Lezioni 5-6

Analisi del liquido cerebrospinale o liquor
Il liquido cerebrospinale, o liquido cefalorachidiano, detto anche liquor, è un liquido incolore e
limpido che si forma dentro le cavità del sistema nervoso (cavità ventricolari). Per il 70% circa
deriva dal plasma attraverso un processo di ultrafiltrazione e trasporto attivo, e per il restante 30%
deriva dal liquido interstiziale del cervello e del midollo spinale. Anche se ogni giorno si formano
circa 500 millilitri di liquido cerebrospinale (quindi circa 20 millilitri ogni ora) esso viene
riassorbito dai villi aracnoidei dei seni durali per cui il volume totale in un dato momento nel
soggetto adulto è di solo 100 - 150 millilitri. Nella diapositiva si vedono le cavità ventricolari
costituite dai ventricoli laterali 1° e 2° situati dentro gli emisferi del cervello, dal 3° ventricolo, dal
4° ventricolo situato tra bulbo e cervelletto. I liquido cerebrospinale passa dal 4° ventricolo alla
cisterna magna attraverso i forami di Luska e di Magendie e quindi dalle cavità ventricolari
ricircola lentamente nello spazio subaracnoideo che circonda il cervello e il midollo spinale e serve
principalmente da ammortizzatore idraulico per attenuare, ad esempio, l’effetto dei traumi esterni
che potrebbero danneggiare il sistema nervoso. Il liquido cerebrospinale serve anche a regolare la
pressione intracranica, a fornire sostanze nutritizie al cervello e ad allontanare i prodotti del
catabolismo.
Anche se il liquido cerebrospinale deriva dal sangue attraverso un processo di ultrafiltrazione la sua
composizione chimica è completamente diversa da quella del plasma. Alcune molecole come
l’acqua, e gas come l’O2, e la CO2 passano facilmente dal sangue al liquido cerebrospinale per
diffusione passiva attraverso le membrane cellulari, mentre alcuni ioni come il sodio, il potassio, il
calcio e il magnesio, il cloro e il bicarbonato passano con difficoltà e con maggiore lentezza.
Questo fatto ha dato origine al concetto di barriera emato-encefalica, un insieme di meccanismi che
si oppongono al libero passaggio delle sostanze dal sangue al sistema nervoso e che servono a
proteggere quest’ultimo dall’eventuale danno da parte di sostanze tossiche. Si può dire che la
velocità del passaggio delle sostanze dal sangue al liquido cerebrospinale è direttamente
proporzionale alla loro liposolubilità e inversamente proporzionale alla loro grandezza
molecolare. Così, ad esempio, piccole molecole liposolubili come l’alcool etilico diffondono
facilmente e lo stesso avviene per alcuni anestetici come il tiopentale. Ci sono però sostanze
idrosolubili come ad esempio il glucosio che passano facilmente nel liquor grazie alla presenza di
sistemi di trasporto specifici (diffusione facilitata). Le proteine passano con estrema lentezza dal
sangue al liquido cerebrospinale e questo spiega perché hanno una concentrazione centinaia di
volte più bassa nel liquor che nel plasma. Questo è importante perché tutte le volte che aumenta il
rapporto tra albumina del liquido cerebrospinale e albumina del sangue vuol dire che c’è stata una
alterazione della barriera emato-encefalica. Il concetto di barriera emato-encefalica è un concetto
“funzionale”: si suppone tuttavia che la sede della barriera sia l'endotelio dei capillari che presenta
delle giunzioni strette tra cellule adiacenti con l’eccezione dei capillari fenestrati dei plessi coroidei.
In condizioni patologiche la composizione chimica e cellulare del liquido cerebrospinale può
alterarsi soprattutto perché non viene più impedito agli elementi del plasma di penetrare in esso: ad
esempio quando si verifica una emorragia subaracnoidea, per rottura dei vasi sanguigni cerebrali, i
globuli rossi possono passare nel liquido cerebrospinale in grande quantità; in caso di meningite o
altre infezioni cerebrali passa un gran numero di globuli bianchi nel liquor. Nelle emorragie
intracraniche l’emoglobina che si libera dai globuli rossi viene trasformata in bilirubina e quindi
anche la bilirubina si trova nel liquor in grande quantità.
Bisogna ricordare che il liquido cerebrospinale si trova in uno stato di equilibrio tra produzione e
riassorbimento; infatti il liquido ricircola e poi viene riassorbito dai villi aracnoidei e dalle guaine
nervose e di conseguenza se la velocità di riassorbimento è mantenuta uguale alla produzione la
pressione del liquor resta normale. Al contrario, un ostacolo al deflusso del liquido cerebrospinale
causa l’aumento della quantità di liquor: questo fenomeno dà origine all’idrocefalo (nei bambini) e
alla ipertensione endocranica (negli adulti). Un aumento della pressione del liquor può però anche
essere dovuta a processi espansivi all’interno del cranio, come ad esempio nel caso dei tumori. Uno
dei fattori che regolano il livello di pressione del liquido cerebro-spinale è la pressione venosa in
quanto il liquido in ultima analisi viene riassorbito nel sistema venoso a livello dei seni della dura
madre.
Per sottoporre il liquido cerebrospinale alle analisi chimiche, batteriologiche, immunologiche e
citologiche occorre prelevarne un campione, di solito attraverso la cosiddetta puntura lombare o
rachicèntesi che si pratica inserendo un ago nello spazio tra la 4° e la 5° vertebra lombare. Infatti il
midollo è situato più cranialmente e non si rischia di provocare una lesione durante l’inserimento
dell’ago. Nello spazio al di sotto del midollo, il sacco lombare, si ha un considerevole ristagno del
liquido cerebrospinale che è molto comodo per prelevar campioni di liquor. Nei bambini fino
all’età di 9 mesi, però, il midollo spinale è situato più in basso che non negli adulti, tra la 3° e la 4°
lombare, e solo in seguito risale tra la 1° e la 2°, per cui nei bambini la puntura lombare dovrebbe
essere effettuata più in basso. Molto più pericolosa è la puntura sotto-occipitale (ago nella cisterna
magna) che viene eseguita raramente a causa del rischio di morte immediata per lesione dei centri
respiratori del bulbo. La puntura direttamente dei ventricoli, facile nei neonati attraverso la
fontanella anteriore, negli adulti richiede la trapanazione ed è pericolosa.
Occorre sempre valutare i benefici e i potenziali rischi di una puntura lombare. La complicanza più
grave si ha in caso di ipertensione endocranica ed è rappresentata dall'incuneazione delle “tonsille”
cerebellari nel grande forame occipitale seguita da morte immediata. In tali pazienti la puntura
lombare è da evitare o da eseguire con estrema cautela prelevando solo una minima quantità di
liquido, non più di 2 millilitri. Nei soggetti normali il prelievo di liquido cerebrospinale può essere
seguito da una intensa cefalea. La puntura lombare può infine essere richiesta per introdurre
farmaci o anestetici (anestesia peridurale, spinale).
La puntura lombare è l’esame diagnostico principale per molte malattie del sistema nervoso. Le
motivazioni principali per effettuare una puntura lombare sono quattro. Sospetto di:
1. Meningite
2. Sclerosi multipla e altre malattie autoimmuni
3. Emorragia subaracnoidea
4. Tumori
La puntura lombare eseguita sconsideratamente può essere causa di infezioni del sistema nervoso.
Se esistono zone infette o ascessi nella pelle della regione lombare la puntura lombare è
sconsigliata perché con il passaggio dell'ago si può trasmettere l'infezione. Nei pazienti settici la
puntura può provocare una meningite e quindi è preferibile eseguire una emocoltura prima della
puntura.
Il liquido cerebrospinale viene prelevato per misurarne la pressione, per diagnosticare la presenza
di malattie autoimmuni (immunoglobuline IgG, IgA, e IgM e rapporto immunoglobuline/
albumina), di malattie infettive (meningite, neurosifilide, neurotubercolosi, neuroborreliosi da
puntura di zecca) o infezioni opportunistiche; per introdurre anestetici, farmaci o mezzi di contrasto
radiologici; per valutare l’estensione di un’area ischemica o infartuata; per identificare proteine di
origine derivazione cerebrale, come l’enolasi-neurone-specifica in seguito a traumi cerebrali.
Ogni volta che si esegue una puntura lombare occorre:
1. misurare la pressione del liquido cerebrospinale
2. valutare l’aspetto generale, la consistenza e la tendenza alla formazione di coaguli
3. effettuare un conteggio delle cellule (entro 2 ore dal prelievo) per distinguere i vari tipi
cellulari
La pressione del liquido cerebrospinale viene misurata in decubito laterale (paziente sdraiato di
fianco) facendo salire il liquido in un tubo manometrico sterile e graduato. La pressione del liquor
varia da 90 a 180 mm di acqua ed è direttamente in relazione con la pressione della vena giugulare
e delle vene vertebrali che collegano i seni durali intracranici e la dura spinale. In condizioni
normali la pressione del liquido cerebrospinale risente degli atti respiratori e quindi presenta
piccole oscillazioni col respiro (5-10 mm di H2O): se queste sono assenti vuol dire che l’ago è
ostruito o non è entrato bene nello spazio subdurale. Tutte le volte che aumenta la pressione venosa,
come nello scompenso cardiaco o nell’ostruzione della vena cava superiore, la pressione del liquido
cerebrospinale aumenta mentre è diminuisce in caso di collasso cardiocircolatorio. Se la pressione
supera i 180 mm in decubito laterale si deve sospettare l’ipertensione endocranica (per esempio a
causa della presenza di un tumore che si sta espandendo) e in questo caso si deve interrompere il
prelievo di liquido se no si rischia l’erniazione delle “tonsille” cerebellari dentro il grande forame
occipitale con morte immediata del paziente.
In condizioni di pressione normale invece possono essere prelevati fino a 20 millilitri di liquor
distribuiti in più provette, che devono essere adeguatamente etichettate, per effettuare i vari esami
richiesti. Prima di togliere l’ago è buona norma misurare la pressione finale del liquido.
L’aspetto macroscopico del liquido cerebrospinale è quello di un liquido cristallino, limpido, simile
ad “acqua di rocca”. Un liquido di aspetto torbido può essere dovuto alla presenza di leucociti,
eritrociti, microorganismi, coaguli di fibrina. Piccoli coaguli filamentosi si possono osservare alla
superficie del liquido dopo 12-24 ore in frigorifero ma la presenza di coaguli di dimensioni
maggiori è anormale e indica un aumento del fibrinogeno (aumentata permeabilità della barriera).
La presenza di sangue nel liquido cerebrospinale è un reperto importante e può indicare la presenza
di emorragia subaracnoidea o intracerebrale. E’ necessario distinguere il sanguinamento massivo da
quello dovuto ad una puntura lombare effettuata in modo traumatico o alla presenza di detergenti
nell'ago o nella provetta. In quest’ultimo caso la quantità di sangue nel liquor è molto minore e
tende a ridursi man mano che il liquido defluisce, per cui una differenza sensibile del numero di
eritrociti tra la prima e l’ultima provetta dovrebbe indicare una rachicentesi traumatica. Nella
emorragia subaracnoidea invece la quantità di sangue che esce col liquor è uguale sia all’inizio che
alla fine del prelievo. Inoltre, nelle emorragie cerebrali che durano da alcune ore si verifica la lisi
dei globuli rossi (per mancanza nel liquor delle proteine che stabilizzano la membrana degli
eritrociti) e quindi si ha la fuoriuscita di emoglobina. Quindi centrifugando il liquor raccolto nelle
provette si osserva che il sopranatante rimane di colore roseo o arancione, fenomeno che prende il
nome di xantocromia (xantos, in greco=giallo). La xantocromia si può osservare più raramente
anche nel prelievo traumatico se sono trascorse più di 2 ore perché dopo questo intervallo di tempo
inizia comunque la lisi dei globuli rossi; quindi non ha senso esaminare il liquor per la xantocromia
dopo un intervallo superiore ai 60 minuti. Il colore giallo del liquido cerebrospinale xantocromico
aumenta di intensità col tempo a causa della trasformazione dell’emoglobina in bilirubina e può
persistere anche alcune settimane dopo l’emorragia.
Quindi, ricapitolando, la “xantocromia” si riferisce alla comparsa nel liquor dopo centrifugazione
di un colore arancione o giallo per la presenza di emoglobina e bilirubina, ed indica la presenza di
una emorragia cerebrale o subaracnoidea. Raramente è dovuta alla presenza di melanina (melanoma
metastatico!) o carotenoidi, o ad aumento delle proteine del liquor > 150 mg/decilitro o
contaminazione del liquido da parte del mertiolato usato per la disinfezione della cute.
Per valutare la xantocromia, è stata proposta l’analisi spettrofotometrica ma la valutazione visiva è
tuttora quella più utile e più usata.
L’esame microscopico del liquor viene effettuato innanzitutto per l’identificazione e il conteggio
delle cellule. Il liquor normalmente contiene un piccolissimo numero di leucociti, principalmente
linfociti e monoliti, in rapporto tra loro del 70/30 per cento. Nei giovani tuttavia il numero dei
monociti può essere maggiore. L’aumento del numero dei leucociti nel liquido cerebrospinale
prende il nome di pleiocitosi ed è causato dalla presenza di processi patologici (infiammazione,
emorragie, tumori o traumi). In passato il numero di cellule nel campione di liquido cerebrospinale
veniva determinato manualmente con camere contaglobuli ma non si trattava di un metodo
accurato; oggi si utilizzano contaglobuli elettronici automatizzati ma è importante comunque
eseguire l’esame entro 1-2 ore dal prelievo per evitare falsi negativi in quanto anche in questo caso
le cellule possono andare incontro a fenomeni di lisi e il loro numero può diminuire notevolmente
specie se il campione viene lasciato a temperatura ambiente.
Il conteggio dei globuli rossi non è utile per la diagnosi di emorragia cerebrale, basta accertare la
loro presenza e fare la diagnosi differenziale con la puntura lombare traumatica.
Il conteggio differenziale dei globuli bianchi effettuato con tecniche di filtrazione o centrifugative è
utile in caso di malattie infiammatorie acute del sistema nervoso. Un tempo si riteneva che nel
liquor non si dovesse trovare neanche un neutrofilo in condizioni normali ma recentemente si è
ammesso che un piccolo numero (non più del 7-8% dei leucociti totali) possa ritrovarsi in seguito a
passaggio dal sangue periferico. Comunque un numero di leucociti superiore a 500 per millimetro
cubo (microlitro) indica la presenza di infezione purulenta e in tal caso i leucociti sono
rappresentati principalmente da granulociti neutrofili. Un aumento dei neutrofili (pleiocitosi
neutrofila), oltre che nel caso di meningite purulenta, si può osservare nelle fasi precoci della
meningite virale o tubercolare, nelle meningiti da funghi o da ameba e nelle fasi iniziali
dell’ascesso cerebrale. Tra le cause non infettive di neutrofilia del liquor bisogna ricordare le
reazioni a mezzi di contrasto usati in radiologia, oppure tumori metastatici e reazioni a punture
lombari ripetute.
Un aumento del numero dei leucociti tra 300 e 500 per millimetro cubo con prevalenza dei linfociti
si osserva nelle meningiti virali. Abbiamo visto che, anche se nelle prime fasi di meningite o
meningoencefalite virale si possa avere una neutrofilia, essa viene seguita entro 2-3 giorni da un
aumento dei linfociti. Linfocitosi si ha anche nella neurosifilide, nella meningite tubercolare, nella
sclerosi multipla se sono presenti linfociti reattivi, ed altre malattie elencate nella diapositiva. Oltre
ai linfociti possono aumentare anche le plasmacellule che sono segno di infezioni virali acute o di
malattie del sistema immunitario come la sclerosi multipla.
Un aumento del numero dei monociti si osserva nelle meningiti croniche da batteri, nella
toxoplasmosi e nella meningite da ameba, nella sclerosi multipla e nell’apertura di un ascesso
cerebrale.
Un aumento del numero degli eosinofili è caratteristico delle infezioni da parassiti, di cui un certo
numero è elencato nella diapositiva. E’ da tener presente che una modesta eosinofilia al di sotto del
10% dei leucociti totale può essere normale e non indica per forza la presenza di malattie.
La presenza di macrofagi nel liquor può aversi nella meningite tubercolare, in alcune meningiti
virali e nelle reazioni da sostanze estranee come mezzi di contrasto radiologici, grasso, etc. Nel
primo caso all’esame microscopico si possono osservare anche cellule giganti polinucleate. Un
aspetto caratteristico dei macrofagi è quello dell’eritrofagia: in caso di emorragie subaracnoidee o
cerebrali i globuli rossi liberati vengono fagocitati dalle cellule macrofagiche e appaiono come
vacuoli all’interno dei macrofagi; la presenza di queste cellule fagocitarie si può avere, sia pure in
misura minore, anche in caso di prelievo traumatico, soprattutto se l’esame non viene effettuato
subito.
Cellule blastiche (linfoblasti o mieloblasti) possono comparire nel liquido cerebrospinale quando è
presente una leucemia e la loro presenza è indice di una ripresa della malattia dopo la
chemioterapia. Bisogna però fare attenzione durante la puntura lombare a non contaminare il liquor
con blasti provenienti dal sangue periferico.
Infine nel liquor si possono talora osservare cellule tumorali che possono derivare da tumori
primitivi o metastatici, soprattutto quando il tumore ha cominciato ad infiltrare le meningi. Tra i
tumori primitivi ricordiamo il medulloblastoma, seguito dall'astrocitoma e dal meningioma. I
principali tumori metastatici che possono determinare la presenza di cellule tumorali nel liquido
cerebrospinale sono polmone, mammella, colon e melanoma.
Analisi chimica del liquido cerebrospinale. Il liquido cerebrospinale è caratterizzato normalmente
da una bassa concentrazione proteica in quanto il passaggio delle proteine del plasma viene
ostacolato dalla barriera ematoencefalica. La concentrazione delle proteine totale nell’adulto varia a
seconda della cavità ventricolare da cui il liquor si preleva e aumenta progressivamente dai
ventricoli cerebrali fino al sacco lombare; nei bambini però sembra che la concentrazione sia più
costante in tutte le cavità. Rispetto al plasma le proteine del liquor hanno una concentrazione 10002000 volte inferiore con l’eccezione dell’albumina e della transferrina che sono presenti in
concentrazione relativamente elevata. Le proteine totali nel liquor variano normalmente tra 15 e 45
milligrammi/decilitro, con valori più elevati nel neonato e nell’anziano: un aumento patologico
delle proteine può essere dovuto a:
1) un’alterazione della barriera ematoencefalica con passaggio delle proteine plasmatiche in misura
più o meno cospicua;
2) una aumentata produzione all’interno del sistema nervoso, ad esempio per la presenza di linfociti
B che producono immunoglobuline (sintesi intratecale) o per la presenza di batteri nel corso di
infezioni;
3) un ostacolo al riassorbimento del liquor per la presenza di tumori o ascessi che determina una
concentrazione delle proteine;
4) un prelievo traumatico con contaminazione del liquor da parte delle proteine plasmatiche.
Una diminuzione delle proteine totali del liquor si può avere invece quando aumenta il suo volume
come nell’idrocefalo e nell’ipertensione endocranica.
Una valutazione grossolana del contenuto di proteine del liquido cerebrospinale può essere fatta
rapidamente al letto del malato con la vecchia reazione di Rivalta: è un test di flocculazione che
può dare ad esempio informazioni sulla presenza di tumori del tronco. Attualmente in laboratorio
la concentrazione delle proteine totali del liquor viene effettuata con metodi vari ma non esiste un
criterio unico standard. Lo studio delle proteine del liquido cerebrospinale non va disgiunto dalla
valutazione degli altri parametri ed in particolare dal conteggio degli elementi cellulari; inoltre
l’analisi del liquor deve tener conto del quadro clinico del paziente nel suo complesso, in quanto si
possono avere falsi negativi anche in presenza di patologie neurologiche gravi. La determinazione
delle proteine totali costituisce l'esame chimico più importante del liquor, anche se la sua
specificità è bassa. L’aumento delle proteine da alterazione della barriera emato-encefalica si può
avere per esempio a causa di un'infiammazione: se il danno è lieve passano molecole piccole; ma se
la barriera è gravemente alterata, anche grosse molecole possono passare dal siero al liquor, come
ad esempio il fibrinogeno con formazione di coaguli.
Se viene alterato il riassorbimento del liquor (è il caso di processi espansivi o ernie discali con
blocco del circolo liquorale), le proteine totali e soprattutto l’albumina aumentano notevolmente.
Pertanto la quantificazione contemporanea di singole proteine nel liquor e nel siero e la
contemporanea separazione elettroforetica costituiscono procedure indispensabili per avere corrette
informazioni sulla patologia neurologica e sui relativi quadri o "patterns" proteici che ne derivano.
Abbiamo detto che la transferrina è presente in misura rilevante all’interno del liquido
cerebrospinale; bisogna ricordare che mentre nel plasma è presente una sola isoforma della
transferrina nel liquido cerebrospinale sono presenti due isoforme: questo è dovuto al fatto che la
transferrina in quanto glicoproteina contiene delle molecole di acido neuraminico. Nel sistema
nervoso esiste però un’enzima che si chiama neuraminidasi che è capace di staccare una molecola
di acido neuraminico dalle proteine, compresa la transferrina. Quindi nel liquido cerebrospinale
troviamo non una ma due isoforme di tranferrina, una con l’acido neuraminico e una senza; nel
plasma, invece, non essendoci l’enzima si trova una forma sola di transferrina. Questo fatto ci
consente di accertare se un liquido biologico è liquor oppure no. Infatti a volte piccole quantità di
liquido sieroso fuoriescono dal naso o dall’orecchio e si può sospettare che si tratti di liquor che si è
fatto strada attraverso delle fessure della base cranica: questo si verifica per esempio nel caso di
traumi encefalici che hanno determinato la frattura dello sfenoide o dell’osso temporale, oppure si
ha in pazienti con meningiti ricorrenti. La fuoriuscita di liquor dal naso si chiama rinoliquorrea e
dall’orecchio otoliquorrea. La misurazione delle isoforme della transferrina consente di
differenziare il liquor dalla secrezione nasale: se è presente l’isoforma senza acido neuraminico si
ha la certezza che si tratta di liquor. L’esame viene fatto mediante elettroforesi del liquido sieroso
seguita dall’immunofissazione con anticorpi specifici anti-transferrina.
Le proteine più importanti del liquido cerebrospinale dal punto di vista clinico sono l'albumina e le
immunoglobuline G (IgG); è indispensabile valutare contemporaneamente con la stessa metodica
le corrispondenti concentrazioni sieriche. La quantificazione dell'albumina e delle IgG permette di
calcolare degli indici di funzionalità della barriera ematocefalica e di sintesi intratecale di IgG.
L'albumina del liquido cerebrospinale deriva dal siero e il rapporto tra la concentrazione liquorale e
la concentrazione sierica (rapporto liquor/siero) è di circa 1:200. L'albumina infatti rispetto alle
altre proteine plasmatiche è quella più diffusibile e costituisce un efficace marcatore degli scambi
tra sangue e liquor. A volte il rapporto viene indicato come albumina del liquor in
milligrammi/decilitro e albumina sierica in grammi/decilitro. Il valore di riferimento è in questo
caso di circa 4-8; valori da 15 a 30 indicano una moderata alterazione della permeabilità della
barriera emato-encefalica mentre valori superiori a 30 indicano una grave alterazione della integrità
di barriera.
La misurazione combinata dell’albumina e delle IgG viene usata come indice più preciso della
funzionalità della barriera. Le IgG, in condizioni normali, derivano interamente dal siero ma la loro
concentrazione è circa 400-500 volte più bassa nel liquor rispetto al siero. L’aumento delle proteine
del liquor da sintesi intratecale è caratterizzato invece da un aumento selettivo delle IgG del liquido
cerebrospinale prodotte da cloni di linfociti B all'interno del sistema nervoso centrale. Questo
fenomeno si verifica soprattutto nelle malattie infiammatorie demielinizzanti come la sclerosi
multipla.
Sono stati proposti a scopo diagnostico alcuni "indici" liquorali che mettono in relazione tra loro la
concentrazione delle immunoglobuline G e dell'albumina nel siero e nel liquor utilizzando
l'albumina come marcatore di riferimento in quanto essa dà una misura abbastanza precisa dello
stato di permeabilità della barriera. Il cosiddetto IgG index è il metodo più sensibile per
determinare la sintesi intratecale di immunoglobuline:
IgG x albumina sierica
IgG index = --------------------------------------------albumina liquorale x IgG sieriche
Il IgG index è superiore al semplice rapporto IgG/albumina o alla misura delle sole IgG. Le persone
normali hanno un indice <0,60; nella sclerosi multipla il rapporto è di solito superiore a 0,77.
Comunque, un aumento della sintesi di IgG nel liquido cerebrospinale si può trovare anche in altre
malattie infiammatorie neurologiche, come la neurosifilide, neuropatie infiammatorie,
panencefalite sclerosante subacuta, infezioni del sistema nervoso da HIV-1 (virus umano
dell'immunodeficienza), meningite da criptococco e altre patologie. Per la diagnosi di sclerosi
multipla è stato proposto anche il dosaggio delle catene k ma è necessario confermare tale ipotesi
con ulteriori dati.
Elettroforesi. Il frazionamento elettroforetico delle proteine del liquido cerebrospinale è utile per
mettere in evidenza una attivazione intratecale di cloni linfocitari B, nell’iter diagnostico delle
malattie infiammatorie demielinizzanti come la sclerosi multipla. Da alcuni anni accanto alla
classica elettroforesi zonale sono state introdotte nuove tecniche dotate di elevato potere di
risoluzione come l’isoelettrofocusing su gel di agarosio o poliacrilamide (sensibilità 95%),
l'elettroforesi bidimensionale, le tecniche di immunoblotting e l’elettroforesi capillare.
L'elettroforesi zonale su acetato di cellulosa rimane tuttavia il metodo più diffuso in laboratorio.
L'elettroforesi delle proteine del liquido cerebrospinale è simile a quella delle proteine del siero
solo che essendo esse meno concentrate che nel plasma è necessario una adeguata preparazione del
campione per aumentare la sensibilità del test. Un metodo consiste nel concentrare 50-100 volte il
campione di liquor oppure usare una tecnica di colorazione argentica che è 100 volte più sensibile
rispetto agli usuali coloranti (Coomassie Brilliant Blue o Amido Black). E’ necessario far correre
insieme un campione di liquido cerebrospinale e un campione di siero dello stesso paziente
contenenti la stessa quantità di proteine. Nel tracciato abitualmente vengono evidenziate 6 bande: la
prealbumina, l'albumina, l’alfa-1-antitripsina e le alfa-2-globuline, la zona beta dove sono evidenti
le due isoforme della transferrina e la zona gamma. Le alfa-1, le alfa-2 e le immunoglobuline si
presentano sfumate con debole intensità; la prealbumina, l'albumina, la transferrina nelle due
componenti si presentano invece più marcate sotto forma di bande ben distinte. In zona beta le
lipoproteine sono assenti; normalmente la zona gamma appare uniforme e poco intensa; in molte
malattie infiammatorie demielinizzanti si evidenzia un quadro di bande delimitate, marcate, ad
intensità varia dislocate dalla zona più anodica a quella catodica (bande oligoclonali).
Tali bande oligoclonali vengono ritrovate in circa 70-90% dei pazienti con sclerosi multipla però
possono essere presenti anche nella panencefalite sclerosante subacuta, nell'encefalite da parotite,
nella meningite da criptococco, nell'infezione da HIV-1, nel linfoma di Burkitt, nell'epilessia
mioclonica progressiva, nelle polineuropatie recidivanti croniche, nella neurosifilide (in circa il
60% dei pazienti), nella meningoencefalite batterica e virale (in circa il 40% dei pazienti),
nell'encefalite acuta necrotizzante, nella sindrome di Guillain-Barré, nella carcinomatosi meningea,
nella toxoplasmosi che ha colpito il SNC, nelle encefaliti da herpes zoster e herpes simplex, nella
leucoencefalopatia multifocale progressiva e in altre patologie. La specificità delle bande
oligoclonali può variare da circa 70-90%, dipendendo dallo spettro delle «altre patologie» presenti.
L’elettroforesi su gel di poliacrilamide (PAGE) presenta una migliore risoluzione dell’acetato di
cellulosa, e una tecnica ancora migliore è data dall’isoelettrofocusing.
L’esame dei tracciati elettroforetici delle proteine del liquido cerebrospinale consente di
riconoscere fondamentalmente 3 tipi di profili anomali:
1) un “profilo riflesso” dovuto a modificazioni del liquor secondarie a variazioni qualitative delle
proteine plasmatiche. Lo troviamo nelle forme infiammatorie acute con un aumento dell'alfa-1antitripsina e delle alfa-2 e in quelle patologie dove è presente nel siero una immunoglobulina
anomala che riesce a passare attraverso la barriera ematoencefalica (mieloma e gammapatie
monoclonali benigne). In tal caso non è tanto la barriera che è alterata ma è la piccolezza della
proteina che ne consente il passaggio;
2) un “profilo essudativo” con passaggio di elevate quantità di proteine plasmatiche negli spazi
subaracnoidei a causa di un danno di barriera. Questo profilo si osserva nelle malattie caratterizzate
da un'alterazione anatomo-funzionale della barriera ematoencefalica, come accade nelle meningiti e
nelle poliradicolonevriti. Il danno di barriera può essere di vario grado: nei casi gravi, anche
macromolecole molto grandi come il fibrinogeno, la macroglobulina e le IgM passano attraverso la
barriera e sono presenti nel liquor; maggiore è il danno di barriera, tanto più la composizione
proteica liquorale sarà simile a quella del siero;
3) un “profilo oligoclonale” caratterizzato da un aumento selettivo delle IgG che formano 2-3
bande nella zona gamma del tracciato elettroforetico. Tale profilo è tipico delle malattie
infiammatorie demielinizzanti e in particolare della sclerosi multipla. Una positività della reazione
oligoclonale si ha anche nella panencefalite sclerosante subacuta, nelle meningiti batteriche
croniche e tubercolari subacute e croniche, nella neurosifilide, nelle encefaliti e nelle
meningoencefaliti dell'adulto. Bisogna tener presente che anche nel liquor dei pazienti affetti da
malattie non infiammatorie (tumori cerebrali - miastenia etc.) è stata descritta la presenza di bande
oligoclonali, tuttavia il significato clinico di questi reperti non è chiaro.
La determinazione del profilo oligoclonale del liquido cerebrospinale non serve per monitorare la
terapia infatti esso rimane immutato nel tempo mentre il IgG index si modifica in seguito alla
instaurazione delle cure mediche. Nella sclerosi multipla aumenta anche una proteina nel liquido
cerebrospinale che è la proteina basica mielinica: è aumentata nel 90% dei pazienti e correla con i
periodi i riacutizzazione e di remissione della malattia. Comunque, la presenza della proteina basica
mielinica non è specifica per la sclerosi multipla e si può ritrovare anche in altre malattie.
La proteina C-Reattiva può essere dosata nel liquido cerebrospinale per la diagnosi differenziale
tra meningiti batteriche, dove è aumentata, e quelle virali dove non è aumentata.
Il glucosio è presente nel liquido cerebrospinale con una concentrazione variabile. Il rapporto
liquor/siero è di circa 0,60 in condizioni normali ma può variare tra circa 0,3 e 0,9. Il glucosio passa
dal plasma al liquor attraverso un meccanismo di diffusione facilitata che richiede alcune ore per
raggiungere l’equilibrio. La diminuzione della concentrazione di glucosio nel liquor si chiama
ipoglucorrachia e viene considerato un indice di infezione intratecale batterica, virale, tubercolare
o parassitaria. Nel caso di meningiti batteriche la riduzione del glucosio liquorale è molto più
intensa che in quelle virali perché i batteri e i leucociti utilizzano il glucosio attraverso il
metabolismo anaerobio.
Per lo stesso motivo nel corso di infezioni, specialmente batteriche, aumenta la produzione di acido
lattico. Esso si forma attraverso la glicolisi a partire dal glucosio (quindi il glucosio scende e
l’acido lattico sale di concentrazione) per azione sia dei batteri sia delle cellule infiammatorie che si
trovano nel liquido cerebrospinale. Siccome però l’acido lattico è il prodotto finale del metabolismo
anaerobico esso aumenta in generale in ogni situazione che si associa ad ipossia tissutale del
sistema nervoso (infarto cerebrale, ischemia cerebrale, lesioni traumatiche, emorragie intracraniche,
idrocefalo, ascessi, ridotta pressione di ossigeno, neoplasie primarie o metastatiche). Anche il
dosaggio dell’acido lattico può essere utilizzato per differenziare le meningiti batteriche da quelle
tubercolari fungine e virali in quanto il lattato aumenta di più nelle meningiti batteriche, tubercolari
e fungine rispetto a quelle virali. Un valore al di sopra di 30-36 mg/dL, indica la presenza di
infezione batterica con sensibilità di oltre 80%.
La determinazione dell’acido lattico è utile anche per la valutazione di pazienti con ischemia
cerebrale. Una riduzione fino a livelli normali è segno di un miglioramento clinico, mentre la
persistenza di livelli elevati rappresenta un segno di prognosi grave.
Alcuni enzimi del liquido cerebrospinale vengono usati in diagnostica. La lattato deidrogenasi
(LDH) è aumentata nelle lesioni ischemiche, e nei tumori come leucemie, linfomi e carcinomi
metastatici del sistema nervoso. La lattato deidrogenasi è presente nei globuli rossi e quindi è
aumentata nelle emorragie intracraniche. Anche in questo caso bisogna stare attenti però alla
puntura lombare traumatica che può dare origine a falsi positivi, ma adottando un livello soglia
adeguato è possibile distinguere le due situazioni. Un altro enzima presente nel sistema nervoso
centrale che si può trovare nel liquido cerebro-spinale e la creatina chinasi (CK) di cui si conoscono
vari isoenzimi. L’enzima è formato da due subunità M e B che si possono combinare a formare tre
tipi di enzimi: MM caratteristico del muscolo scheletrico, MB caratteristico del cuore e BB che è
tipico del tessuto cerebrale. Livelli elevati di CK BB nel liquor si possono ritrovare in molte
condizioni come emorragia subaracnoidea, trombosi cerebrale, sclerosi multipla e altre malattie
demielinizzanti, tumori primari e metastatici che interessano il SNC, meningoencefaliti virali,
meningiti batteriche, idrocefalo, traumi cranici, vasculiti, ipertensione endocranica e sequele di
attacchi epilettici.
Un dosaggio di particolare interesse nel liquor è quello dell’aminoacido glutamina che è presente
ad una concentrazione di circa un terzo di quella del sangue. Nelle malattie croniche del fegato
come la cirrosi si può avere una eccessiva produzione di ammonio e un suo ridotto metabolismo
anche causa della produzione da parte dei batteri intestinali. L’ammonio passa facilmente la
barriera ematoencefalica e induce la formazione di falsi neuromediatori che interferiscono con
l'attività cerebrale. Di conseguenza compare una cosiddetta “encefalopatia epatica” con alterazioni
dell'umore, rallentamento psicomotorio (bradicinesia), alterazioni della coscienza, debolezza,
tremori, convulsioni, fino al coma. Nel tessuto cerebrale l'ammonio si combina con l’alfachetoglutarato per formare la glutamina, che protegge quindi il sistema nervoso dagli effetti tossici
dell'ammonio. Quindi un aumento della glutamina nel liquido cerebrospinale riflette l’aumento
dell'ammonio a livello cerebrale ed è stata proposta come marcatore della encefalopatia epatica ma
studi successivi hanno dimostrato che non è così specifica per tale malattia
Marcatori tumorali. L'Antigene carcinoembrionario nel liquor è stato usato come un marker di
metastasi meningee, ma ha una sensibilità di appena il 30% (usando come criterio 4 ng/mL) con
una specificità di circa 90%. L’alfa fetoproteina è usata come marker di carcinomi embrionali.
La gonadotropina corionica umana nel liquor è impiegata come marcatore di metastasi cerebrali da
coriocarcinoma.