Cervelletto - Unime Group

Cervelletto
A. Vercelli
Riassunto anatomo-clinico
Il cervelletto integra input sensori e altri inputs per coordinare i
movimenti e participa alla pianificazione del movimento
Il cervelletto non ha connessioni dirette con i motoneuroni inferiori ma
modula la funzione motoria attraverso i motoneuroni superiori.
Il verme e i lobi flocculonodulari regolano l’equilibrio e i movimenti
oculari attraverso connessioni con i nuclei vestibolari e oculomotori.
Queste regioni controllano i sistemi motori mediali.
Le aree pi
più
ù laterali del cervelletto controllano i muscoli delle estremità.
Le lesioni cerebellari provocano atassia (movimenti irregolari e non
coordinati), dallo stesso lato della lesione.
Lesioni cerebellari della linea mediana causano problemi della stazione
eretta (atassia del tronco) e anomalie dei movimenti oculari (nistagmo),
spesso accompagnati da vertigine, nausea e vomito.
Le lesioni cerebellari laterali causano atassia degli arti.
E’ coinvolto anche nel linguaggio
linguaggio,, nei movimenti respiratori
respiratori,,
nell’’apprendimento motorio e nelle funzioni cognitive superiori
nell
superiori.
Il cervelletto consiste del verme sulla linea mediana e degli emisferi.
La superficie ventrale presenta il lobulo flocculonodulare e 3 peduncoli.
Quello superiore porta fibre in uscita.
Il medio e l’inferiore fibre in entrata.
Lobi cerebellari, Peduncoli e Nuclei Profondi
Il cervelletto si unisce la ponte attraverso 3 peduncoli e forma il tetto del 4°
ventricolo.
La fessura primaria separa il lobo anteriore da quello posteriore.
Corteccia cerebellare e sostanza bianca; le piccole pieghe costituiscono i
folia
Nomenclatura per i lobuli del
cervelletto (verme)
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Li = lingula
Lc = lobulo centrale
Cu = culmen
De = declive
Fv = folium vermis
Tv = tuber vermis
P = piramide
U = uvula
N = nodulo
Nomenclatura per i lobuli del
cervelletto (emisferi)
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vinculum lingulae
ala del lobulo centrale
lobulo quadrangolare ant.
lobulo quad. post.
lobulo semilunare sup.
lobulo semilunare inf.
lobulo gracile
lobulo biventre
tonsilla
paraflocculo
flocculo
Sezione trasversale attraverso il ponte e i peduncoli cerebellari, con i
nuclei profondi (da med a lat) fastigio, globoso, emboliforme e dentato.
Tutte (o quasi) le fibre in uscita provengono dai nuclei profondi.
Le fibre in arrivo al dentato provengono dalle parti laterali degli emisferi.
Quelle al globoso/emboliforme dalle parti intermedie.
Al fastigio dal verme e dal lobulo flocculonodulare.
Gran parte delle fibre in uscita da verme e flocculonodulare vanno ai
nuclei vestibolari.
Nistagmo spontaneo
Alterazioni dei movimenti oculari (inseguimento lento)
Disturbi dell’equilibrio (postura atassica)
Ipotonia
Iporeflessia
Astenia/atonia
Titubanza
Atassia
Atassia
Ritardo ad iniziare e terminare i
movimenti
Incoordinazione agonistiantagonisti (movimento
scomposto)
Adiadococinesia
Tremore intenzionale terminale
Dismetria
Ipotonia
Iporeflessia
Astenia/atonia
Titubanza
Atassia
Difetti di articolazione della parola
Circuiti del Cervelletto
La corteccia cerebellare ha 3 strati: molecolare, delle cellule di Purkinje, e
dei granuli.
Gli assoni dei granuli salgono allo strato molecolare, si biforcano e
formano fibre parallele che scorrono parallele alle lamelle formando sinapsi
eccitatorie sui dendriti delle cellule di Purkinje.
La corteccia cerebellare ha diversi tipi di interneuroni inibitori:
cellule a canestro, cellule di Golgi, e cellule stellate.
L’assone delle cellule di Purkinje è l’unica via di uscita della corteccia
cerebellare, è inibitrice e proietta ai nuclei profondi e ai nuclei vestibolari.
Gli assoni dei nuclei profondi sono
le principali vie d’uscita del cervelletto.
Granuli
• Nucleo 5-8 mm
• 3-5 dendriti ad artiglio
• Assone: fibre parallele (dendriti Purkinje,
Golgi, canestri e stellate)
2 tipi di input sinaptici estrinseci alla corteccia cerebellare:
Fibre muscoidi – originano da diverse aree e terminano sui dendriti dei
granuli formando sinapsi eccitatorie; rami ai nuclei profondi.
Fibre rampicanti – dal nucleo olivare inferiore controlaterale e circondano il
corpo cellulare e il dendrite prossimale delle cellule di Purkinje dando luogo
a sinapsi eccitatorie; rami ai nuclei profondi.
Cellula di Purkinje
• Corpo a fiasco (50-70
µm)
• Uno o due dendriti a
spalliera perpendicolari
all’asse della lamella, con
spine dalla 3^
diramazione
• Assone mielinico ai nuclei
• GABA
Canestri (stellate interne)
• Interneuroni GABA
• Nel terzo interno dello
strato molecolare
• Ricevono collaterali
assoniche da cellule di
Purkinje, da rampicanti e
muscoidi e da parallele
• Assone su 10-12 Purkinje
per collaterale (5-6 per
cui fino a 72 Purkinje) e
collaterali ascendenti su
dendriti delle Purkinje
Stellate (esterne)
• Interneuroni GABA inibitori
• Zona superficiale dello strato molecolare
• Assoni sui rami prossimali dei dendriti
delle cellule di Purkinje
Monodendritiche o a pennello
• Descritte recentemente nello strato dei
granuli
• Unico corto dendrite che si risolve in un
solo ciuffo che sembra un pennello
• Immunoreattive per la calretinina
Numeri
• 1 mm2: 500 Purkinje, 600 canestri, 50 Golgi, forse 3x106
granuli, 600.000 glomeruli
• Area totale corteccia cerebellare: 200.000 mm2
• Una fibra olivocerebellare = una decina di rampicanti;
una rampicante/una Purkinje
• Una muscoide sino a 400 granuli (ogni granulo riceve da
almeno 4-5 muscoidi)
• Fibre parallele sino a 7 mm nel gatto (300-450 Purkinje)
• Fino a 180.000 spine per Purkinje
• 250.000 parallele contattano il dendrite della Purkinje
Golgi
• Interneuroni GABA
inibitori
• Corpi di forma stellata
nello strato dei granuli
• Grossi dendriti a raggiera
(ricevono soprattutto dalle
fibre parallele, poi da
Purkinje, rampicanti e
muscoidi)
• Assone nello strato dei
granuli
Glomeruli cerebellari
• Rosetta di una fibra
muscoide
• Dendriti ad artiglio di
più granuli
• Terminali di assoni di
Golgi
• Uno o più dendriti di
Golgi
Chemoarchitettura
• Cellule di Purkinje inibitorie (GABA)
• Nuclei cerebellari eccitatorie (al talamo, al tronco e al midollo
spinale) e inibitorie (nucleoolivare, da piccoli neuroni
GABAergici)
• Rampicanti, muscoidi e parallele eccitatorie (glutamato)
• Canestri, Golgi, stellate inibitorie
• Innervazione monoaminergica (plessi monoaminergici dalla
formazione reticolare) e colinergica della corteccia cerebellare
• Acetilcolina dalle fibre muscoidi vestibolocerebellari
• CRF (corticotrofina) nelle muscoidi e rampicanti con effetto
facilitatorio
• Calbindina nelle Purkinje
• Parvalbumina nelle Purkinje, canestri e stellate
• Calmodulina nelle Purkinje e nei nuclei cerebellari
strato delle cellule di Purkinje
strato dei granuli
muscoidi/rampicanti
strato molecolare
sostanza bianca
Fibre muscoidi
Fibre rampicanti
Nuclei cerebellari
Le cellule di Purkinje dell’emisfero laterale proiettano al nucleo dentato.
DN proietta al nucleo ventrale laterale contralaterale del talamo che
proietta alla corteccia motoria, premotoria, motoria supplementare
e parietale per regolare i piani motori e l’attività del tratto corticospinale.
Alcuni neuroni del DN proiettano al nucleo rosso che proietta alla oliva
inferiore che dà origine alle fibre olivocerebellari.
La regione intermedia dell’emisfero cerebellare controlla i movimenti
delle estremità. Le sue cellule di Purkinje proiettano ai nuclei emboliforme
e globoso che proiettano al nucleo VL del talamo, che proietta alle aree
corticali motoria, motoria supplementare e premotoria per regolare il
controllo delle estremità mediante il tratto corticospinale laterale.
I nuclei interpositi proiettano anche ai neuroni del nucleo rosso (tratto
rubrospinale che regola i sistemi motori laterali).
Il verme e il lobo flocculonodulare controllano i movimenti del tronco e
i sistemi vestibolo-oculari rispettivamente.
Il verme si connette ai sistemi motori mediali (corticospinale anteriore,
reticolospinale, vestibolospinale e tettospinale).
Il verme inferiore e i lobi flocculonodulari influenzano i movimenti extraoculari
attraverso connessioni dirette che passano nel MLF che lega i nuclei
vestibulari al sistema oculomotore.
Il verme proietta al nucleo del fastigio
mentre il verme inferiore e i lobi
flocculonodulari proiettano
direttamente ai nuclei vestibolari.
Le proiezioni del nucleo del fastigio sono sia ascendenti sia discendenti.
Le proiezioni ascendenti viaggiano nel peduncolo cerebellare superiore per
il VL del talamo, che proietta alla corteccia per regolare il tratto
corticospinale anteriore; rami di queste proizioni dal VL vanno al tetto.
Le proiezioni discendenti viaggiano nel peduncolo cerebellare inferiore per la
formazione reticolare e i nuclei vestibolari per regolare l’attività nei tratti
reticolospinale e vestibolospinale.
Input Cerebellari
Le afferenze cerebellari originano da molte aree:
1) Molte aree della corteccia cerebrale
2) Sistemi vestibolare, uditiva, visiva e somatosensitiva
3) Nuclei del tronco
4) Midollo spinale
I lobi flocculonodulari e il verme
inferiore sono spesso conosciuti
come vestibolocerebello per le
sue connessioni con i nuclei vestibolari.
Queste connessioni agiscono nello
equilibrio.
Le connessioni vestibolari si arrestano nel
MLF e vanno ai nuclei CN III, IV,
e VI per i movimenti oculari.
Le afferenze cerebellari hanno una organizzazione somatotopica.
Gli input cerebellari entrano come fibre muscoidi (da molte fonti) e rampicanti (dalla
oliva inferiore).
La principale fonte degli input è il sistema corticopontino che origina nella corteccia
motoria, sensitiva primaria, e visiva e arriva dopo aver stazionato ai nuclei pontini.
Le fibre pontocerebellari poi decussano ed entrano il cervelletto attraverso il
peduncolo cerebellare medio.
Anche il midollo spinale ha proiezioni cerebellari consistenti.
4 tratti spinocerebellari:
Informazione sensitiva della gamba
tratto spinocerebellare dorsale (DSCT)
tratto spinocerebellare ventrale (VSCT)
Informazione sensitiva da arto superiore e collo
tratto cuneocerebellare (CCT)
tratto spinocerebellare rostrale (RSCT)
Tipi di informazione trasportati:
1) Propriocezione dell’arto inferiore (DSCT) e superiore/collo (CCT)
2) Feedback sui livelli di attività nelle vie motorie discendenti dagli interneuroni
spinali
Da vie che controllano l’arto inferiore (VSCT)
Da vie che controllano l’arto superiore (RSCT)
DSCT:
Propriocezione, tatto e pressione
dagli arti inferiori e dal tronco inf.
sale nel fasciculo gracile e
termina nel nucleo dorsale di
Clark (C8 – L2/3).
Gli assoni del nucleo dorsale proiettano
al cervelletto ipsilaterale e
terminano come fibre muscoidi nella
corteccia cerebellare.
Tratti spinocerebellari
Tratto cuneocerebellare:
Propriocezione, tatto e pressione
da arto superiore/collo sale nel
fascicolo cuneato e fa sinapsi
nel nucleo cuneato esterno
(midollo allungato).
Il cuneato esterno proietta al
cervelletto attraverso il peduncolo cerebellare
inferiore.
VSCT
Origina da interneuroni del midollo spinale
ai livelli inferiori e ha assoni che si
decussano nel midollo e salgono al
peduncolo cerebellare superiore
dove decussano di nuovo e entrano nel
cervelletto.
RSCT
Si pensa originare da interneuroni ai
livelli spinali più alti i cui assoni
arrivano attraverso i peduncoli
cerebellari inferiore e superiore.
Entrambi forniscono feedback propriocettivo
da arto superiore e collo di cui si
ha bisogno per modulare l’attività motoria.
Entrambi forniscono un rapido feedback sui
movimenti per gli aggiustamenti fini.
Vie in uscita dal cervelletto
Input dal Complesso olivare inferiore
I neuroni nell’oliva inferiore mandano assoni attraverso la linea mediana
che costituiscono gran parte delle fibre del ped. cerebellare inf.
Terminano nella corteccia cerebellare come fibre rampicanti.
Il nucleo rosso forisce il principale input al nucleo olivare inferiore, che
Riceve anche da corteccia cerebrale, tronco e midollo spinale.
Lesioni della parte laterale colpiscono la coordinazione della parte distale
degli arti.
Le lesioni mediali colpiscono soprattutto il controllo del tronco, la postura,
l’equilibrio, e l’andatura.
I deficit cerebellari sono ipsilaterali alla lesione poichè le efferenze
cerebellari proiettano al lato contralaterale e quindi le vie motorie
decussano di nuovo al lato originale (“doppio incrocio”).
Lesioni al verme non causano deficit unilaterali poichè i gruppi muscolari
mediali ricevono input bilaterali dai motoneuroni superiori.
Input dal sistema Vestibolare
I neuroni del ganglio vestibolare e del nucleo vestibolare proiettano al
verme inferiore ipsilaterale e ai lobi flocculonodulari attraverso il
peduncolo cerebellare inferiore.
Questi sono importanti per il controllo dell’equilibrio e nei riflessi
vestibulo-oculari.
Vascolarizzazione cerebellare
La componente arterioso fa capo a 3 branche del sistema vertebrale/basilare
1) cerebellare posteriore inferiore
2) cerebellare anteriore inferiore
3) cerebellare superiore
Territori Vascolari in sezione trasversale
Infarti dell’Arteria Cerebellare
Queste tre arterie forniscono anche le regioni laterali del midollo allungato.
Sono più comuni in PICA e SCA che AICA.
Sintomi comuni:
Vertigine, nausea, vomito, nistagmo orizzontale, atassia degli arti
unsteady gait, cefalea
Infarti midollari laterali possono causare sintomi cerebellari dovuti al danno
dei peduncoli cerebellari, comunque, in questi casi, si verificano
anche sintomi midollari, tra cui la sindrome di Horner.
Infarti cerebellari estesi possono causare lesioni che comportano il blocco
delle aperture del 4o ventricolo e l’idrocefalo.
Lesioni della fossa posteriore sono pericolose per la vita per la
compressione del tronco.
Emorragia cerebellare
Cause: ipertensione cronica, malformazioni arterovenose,
emorragia su un infarto precedente, necrosi tumorale.
Sintomi: mal di testa, nausea, vomito, atassia e nistagmo.
Se l’emorragia è estesa può causare idrocefalo, paralisi dell’abducente,
disturbi della coscienza, compressione del tronco e morte.
Riscontri clinici e localizzazione delle lesioni cerebellari
L’atassia si riferisce a contrazioni disordinate di agonisti e antagonisti
e mancata coordinazione tra i movimenti alle diverse articolazioni
tipiche dei pazienti con lesioni cerebellari.
I movimenti normali richiedono coordinazione di agonisti e antagonisti
in modo che il movemento abbia una traiettoria dolce.
Nell’atassia I movimenti hanno un decorso irregolare, ondeggiante che
consiste di continui eccessi, correzioni e poi nuovi eccessi
attorno alla traiettoria che si intende compiere.
Atassia del tronco o degli arti
Il Verme controlla i muscoli mediali (postura/equilibrio).
Le sue lesioni causano una andatura a larga base, incerta e traballante
conosciuta come atassia del tronco. I pazienti spesso cadono
dal lato della lesione.
In casi gravi i pazienti non possono nemmeno sedere senza assistenza.
Lesioni delle regioni intermedia e laterale del cervelletto causano atassia
degli arti (test del dito al naso).
Deficit più gravi si verificano con lesioni della
parte intermedia degli emisferi, del verme, dei
nuclei profondi o dei peduncoli.
Per il doppio incrocio delle vie cerebellari/motorie
i deficit sono ipsilaterali alla lesione nel
cervelletto.
Atassia dovuta ad altre lesioni
L’atassia può anche essere dovuta a danni all’input o output cerebellare.
L’idrocefalo può danneggiare le vie frontopontine e lesioni della corteccia
prefrontale può causare anomalie dell’andatura.
L’atassia-emiparesi è causata da infarti lacunari; i sintomi includono
segni del motoneurone superiore e atassia dello stesso lato.
Entrambe sono controlaterali alla lesione.
Spesso causata da lesioni della corona radiata, capsula interna
o ponte e coinvolge le fibre corticospinali e corticopontine.
L’atassia sensoriale si verifica quando la colonna dorsale – lemnisco mediale
è danneggiata. In questa situazione la propriocezione è intaccata.
La funzione migliora con l’input visivo e si peggiora a occhi chiusi o
al buio.
Diagnosi differenziale di Atassia
Sintomi e segni dei disturbi cerebellari
Dismetria = errori nei movimenti verso il bersaglio (test dito-naso-dito).
Disdiadococinesia = inabilità a compiere movimenti rapidi alternanti
(battere una mano col palmo e il dorso dell’altra).
Tremore intenzionale = all’inizio quando si muove un arto verso il bersaglio.
Andatura a base ampia insicura (da ubriaco).
Dismetria oculare = le saccadi sono esagerate.
Movimenti saccadici traballanti durante l’nseguimento visivo.
Nistagmo = movimenti oculari anormali quando gli occhi guardano verso
un bersaglio in periferia.
Sviluppo del cervelletto
• Da un rilievo (labbro romboidale) della lamina alare
del metencefalo, margine rostrale del IV ventricolo
da cui originano i neuroni dei nuclei cerebellari e
quelli delle cellule di Purkinje (ruolo della glia
radiale)
• All’estremità caudale dell’abbozzo l’epitelio
ventricolare dà origine a un altro gruppo di cellule
che migrano verso l’alto portandosi in posizione
subpiale dove costituiscono la matrice superficiale o
strato germinativo esterno (granuli, che poi, sempre
grazie alla guida della glia radiale, vanno in
profondità a formare lo strato dei granuli)
L’atassia può esser causata da una larga varietà di patologie.
Le più comuni cause di atassia acuta:
ingestione di tossine
episodio ischemico o emorragico
Le più comuni cause di atassia cronica:
metastasi cerebrali
alcolismo
sclerosi multipla
malattie degenerative del cervelletto
L’atassia cronica nei bambini è spesso causata da astrocitoma cerebellare,
medulloblastoma, o atassia di Friedreich (degenerazione idiopatica
delle colonne dorsali e dei tratti spinocerebellari).