SPINAL CORD INJURY
CHIRURGIE SPINALĂ - CURS 2
Epidemiologie SCI – incidenţă – 15-40 cazuri/1 mil.• În SUA – 12.000 cazuri noi/an – 4000 mor înainte de a ajunge în spital - 1000 mor în spital• Prevalenţa (toate persoanele cu SCI dintr-o populaţie, la un moment dat) - în Minnesota 1980 – 583/1 mil.• Vârsta şi sexul – 0-10 ani – 10% - 10-20 - 20% - 20-30 - 25% - 30-40 - 15% - 40-50 - 10% - 50-60 - 10% - >60 - 10%B/F = 4/1• Costuri : SUA 1990 – 4 mld $ 2000 – 7 mld $171 zile în spital în primii 2 ani, costul – 95.203$ + 8000$/an în afara spitaluluiPt. un bolnav – costuri totale – 500.000 în leziuni incomplete - 2 mil în tetraplegii înalte
Cauze de producere a SCI
• Accidente rutiere 40-50
• Muncă 10-25
• Sportive 10-25
• Căderi 20
• Violenţă 10-25
Nivelul neurologic
• Cervical (C1/C7/T1) – 55%
• Toracic (T1-T11) - 15%
• T-l (T11/T12-L1/L2) – 15%
• Lombo-sacrat (L2-S5) -15%
• Incidenţă/prevalenţă
SCI cervicale
52% /40%
Severitatea deficitului neurologic
Severitatea deficitului neurologic
Severitatea deficitului neurologic în SCI
ASIA gr A - 45%ASIA gr B - 15%ASIA gr C - 10%ASIA gr D - 30%
Leziuni vertebrale în SCI• Fracturi minore (tasări) - 10%• Fracturi-luxaţii - 40%• Luxaţii - 5%• Fracturi cominutive - 30%• SCIWORA - 5%• SCIWORET - 10%
SCIWORA – SCI without obvious radiologic abnormalitySCIWORET – SCI without obvious radiologic evidence of trauma
Afecţiuni asociate• Spondiloza cervicală• Anomalii congenitale • Leziuni tumorale• RA, alte artropatii
Alccolul – rol important - 25%!
Leziuni sistemice
• SCI izolat – 20%
• 25-50% din SCI – prezintă leziuni asociate
• 20-57% - TBI (traumatic brain injury) şi leziuni toracale importante
• Accentuează hipotensiunea şi hipoxia – efect cumulativ
Decesul – complicaţii respiratorii
- insuficienţă renală
- embolia pulmonară, pneumonii, septicemii, lez ischemice cardiace, suicid
Durata de spitalizare – 4-1000 zile (126)
- în ATI – 26 zile (1974) - 16 zile (1999)
Respitalizarea – costuri mari
- 39% în primul an
Complicaţii:
• Secundare – escare, sdr febrile datorită infecţiilor urinare, atelectazii, pneumonii, DVT
• Contracturi, osificări heterotopice, stop cardiac
• Paraplegicii – risc ↑ de infecţii urinare şi escare comparativ cu tetraplegicii
• Complicaţii cardiovasculare - rezident 1
FIZIOPATOLOGIE
TIMPUL POST SCI
FAZA
LEZIONALĂ≤ 2 ORE ≤ 48 ORE ≤ 14 ZILE ≤ 6 LUNI ≥ 6 LUNI
INJURY PRIMARĂ
IMEDIATĂ
EARLY
ACUTE
SECONDARY
SUBACUTE
INTERMEDIARĂ CRONIC
FAZA LEZIUNII PRIMARE
Mecanismul primar – leziune traumatică de tip compresiv-contuziv , cel mai frecvent fracturi-luxaţii, fracturi cominutive, leziuni ligamentare severe, arme de foc
• Mecanismele lezionale primare rareori determină ruptura/transsecţiunea medulară; deseori sunt depistaţi axoni funcţionali ce traversează zona de distrucţie medulară. Ei reprezintă substratul neural asupra căruia vor acţiona metodele terapeutice.
• Studiile pe animale au arătat că funcţia neurologică a fost menţinută cu doar 5% din nr de axoni (Fehlings - 1995, Kakulas – 2004)
• Astfel, unele tehnici (remielinizare) de îmbunătăţire a funcţiei ţesutului neural rezidual pot maximiza potenţialul de recuperare neurologică la un anumit pacient, chiar în absenţa unei regenerări neuronale/axonale semnificative.
• Terapia de recuperare – foarte importantă. Grillner (1985, 2003) a identificat reţele neuronale intrinseci în măduvă – generatori de modele centrale (“central pattern generators”) care mediază capacitatea locomotorie. Chau (1998) a demonstrat în studii pe pisică că generatorii de modele centrali “spinali locomotori” pot fi activaţi farmacologic (Clonidină) sau prin raspuns senzitiv post rehab training.
Mecanisme lezionale secundare
FAZA IMEDIATĂ (0-2 ORE)
• Leziuni axonale, moartea neuronilor, şoc spinal – pierderea funcţiilor distal de nivelul lezional – în lez complete
• Edem medular+/- hemoragii în subst cenuşie – necroză + moarte prin lezare directă sau ischemie
• Ruptura microvasculară - hemoragii în subst albă
• Edem + hemoragie – ischemie medulară întinsă proximal şi distal
• Histopatologic – activarea celulelor microgliale
- citokine proinflamatorii
- ↑ glutamat extracelular
FAZA ACUTĂ – domină leziunile secundare
I. Acută imediată (2 – 48 ore)
• Hemoragie, edem, inflamaţie + leziuni secundare specifice: producţia de radicali liberi, dereglare ionică, toxicitate glutamat-mediată, neurotoxicitate imun-asociată ce produce leziuni axonale şi moarte celulară
• Principalele elemente ale cascadei leziunilor secundare sunt rupturi ale microcirculaţiei, hemoragie şi ischemie
• Dereglările ionice şi excitotoxicitatea. Pierderea homeostaziei ionice (Ca ++) reprezintă un factor comun al morţii celulare şi iniţiază activarea calpainelor (enzime proteolitice Ca-dependente), disfuncţii mitocondriale şi producerea de radicali liberi.
• Excitotoxicitatea – rezultatul activării excesive a receptorilor glutamat - influx ↑ de Na+ şi Ca++.
• Radicalii liberi – lipidperoxidaza determină lezarea membranei celulare → liza celulară
• Bariera hematoencefalică – permeabilitate ↑, iniţial datorită efectului mecanic al traumatismului (mechanical disruption), apoi prin mediatori inflamatori. Hiperpermeabilitatea apare la 24 ore post SCI şi se menţine 2 săptămâni
• Mediatorii inflamatori şi răspunsul imun celular.
- astrocite, microglia, cel T, neutrofile, monocite + mediatori –TNFα (factorul de necroză tumorală α), interferon, ILβ (inteleukina β). Răspunsul inflamator post SCI este extrem de complex, o parte din mediatori stimulează reacţiile secundare, alţii au efect benefic în eliminarea resturilor celulare + efect progenerativ.
- răspunsul imun celular – natură duală: inhibiţia TNFα folosind anticorpi de neutralizare → îmbunătăţirea recuperării funcţiilor neurologice post SCI. Pe de altă parte, TNFα are rol neuroprotector.
• Demielinizarea şi apoptoza
- moartea celulară post SCI se poate produce prin necroză sau apoptoză. În majoritatea cazurilor moartea neuronilor se produce prin necroză, însă oligodendrocitele sunt supuse apoptozei. Pierderea oligodendrocitelor determină demielinizarea axonală – potenţial ↑ de moarte celulară. De aceea, reprezintă un target important pt tratament – remielinizare (transplant de celule) sau ↑ conductibilităţii axonale în fibrele demielinizate (4-aminopiridină).
FAZA SUBACUTĂ (2 zile – 2 săpt.)
Răspunsul fagocitic – maximal în această fază – stimulează creşterea axonală
- mai accentuat după leziuni SN periferic
• Astrocitele din periferia leziunii devin hipertrofice şi proliferative –formează o cicatrice glială → reprezintă o barieră fizică şi chimică pt procesul de regenerare axonală.
FAZA INTERMEDIARĂ (2 săpt – 6 luni)
• Maturarea cicatricii astrocitare + începutul regenerării axonale
• Potenţialul regenerativ – studii pe şobolan – tract corticospinal – 3săpt. – 3 luni
- tract reticulospinal – 3-8 luni
FAZA CRONICĂ (>6 luni)
• Maturarea/stabilizarea leziunii – cicatrice, degenerare Walleriană (câţiva ani), formarea chisturilor, siringomielie, mielomalacie
• La 1-2 ani deficitele neurologice sunt stabilizate
• 30% pacienţi dezvoltă deteriorări neurologice secundare cavităţilor chistice + dureri neuropate
• În această fază, strategiile terapeutice trebuie să stimuleze regenerarea, plasticitatea şi să îmbunătăţească funcţia axonilor demielinizaţi
ŞOCUL SPINAL
• Sdr. Neurologic acut – deficit motor complet
- deficit senzitiv complet
- reflexe absente
- hipotonie musculară
- însoţit de hipotensiune + bradicardie (pierderea tonusului
vasomotor S)
- Prezent la 50% pacienţi
- Disfuncţii axonale şi celulare, blocarea conductivităţii ionice, inhibitori spinali etc.
- Durează ore – zile şi maschează porţiunile de ţesut spinal funcţional
- De obicei se încheie după 24 ore
- Reapar reflexul plantar, bulbocavernos, cremasterian
- ROT – după 1-2 săptămâni
- Reflexul plantar întârziat >48 ore – prognostic prost
Examinarea neurologică iniţială NU trebuie luată ca bază în evaluarea deficitului neurologic la pacienţii cu SCI
Deteriorări neurologice secundare:
1. Imediate – în primele 24 ore – datorită manevrelor de imobilizare sau tracţiune
2. Întârziate - între 24 ore – 7 zile - asociată cu hipotensiunea
3. Tardive - >7 zile – asociată cu leziuni ale arterei vertebrale
Factori predictivi ai mortalităţii precoce în SCI
• Mortalitatea precoce – cea survenită în timpul spitalizării iniţiale
1. Leziuni sistemice severe – ISS (Injury Severity Score) ≥15
2. Prezenţa a 1 sau mai multe comorbidităţi
3. Leziuni cerebrale (TBI)
4. Vârsta >20 ani
Predictors of early mortality after traumatic spinal cord injury.
Spine, vol. 35, nr. 7, 2010
TRATAMENT I. Nonoperative management1. Prezervarea vieţii pacientuluia. La locul accidentului- resuscitare şi transport• Suport respirator• Suport hemodinamic – TA = 80-100 mm Hg – β agonisti (dopamină,
dobutamină) - bradicardia – Atropina o,5 mg i.v.• Şocul spinal2. Optimizarea statusului neurologica. Imobilizarea b. Exam. neurologic – scala ASIAc. Tratament farmacologicd. Evaluare Rxe. Stabilizarea neoperatorie – tracţiunef. Suport postacut – metabolic şi nutriţional - prevenirea complicaţiilor – DVT, PE - escare, ileus, urinare,
pulmonare
Strategii de intervenţii medicale în managementul SCI
Metilprednisolon – NASCIS 1,2,3 – SCI în primele 8 ore
- bolus 30mg/kg, apoi 5,4mg/kg 23 ore
Effects of the second National acute SCI study of high-doze MP therapy
Spine, vol. 11, nr. 26, 2006
STRATEGII DE REPARARE ŞI REGENERARE
Noi terapii (în cercetare) de inducere a regenerării axonale şi strategii (bazate pe celule) de stimulare a remielinizării axonale
• Abilitatea de regenerare a neuronilor SNC – Richardson 1980 – neuroni SNC lezaţi transplantaţi în nervi periferici
• 1996 – Cheng – a transplantat nervi periferici în măduva secţionată de şoarece – a obţinut recuperări motorii ale membrelor
• 2 aspecte ale eşecului regenerării post leziuni SNC:
1. potenţial regenerativ intrinsec limitat
2. aspect extrinsec inhibitor
• Inhibitori mielin-asociaţi: In 1(anticorpi anti- nogo), MAG (myelin-associated glycoprotein), OMgp (oligodendrocyte-myelin glycoprotein)
• Inhibitori cicatrice glială-asociaţi: CSPG (chondroitin sulphate proteoglycan) – astrocitele secretă componente matriceale extracelulare inhibitori ai creşterii
Strategii regenerative celulare
Strategii de remielinizare: transplantarea celulelor gliale sau progenitori – potenţial de remielinizare
• Cel Schwann
• Cel mucoasă olfactivă
• Cel stem neurale şi progenitori gliali
• Cel stem embrionare
• Cel stem hematopoietice şi ale măduvei osoase
Studii farmacologice:
1. Minociclină –derivat sintetic de tetraciclină – studiul Calgary 2008 – faza III
2. Riluzol (Rilutek) -2008
Studii pe inhibitori ai regenerării mielin-asociaţi:
1. ATI-335 – anticorpi monoclonali
2. Cethrin
Terapii de transplant celular:
1. Macrofage autologe activate
2. Cel Schwann
3. Cel mucoasă olfactivă
4. Cel stromale de măduvă osoasă
5. C el stem embrionare
Tratament chirurgical şi nonfarmacolgic
• Stimularea electrică : neuronii cresc către polul negativ (catod) într-un câmp electric.
Stimulator de câmp electric oscilant (schimbare de polaritate la fiecare 15 min) – creştere în ambele sensuri
• Drenajul LCR: în chirurgia anevrismelor aortice toraco-abdominale, drenajul LCR a redus semnificativ incidenţa paraplegiei ischemice. ↓ presiunii intratecale îmbunătăţeşte perfuzia medulară - ↓ ischemia - rol neuroprotector
• Hipotermia
Consecinţe electrofiziologice post SCI – rezident 1
Determinarea prognosticului şi maximizarea rezultatelor funcţionale post SCI - rezident 2