Centro di Neurochirurgia Endoscopica

Il termine "Idrocefalo" deriva dall'unione dei termini dell'antica lingua greca: ΰδωρ [hydor, acqua] e κεφαλή [kefalé, testa], per significare, letteralmente, acqua nella testa.
Più correttamente il termine sta ad indicare l'eccessivo accumulo di liquido cerebro-spinale [LCS, o liquor o liquido cefalorachidiano, LCR] all'interno delle cavità ventricolari dell'encefalo.

Incidenza

L'incidenza globale dell'idrocefalo nella popolazione non è nota.
L'incidenza dell'idrocefalo congenito è di circa 3 casi ogni 1000 nati vivi. Questo dato è poi scomponibile in una incidenza pari allo 0,9-1,5 per 1000 nati per l'idrocefalo congenito isolato, e all'1,3-2,9 per 1000 nati se associato a mielomeningocele. L' incidenza dell'idrocefalo acquisito non è documentabile.
Riguardo all'età, si può dire che l'incidenza presenti una curva bimodale. Un primo picco è riscontrabile nell'età infantile ed è in rapporto ai vari tipi di malformazioni congenite. il secondo picco è riscontrabile in età adulta-avanzata; ne è responsabile l'idrocefalo normoteso (NPH (a), che rappresenta, da solo, circa il 40% dei casi di idrocefalo in età adulta.
Generalmente non sono riscontrabili differenze di incidenza legate al sesso. Fanno eccezione la sindrome di Bickers-Adams (b) , trasmessa dal sesso femminile e che si manifesta nel maschio, e l'idrocefalo normoteso che predilige il sesso maschile.

Mortalità/Morbilità

In pazienti portatori di idrocefalo congenito infantile non sottoposti ad alcuna terapia, la morte avviene solitamente per ipertensione endocranica maligna, con impegno delle tonsille cerebellare nel forame magno, conseguente compressione del tronco cerebrale, ed arresto respiratorio.
Nei pazienti non sottoposti ad alcun trattamento può anche manifestarsi ritardo mentale (se nell'infanzia) o perdita delle funzioni cognitive (se nell'adulto), alterazioni che possono permanere anche dopo adeguato trattamento. Lo stesso dicasi per la perdita della capacità visiva.
Nei pazienti sottoposti a terapia si può manifestare dipendenza dallo shunt (75% dei casi, il 50% dei bimbi con idrocefalo comunicante); inoltre, è importante sottolineare che questi pazienti frequentemente necessitano di ricovero ospedaliero per revisioni dello shunt (accrescimento) o per complicanze derivate dal medesimo (infezioni, decubiti, ostruzione con blocco del suo funzionamento, etc.).

Il liquor è prodotto prevalentemente ma non unicamente (j) dai villi dei plessi coroidei (k) dei ventricoli cerebrali laterali con un meccanismo attivo e secretorio. Attraverso i forami di Monro passa nel III ventricolo, percorre il canale acqueduttale (acquedotto di Silvio) per sfociare nel IV ventricolo e da questo, attraverso i fori di Magendie e di Luschka, diffondersi negli spazi subaracnoidei della volta e della base, cioè gli spazi compresi tra la pia madre e l'aracnoide, le meningi (l) che, unitamente alla dura madre (la meninge più esterna), avvolgono l'encefalo.

La circolazione del liquor cerebro-spinale (LCS) Il riassorbimento del liquor avviene prevalentemente a livello dei villi aracnoidei della volta, disposti entro i seni venosi. Vie secondarie sono il canale ependimale del midollo, la via transaracnoidea attraverso le leptomeningi, i linfatici dei nervi cranici e spinali ed infine la via transependimale, attraverso lo spazio intercellulare del parenchima cerebrale.
Il liquor, il cui volume medio è nell'adulto di circa 150 ml, subisce un ricambio completo tre volte al giorno, ed ha una pressione normalmente compresa tra 50 e 180 mm H20, di poco superiore a quella venosa.
La composizione del liquor, essendo un ultrafiltrato plasmatico, è molto simile a quella del siero, anche se contiene considerabilmente meno proteine, potassio, bicarbonato, calcio e glucosio.
Caratteristicamente, il liquor contiene una proteina, la β-2-transferrina, che è rintracciabile solamente anche nell'umor vitreo e nella perilinfa dell'orecchio interno (questa sua unicità la rende un ottimo marker della presenza di liquor) e la beta trace protein (βTP) presente nel liquor in concentrazione circa 35 volte superiore a quella degli altri liquidi organici.
La ricerca queste due proteine nei liquidi organici, come markers qualitativo e quantitativo della presenza di LCS, è largamente utilizzata nella diagnostica della fistola liquorale.

Le funzioni del liquor sono molteplici: meccanica, metabolica e di trasporto.

meccanica

Il Sistema Nervoso Centrale (SNC) risulta "sospeso" nel liquor cerebrospinale, che lo circonda da ogni parte. Esso funziona come ammortizzatore, proteggendo l'encefalo dai traumi e dai microtraumi esterni ed interni, come quelli, ad esempio, dovuti al decubito per il proprio peso [ricordiamo come alla base dell'encefalo siano presenti le cisterne, veri e propri "cuscinetti" di liquido]. Bisogna ricordare che ai liquidi si applica il principio di Pascal (m) , e ciò consente alla sostanza encefalica di attenuare notevolmente gli effetti meccanici traumatici applicati in un punto del cranio.

metabolica

La composizione del liquor è pressoché uguale a quella del liquido interstiziale del tessuto nervoso, con il quale esistono continui interscambi. Quindi, il liquor può fungere da veicolo di sostanze nutritizie sia per le cellula della glia che per quelle nervose e contribuisce a mantenere costante la composizione ionica di quel microambiente. Inoltre, una certa quantità delle scorie metaboliche del tessuto nervoso, anziché essere riassorbita dai capillari, finisce nel liquor, che assume una funzione simile a quella del sistema linfatico.

trasporto

La presenza nel LCS di numerose sostanze biologicamente attive (releasing factors, neurotrasmettitori, ormoni, metaboliti) fa supporre una sua funzione di distribuzione e di trasporto all'interno del sistema nervoso centrale di tali sostanze.

La pressione normale del LCS, misurata a livello lombare e a paziente sdraiato su un fianco, varia in rapporto all'età, alla pressione venosa intracranica, alla ventilazione polmonare e alla contrazione cardiaca.
Nell'infante la pressione liquorale normale si aggira sui 40-50 mm di H2O; essa aumenta a 40-100 mm di H2O nel ragazzo, per raggiungere i 150-180 mm di H2O nell'adulto, rimanendo poi costante. Si considerano patologici valori al di sopra di 200 mm di H2O.
Normalmente essa mostra valori superiori di 40-50 mm di H2O alla pressione venosa intracranica, dalla quale è dipendente.
La pressione liquorale varia in rapporto alla ventilazione polmonare: diminuisce con l'inspirazione e risale durante l'espirazione. La variazione è di ± 40 mm di H2O. Anche la dinamica cardiaca porta a variazioni di pressione liquorale: innalzamento di ~ 20 mm di H2O alla sistole ventricolare.

L'idrocefalo può essere prodotto da alterazioni localizzate a livello della produzione, della circolazione o del riassorbimento dello LCS.


• Alterazioni della produzione del liquor

È la causa più rara di idrocefalo. Sono chiamati in causa papillomi dei plessi coroidei, che possono causare aumento della secrezione di liquor in presenza di riassorbimento normale.

• Alterazioni della circolazione del liquor
Questo tipo di idrocefalo origina dalla presenza di ostruzioni del circolo liquorale sia a livello dei ventricoli o dell'acquedotto che a livello dei villi aracnoidei. Ne sono causa tumori, emorragie, malformazioni congenite ed anche infezioni.

• Alterazioni dell'assorbimento del liquor
Sono chiamate in causa patologie, come la sindrome della vena cava superiore o la trombosi del seno sagittale superiore, che possono alterare i normali ritmi di riassorbimento del liquor.

Sulla base delle sua fisiopatologia, l'idrocefalo viene classificato (n) in:


• comunicante o non-ostruttivo
È presente libero passaggio del liquor fra sistema ventricolare e spazi subaracnoidei. In questo caso, il blocco alla circolazione liquorale è situato più distalmente, a livello delle cisterne basali o degli spazi subaracnoidei della convessità.
Questo tipo di idrocefalo riconosce come cause una eccessiva secrezione di LCS per papilloma (o carcinoma) dei plessi coroidei [evenienza rara] o più frequentemente un diminuito riassorbimento a livello dei villi aracnoidei della volta a causa di sclerosi dei medesimi come esito di emorragie o meningiti. Tra le malformazioni congenite la malformazione di Arnold-Chiari (o).

• non comunicante o ostruttivo
Esistono uno o più blocchi alla circolazione liquorale, situati a diversi livelli del sistema ventricolare (forami di Monro, III ventricolo, acquedotto di Silvio, IV ventricolo, forami di Magendie e di Luschka) per cui non vi è comunicazione fra sistema ventricolare e spazi subaracnoidei (cisterne basali, spazi della convessità).
Se il blocco è a livello dei forami di Monro, la causa è solitamente una cisti colloide o un tumore aggettante nel III ventricolo, ma anche lesioni dell'area soprasellare, come cisti aracnoidee o tumori ipotalamici. Si potrà avere la dilatazione dei uno solo [idrocefalo monoventricolare] o di entrambi i ventricoli laterali [idrocefalo biventricolare].
Se il blocco è a livello dell'acquedotto di Slivio (III ventricolo → IV ventricolo) si avrà un idrocefalo triventricolare (dilatazione dei due ventricoli laterali e del terzo ventricolo). La causa più frequente nell'infante è la stenosi congenita dell'acquedotto o tumori interessanti le aree circostanti, oppure atresia, forking, ependimiti, esiti di emorragie neonatali, che possono indurre stenosi del medesimo.
Se il blocco è a livello dei IV ventricolo, ne sono causa solitamente tumori di questa area: astrocitoma cistico, medulloblastoma ed ependimoma, ovvero aracnoiditi cicatriziali. Un'altra causa può essere la sindrome dei Dandy-Walker (p) che porta al blocco dei forami del IV ventricolo. Il risultato sarà una dilatazione ventricolare interessante tutti e quattro i ventricoli cerebrali [idrocefalo tetraventricolare].
A questi ultimi due livelli agiscono la maggior parte delle cause di idrocefalo congenito; le più frequenti sono la stenosi dell'acquedotto(q) .

Una forma di idrocefalo, l'idrocefalo normoteso, non ha una classificazione univoca.

• idrocefalo normoteso (NPH (a)
l'idrocefalo normoteso di solito colpisce le persone anziane con spiccata prevalenza per il sesso maschile.
Fin dalla prima descrizione della sindrome di Hakim e Adams (bibl. 25) nel 1965 (vedi in Clinica), la fisiopatologia dell'idrocefalo normoteso è stata oggetto di notevole dibattito tra gli studiosi. Gli studi più recenti (bibl. 26,27) concordano nell'individuare due tipi di NPH: quello che non risulta provocato da una causa specifica (idiopatico, INPH) e quello da cause note, ad esempio, da trauma, meningite od emorragia subaracnoidea.
Per comprendere le complessità interpretative dell'INPH, bisogna rammentare che il contenuto endocranico, il cui volume totale è ∼ 1600 cc, è schematizzabile in tre compartimenti: quello costituito dal parenchima cerebrale (80% del contenuto endocranico); quello costituito dal volume ematico cerebrale (CBVr), che dipende dall'estensione del letto vascolare e dal flusso ematico del distretto (CBF (r), a sua volta dipendente dalla pressione arteriosa sistemica (12% del contenuto endocranico); infine, quello costituito dalla massa del liquor cerebro-spinale (LCS) (8% del contenuto endocranico).
Il contenuto della scatola cranica, secondo la teoria di Monro-Kellie ( s) (1824), è racchiuso in un contenitore praticamente inestensibile, coincidendo l'involucro durale con quello osseo; di conseguenza, l'aumento (o la diminuzione) di volume di uno (o più) compartimenti comporterebbe l'aumento (o la diminuzione) della pressione intracranica (PIC) se non compensato da uguale variazione in senso opposto degli altri compartimenti. In realtà, la relazione tra volume e pressione (t) non è così rigida, intervenendo, a compenso, diversi meccanismi. Di questi, uno dei più importanti è il passaggio dalla scatola cranica allo spazio subaracnoideo spinale del liquor [vedi disegno schematico].
Nel INPH la produzione del liquor è normale. L'alterazione consiste in un rallentamento del suo deflusso a livello delle cisterne della base, che impedisce il passaggio verso gli spazi subaracnoidei della convessità, dove avviene il suo riassorbimento. Si invoca a causa un aumento della resistenza a livello del circolo venoso con conseguente aumento transitorio della pressione intracranica dello LCS, che esita in un progressivo allargamento dei ventricoli; nel tempo si realizza un nuovo equilibrio. La dilatazione ventricolare avviene a scapito del tessuto cerebrale pericavitario che, compresso, si atrofizza. L'aumento pressorio determina anche demielinizzazione ischemica dei tessuti periventricolari per riduzione della pressione di perfusione ematica cerebrale. La sofferenza ischemica da compressione è peggiorata dal riassorbimento transependimale compensatorio del liquor che induce edema nella sostanza bianca periventricolare.
Attualmente si pone l'accento, come primum movens, alla perdita di compliance (u) o alla riduzione di volume da parte del canale spinale (bibl. 27) , imputabili all'età avanzata. Ciò comporterebbe una importante difficoltà del sistema liquorale ad adeguarsi alle variazioni pressorie indotte continuamente da fenomeni fisiologici come la respirazione o la sistole ventricolare cardiaca [vedi più sopra]. Ne coseguirebbe un aumento delle dimensioni dei ventricoli (e della sofferenza ventricolare), da cui la riduzione temporanea della PIC. Il fenomeno avrebbe andamento cronico, portando all'idrocefalo ( bibl. 30) .

L'idrocefalo può anche essere classificato in:

• congenito
L'idrocefalo congenito è presente alla nascita e può essere causato da influenze ambientali durate lo sviluppo fetale o da predisposizione genetica.
Questo tipo di idrocefalo riconosce come cause una eccessiva secrezione di LCS per papilloma dei plessi coroidei [evenienza rara] o più frequentemente un diminuito riassorbimento a livello dei villi aracnoidei della volta a causa di sclerosi dei medesimi come esito di emorragie o meningiti. Si ricordano l'azione di fattori vari quali gli infettivi, i fisici (radiazioni), quelli farmacologici (vitamina A, dicumarolici, antifolici, valproato, etc.) e quelli ipossico-ischemici. Tra le malformazioni congenite la stenosi dell'acquedotto, la malformazione di Arnold-Chiari (o) e la spina bifida (v) .
Attualmente questo tipo di idrocefalo è oggetto di importanti studi volti alla diagnosi precoce ed alla terapia applicata direttamente sul feto all'interno dell'utero.

• acquisito
L'idrocefalo acquisito riconosce come fattori causali le patologie neurologiche maggiori (emorragia intracranica, meningite, trauma cranico e neoplasia) in grado di ostacolare le vie di deflusso del liquor. Una forme di idrocefalo acquisito, l'idrocefalo normoteso, non ha una classificazione univoca.

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(a) L'acronimo NPH, usato comunemente per indicare l'idrocefalo normoteso, è derivato dall'equivalente termine inglese Normal Pressure Hydrocephalus, così come, analogamente, INPH (Idiopathic Normal Pressure Hydrocephalus) sta ad indicare l'idrocefalo normoteso idiopatico.
(b) La sindrome di Bickers-Adams è la sindrome da idrocefalo congenito da stenosi dell'acquedotto di Silvio.
(c) Secondo Galeno, nei ventricoli cerebrali era presente, in vita, una sorta di "vapore" [l'umore, pneuma, vale a dire lo spirito vitale] che, poi, dopo la morte, si condensava in un liquido permeante i ventricoli e gli spazi subaracnoidei.
In realtà, Galeno riconosce e divide lo spirito vitale in tre parti: quello animale, con sede nel cervello; quello vitale, con sede nel cuore e infine quello naturale, con sede nel fegato e nelle vene.
(d) Il foro (o forame) di Magendie è un foro mediano della membrana tectoria del IV ventricolo che permette il passaggio del liquido cerebro-spinale interno a quello esterno.
(e) I fori (o forami) di Luschka sono due fori specularmente disposti agli angoli laterali del IV ventricolo che mettono in rapporto il liquido cerebro-spinale interno (dei ventricoli) con quello esterno, cioé degli spazi subaracnoidei
(f) Per cisterna (liquorale o subaracnoidea) si intende una raccolta di liquor, posta alla base dell'encefalo, dovuta a dilatazione dello spazio subaracnoideo. Le cisterne ammortizzano gli spostamenti della massa cerebrale. Per saperne di più clicca qui
(g) Il metodo di Pappenheimer per lo studio della perfusione (nello studio originale, sperimentato sulle capre) permette di calcolare le quote di produzione e di assorbimento di liquor e quindi la sua dinamica.
(h) Milhorat, a livello sperimentale sull'animale, dimostrò, in caso di idrocefalo, che la permeabilità dell'ependima periventricolare era aumentata con assorbimento transependimale di liquido. Questo dato sarà, in anni successivi, confermato dalla Tomografia Computerizzata che mostra, in pazienti portatori di idrocefalo, la presenza di aree ipodense periventricolari.
(i) Milhorat e Coll. dimostrarono sul macacus rhesus [un tipo di scimmia umanoide] che, bloccando il IV ventricolo cerebrale con un palloncino [cioé, creando rapidamente un blocco del deflusso di liquor] si poteva produrre entro un'ora un idrocefalo acuto ed entro tre ore i cambiamenti erano già progrediti.
(j) Il liquor è prodotto in gran parte dai plessi coroidei ma anche dall'ependima che riveste le cavità dei ventricoli cerebrali.
(k) Il "plesso coroideo" è una struttura vascolare posta all'interno dei ventricoli cerebrali che produce il liquido cerebro-spinale (LCS). Si riconoscono, complessivamente, quattro plessi coroidei:
- due p. c. dei ventricoli laterali (uno per ciascun ventricolo);
- un p. c. del III ventricolo;
- un p. c. del IV ventricolo.
Il plesso è costituito da un ammasso di capillari sanguigni, rivestito da uno stato di cellule ependimali (cellule che rivestono le pareti dei ventricoli cerebrali) e che hanno la caratteristica di essere fortemente adese tra di loro mediante "tight junctions" [vedi immagine]. L'insieme di endotelio del capillare e cellula ependimale, più la membrana basale tra loro interposta, costituisce il fondamento anatomico della barriera ematoliquorale. La produzione del liquor avviene per un meccanismo attivo e secretorio da parte delle cellule ependimali.
(l) Le meningi più interne, aracnoide e pia madre, prendono il nome di "leptomeningi".
(m) Il principio di Pascal recita così: "La pressione, esercitata in una regione qualsiasi di un fluido, si trasmette in tutte le direzioni con la stessa intensità".
(n) La prima classificazione, ancor'oggi adottata, fu proposta da Dandy e Blackfan nel 191424.
(o) La malformazione di Arnold-Chiari è una malformazione congenita che può essere associato a molte altre anomalie, incluso mielomeningocele.
Si distinguono due tipi di malformazione. In entrambi i tipi, la fossa cranica posteriore (contenente il cervelletto ed il tronco encefalico) si presenta più piccola del normale: ciò comporta che il cervelletto ed il tronco encefalico sono spinti in basso, attraverso l'apertura del forame magno, erniando nello speco midollare.
Nel tipo I sono le tonsille cerebellari ad essere dislocate, attraverso il forame magno, nella parte superiore del canale cervicale. Nel 20-30% dei casi si ha anche siringomielia e in un quarto dei casi anomalie ossee della base cranica.
Nel tipo II (più grave) sono dislocati nel canale cervicale il verme e la parte inferiore degli emisferi del cervelletto, il bulbo ed il IV ventricolo. Di solito si associa mielomeningocele.
(p) La sindrome di Dandy-Walker è una patologia congenita consistente in una mancata apertura dei forami di Luschka e Magendie, con conseguente enorme dilatazione (o cisti) del IV ventricolo, responsabile di idrocefalo e della mancata fusione degli abbozzi del cervelletto e della formazione del verme. Pertanto il verme cerebellare è assente o ipoplasico e gli emisferi sono piccoli. Il tronco encefalico ed il midollo cervicale sono appiattiti. La sindrome si associa spesso ad altre anomalie del sistema nervoso centrale, come agenesia del corpo calloso, e con malformazioni della faccia, arti e cuore.
(q) Con il termine "stenosi dell'acquedotto" si definiscono situazioni di restringimento del lume acqueduttale aventi eziologia differente: una reale stenosi acqueduttale, avente origine ereditaria; una stenosi generata da gliosi reattiva periacqueduttale (di origine infettiva); il forking [presenza di due canali acqueduttali, disposti sul piano mediosagittale, di dimensioni tali da impedire il passaggio di liquor], anomalia recessiva legata al cromosoma X e spesso associata alla "spina bifida"; la chiusura da parte di una membrana di neuroglia della sua estremità distale, a causa di un'alterazione dello sviluppo fetale o come risultanza di un'ependimite granulare da infezione intrauterina.
(r) L'acronimo inglese CBV, usato comunemente per indicare il Volume Ematico Cerebrale, è derivato dall'equivalente termine inglese Cerebral Blood Volume, così come, analogamente, CBF (Cerebral Blood Flow) sta ad indicare il Flusso Ematico Cerebrale.
(s) Secondo l'antica teoria dello scozzese Alexander Monro secundus (1733-1817)28, ripresa, in tempi successivi, dal suo conterraneo George Kellie (1758-1829)29, la somma dei volumi dei due compartimenti, parenchima e sangue (essi, infatti, non consideravano la presenza del liquor), deve rimanere costante.
(t) La PIC è la risultanza del rapporto tra la forza (F) che il liquor esercita sulle pareti ventricolari e la superficie della parete (S) [PIC = F / S]. Quindi, se aumenta F, un parallelo aumento di S. dovuto alla dilatazione ventricolare, conduce a un riequilibrio della PIC. Comunque la forza (F), che non si modifica, continua ad esercitare, su una superficie ventricolare più estesa, un effetto traumatico (compressivo) sulle pareti ventricolari e quindi sul parenchima cerebrale circostante, la cui irrorazione è progressivamente ridotta.
(u) La complianza (in inglese: compliance) è la misura della resistenza di un corpo elastico a deformarsi sotto un forza. È il reciproco della elastanza, cioé la misura della tendenza di un organo cavo a recuperare le sue dimensioni originarie quando si rimuove una forza distensiva o compressiva precedentemente applicata. L'unità dei misura di entrambe è il "newton per metro".
(v) Per spina bifida si intende un difetto congenito di chiusura del tubo neurale, a causa prevalentemente genetica, localizzato maggiormente a livello lombare e sacrale, con eventuale protrusione di midollo e meningi. Se il difetto si limita all'osso vertebrale, si parla di spina bifida occulta; se si associa una protrusione delle sole meningi, di meningocele; se sono coinvolte meningi e tessuto nervoso, di mielomeningocele. In quest'ultimo caso, la trazione esercitata dalla protrusione del tessuto nervoso ostacola l'ascesa del midollo spinale nel rachide durante la crescita e sospinge verso il basso il tronco encefalico ed il cervelletto, che tendono ad erniare attraverso il forame occipitale. Questo meccanismo può condurre allo sviluppo di idrocefalo od anche al decesso.