintomi evidenti per un lungo periodo, forse molti decenni. Il punto di ostruzione può essere a livello dell’acquedotto di Sylvius, forame di uscita del quarto ventricolo o cisterne basali.

Ad un certo punto, i pazienti iniziano a deteriorarsi. Negli adulti giovani o di mezza età, il deterioramento spesso segue un trauma cranico minore. Tali pazienti di solito diventano sintomatici con un quadro misto di ICP elevato e i risultati caratteristici di NPH. Negli indirizzi alle convenzioni della Hydrocephalus Association, Williams ha fatto riferimento a questa condizione come SHYMA (idrocefalo sintomatico di adulti giovani e di mezza età; Williams MA, comunicazione personale, 1999, 2001). Se il deterioramento non si verifica in questa fase, i pazienti inizieranno a mostrare sottili segni di deterioramento quando raggiungono la senescenza. Questa fase può iniziare già all’età di 60 anni. Questa fase è il risultato della nuova espansione dei ventricoli mentre il cervello si ammorbidisce, una parte inevitabile del normale processo di invecchiamento.

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