Lesioni del Midollo Spinale e Meccanismi Muscolari (Fisiologia 91)

Struttura Macroscopica del Midollo Spinale

• Il midollo spinale è una struttura complessa del Sistema Nervoso Centrale (SNC)
• Coordina funzioni motorie e non motorie (involontarie, riflesse, autonome)

Organizzazione Interna

• Materia Grigia: Forma a farfalla in sezione trasversale, contiene corpi cellulari dei neuroni e le sinapsi.
• Materia Bianca: Circonda la materia grigia, contiene assoni mielinizzati che trasmettono informazioni ascendenti (verso il cervello) e discendenti (dal cervello ai muscoli e ad altri organi).
• Fascicolo Gracile e Cuneato: Trasportano informazioni propriocettive (posizione e movimento del corpo) provenienti dal quadrante antero-laterale.
• Via Corticospinale Anteriore: Fasci discendenti nella parte anteriore del midollo.
• Fascio Corticospinale Laterale: Fasci discendenti nella parte laterale del midollo.
• Canale Centrale: Contiene il liquido cerebrospinale, che nutre e protegge il midollo spinale.
• Meningi: Tre membrane protettive (dura madre, aracnoide e pia madre), che avvolgono il midollo spinale come tutto il SNC.
• Lamine di Rexed: Dividono la materia grigia riflettendone le diverse organizzazioni funzionali, come la localizzazione dei motoneuroni per il controllo muscolare distale e prossimale.

Segmentazione del Midollo Spinale

• Organizzazione Metamerica: Il midollo spinale è diviso in sezioni (neuromeri) corrispondenti alle vertebre (eccetto il primo neuromero).
• Corrispondenza con le Vertebre: La lunghezza del midollo spinale è inferiore al canale vertebrale. La parte terminale del midollo spinale è chiamata cono midollare, mentre le radici nervose che ne escono sono denominate cauda equina.
• Rigonfiamenti: Il midollo presenta due rigonfiamenti: lombare (dovuto ai nuclei dei motoneuroni che innervano i muscoli distali degli arti inferiori) e cervicale (con un aumento delle fibre bianche che convergono verso il cervello).

Traumi e Lesioni del Midollo Spinale

• Cause: Incidenti stradali, cadute, traumi sportivi sono le cause principali delle lesioni al midollo spinale.
• Dislocazione Vertebrale: Può comprimere il midollo spinale, causando deficit neurologici. La posizione della lesione (es. tra L3-L4) è importante, perché può non colpire direttamente il midollo, ma la cauda equina.

Effetti di una Sezione Trasversale del Midollo Spinale

• Alterazioni Reversibili: Shock spinale (atonìa e areflessia, paralisi flaccida iniziale) seguita da recupero graduale del tono muscolare e dei riflessi. Possono verificarsi spasticità in caso di lesioni parziali.
• Alterazioni Irreversibili: Paralisi nella muscolatura innervata dai segmenti sottostanti alla lesione, anestesia nelle zone sottostanti e riflessi compromessi. Possono comparire riflessi patologici (es. riflesso di Babinski).

Emisezione del Midollo: Sindrome di Brown-Séquard

• Effetti Motorie: Paralisi ipsilaterale alla lesione.
• Effetti Sensoriali: Perdita della sensibilità propriocettiva e tattile discriminativa ipsilaterale, con perdita di sensibilità termica, dolorifica e tattile protopatica controlaterale.

Anestesia e Parestesie

• I dermatomeri (aree cutanee innervate da specifici nervi spinali) sono importanti per determinare l'estensione delle lesioni spinali.
• L'esame dei dermatomeri è utile per completare esami neuroradiografici come la radiografia o la risonanza magnetica, per identificare la sede e l'estensione del danno.
• La deafferentazione sensoriale, in particolare tattile e propriocettiva, influisce sul controllo motorio: il soggetto ha difficoltà nel movimento, soprattutto con occhi chiusi, perdendo il riferimento corporeo e la coordinazione.

Lesione

• Riflessi da Stiramento: Riflesso patellare (o rotuleo), tendine d'Achille, bicipite e tricipite, utilizzati per valutare il tono muscolare in diverse aree del corpo.
• Riflessi da Stimolo Tattile: Riflessi addominali, cremasterico, plantare (verificando il segno di Babinski), e anale, utilizzati per valutare l'integrazione della conduzione midollare.

Lesioni Traumatiche

• Le lesioni midollari compromettono il sistema motorio e autonomo, influenzando funzioni come la respirazione.
• Controllo della Respirazione: I muscoli respiratori (diaframma, intercostali, addominali) sono controllati da specifiche porzioni del midollo spinale. Una lesione in alto compromette la respirazione. I neuromeri devono essere al di sotto di L2 per un controllo completo.

Deficit Autonomici

• Il midollo spinale controlla diverse funzioni autonome.
• Lesioni del midollo possono causare:
  • Alterazioni respiratorie
  • Problemi cardiovascolari (ipotensione, ipotermia)
  • Disturbi della minzione e defecazione
  • Disreflessia autonomica (aumento della pressione arteriosa)

Innervazione Ortotosimpatica e Parasimpatica

• L'innervazione simpatica e parasimpatica degli organi pelvici (vescica, intestino) è essenziale per il loro funzionamento:

Controllo Vescicale

• Il controllo della vescica è un processo complesso che coinvolge meccanismi automatici e volontari.
• Il muscolo detrusore, lo sfintere interno e lo sfintere esterno sono cruciali per questo processo.
• L'innervazione ortosimpatica controlla il rilassamento del detrusore mentre l'innervazione parasimpatica controlla la sua contrazione.
• Il controllo volontario, integrato attraverso il midollo spinale, è essenziale per inibire l'ortosimpatico e attivare il parasimpatico.

Conseguenze delle Lesioni Midollari sul Controllo Vescicale

• Le lesioni al midollo spinale influenzano il controllo della vescica, portando a riempimento e svuotamento involontari in presenza di lesioni spinali.
• La vescica normale e la neurologica differiscono, dove quella normale ha onde di contrazioni del detrusore mentre gli adulti sani, o in pazienti con ictus e lesioni spinali, lo svuotamento della vescica è regolato dalla volontà; in pazienti paraplegici, in cui l'inibizione parasimpatica è compromessa.

Controllo Rettale

• Il controllo rettale è analogo a quello della vescica, con innervazione ortosimpatica e parasimpatica.
• I meccanismi automatici e volontari sono presenti per la contrazione e la rilassazione dei muscoli coinvolti.

Erezione e Eiaculazione

• Il midollo spinale controlla questi due processi, tramite innervazione simpatica e parasimpatica.
• Le erezioni dipendono dal rilasciamento della muscolatura dei corpi cavernosi, mentre l'eiaculazione prevede la contrazione di specifici muscoli.

Afferenze Sensoriali

• Il midollo spinale riceve informazioni sensoriali dai genitali esterni (nervo pudendo), utero, vagina e clitoride.

Riflessi Spinali

• I riflessi spinali sono risposte rapide e involontarie agli stimoli sensoriali a livello del midollo spinale.

Differenziazione delle Risposte Mono- e Polisiopatiche

• Le risposte mono- e polysiopatiche dipendono da diversi recettori del midollo coinvolti in segnali afferenti.
• Le risposte mono- e polisinaptiche sono determinate da diversi tipi di connessioni sinaptiche a livello del midollo spinale.

Riflesso da Stiramento

• È un meccanismo fondamentale per il controllo motorio e posturale.
• Il riflesso da stiramento agisce come un sistema di controllo a feedback per mantenere la lunghezza muscolare costante.
• La forza muscolare aumenta con lo stiramento, agendo come una molla.

Mantenimento del Tono Muscolare

• Il riflesso da stiramento è importante per il mantenimento del tono muscolare.
• I motoneuroni gamma regolano i fusi neuromuscolari.
• Il circuito, coinvolto nell'inibizione reciproca e nella stimolazione degli interneuroni, contribuisce al controllo del tono motorio.

Tracce Sperimentali e Contatti Monosinaptici

• Studi sperimentali possono essere condotti per valutare la funzione dei riflessi spinali.

Inibizione Reciproca

• Si stimola l'antagonista.
• Interneuroni la inibiscono il muscolo agonista, producendo una forte inibizione.

Vie di Attivazione dei Motoneuroni

• Vie corticospinale, rubrospinale e vestibolospinale
• Afferenze sensoriali da recettori cutanei, articolari e muscolari per modulare il circuito.

Circuiti Propriospinali

• Neuroni propriospinali integrati a livello del midollo spinale sono cruciali per la coordinazione dei movimenti e l'integrazione con Vie discendenti come corticospinale, rubrospinale.

Modulabilità dei Riflessi Spinali

• I riflessi spinali sono influentabili dal contesto e dallo stato del soggetto.
• Lo stimolo, tramite il nervo del gomito e la conseguente risposta, è soggetta a modulazioni che dipendono dallo stato mentale del soggetto (es. guardando un video) o dall'ambiente.

Influenze dello Stato Mentale sul Riflesso

• Attivazione corticale
• Test del riflesso H
• Modulazioni corticali

Dipendenza Contestuale delle Azioni Riflesse (Task Dependence)

Conclusione

• La modulazione dei riflessi spinali è complessa, considerando la volontà, le osservazioni ambientali e le informazioni sensoriali.
• I riflessi spinali sono fondamentali per l'integrazione complessa tra gli input spinali, gli input discendenti dal cervello e il contesto ambientale.
• I riflessi dipendono fortemente dal compito motorio svolto.