Stato Vegetativo

Definizione e neurofisiopatologia dello stato vegetativo e di minima coscienza

M. Zampolini

La grave cerebrolesione: un’entità comune

L’elemento discriminante che identifica la grave cerebrolesione acquisita è rappresentata dal coma come elemento di sofferenza cerebrale diffusa. Nel Trauma Cranioencefalico la sofferenza cerebrale è dovuto al danno diffuso, principalmente assonale, ma anche vascolare e parenchimale dovuti alle forze di accelerazione a cui è sottoposto il cervello nel momento del trauma. Anche nelle condizioni non traumatiche si può verificare una sofferenza diffusa quando le condizioni di aumento della pressione endocranica (esempio emorragia etc.), per lesione di regioni specifiche (sistema Reticolare ascendente, lesioni bifrontali estese etc.), encefaliti (infezioni virali etc.) o condizioni di anossia (arresto cardiaco etc.).

Di 200000 rianimazioni dopo arresto cardiaco 70.000 sono considerati di successo ma solo il 10 % ritorna ad una vita normale. (Montgomery 1992), (Safranek, Eisenberg et al. 1992). Il fenomeno, anche se i dati non sono disponibili in Italia, sembra in aumento considerato che nei centri di riabilitazione italiani si è assistito ad un progressivo aumento di accessi di soggetti con grave cerebrolesione acquisita  che vengono ricoverati in riabilitazione. Un problema ulteriore è costituito dal fatto che la prognosi di questi pazienti è in genere sfavorevole rispetto al recupero (Groswasser, Cohen et al. 1989), (Denton and Thomas 1997).

Il danno primario

Nel trauma cranico ci sono 2 meccanismi estremi che si combinano in genere tra loro con diverso importanza nel condizionare la sindrome clinica e l’outcome. Un primo meccanismo è quello che provoca lesioni focali che producono un deficit conseguente alla estensione e localizzazione della lesione. L’esempio classico è costituito dalle lesione da pallottola che provoca una lesione focale con alta mortalità in acuto. In caso di sopravvivenza, però, il recupero può risultare a volte inaspettato.

La condizione opposta è tipica, invece, degli incidenti stradali con il soggetto che è sottoposto a notevoli forze rotazionali e traslazionali che producono uno stiramento assonale con danno delle fibre nervose e dei microvasi (Hilton 1995), (Meythaler, Peduzzi et al. 2001). Questa condizione viene definita come Danno Assonale Diffuso (DAD) e in genere produce coma di varia entità e condiziona, quando è grave, negativamente la prognosi.

Il danno secondario

Oltre al danno primario danni aggiuntivi possono prevalere. Infatti in caso di incidente stradale, ad esempio, ci può essere una condizione di ipossia più o meno protratta che aggiunge danno al  danno. Un ulteriore meccanismo è costituito dall’ipovolemia che porta ad una ipoperfusione cerebrale. Questi fattori condizionano negativamente l’outcome (Struchen, Hannay et al. 2001).

Risposta del cervello

Il trauma provoca diversi danni a livello vascolare intracerebrale. La rottura di arterie può provocare sia ematomi extradurali che emorragie subaracnoidee. La rottura delle vene a ponte subaracnoidee può provocare ematomi subdurali cronici. Anche i piccoli vasi possono essere stirati e strappati con conseguenti microemorragie diffuse. Anche i meccanismi di autoregolazione circolatoria risultano alterati (Lewelt, Jenkins et al. 1980)

Il parenchima cerebrale va incontro a danno assonale diffuso. Questo produce interruzioni più o meno complete delle fibre nervose con conseguente disconnessione funzionale diffusa, reazioni gliotiche e tentativi di rigenerazione assonale.

Anche se l’enfasi è stata posta principalmente sugli eventi meccanici del danno c’è da considerare che il trauma provoca una notevole depolarizzazione cellulare con conseguente danno eccitotossico legato principalmente all’attivazione dei recettori NMDA al glutammato che mediano un massivo ingresso di calcio e morte cellulare.

in via schematica possiamo pensare alla condizione clinica della persona con trauma cranio encefalico come un continuo tra due estremi che vedono da un lato la condizione puramente focale che clinicamente si avvicina a quella del ictus; dall’altro una condizione estrema di danno assonale diffuso che si caratterizza per il lento recupero e per la gravità della condizione clinica (fig. 1).

Lo stato di coscienza: un’entità complessa

La condizione di coma è sempre temporanea poiché nell’evoluzione clinica o la persona muore oppure passa ad un’altra condizione in genere definita come Stato vegetativo. Quando si parla di coma e anche di Stato vegetativo la definizione più comune prevede il concetto di assenza di coscienza. Molta letteratura scientifica e molte riflessioni filosofiche sono tuttora prodotte per comprendere il significato di coscienza. In questa revisione non approfondiremo questi aspetti ma delineeremo semplicemente tratti generali. La coscienza a dimensioni multiple e in genere si distingue il significato della coscienza in generale dal significato della coscienza di sé.

I primi studi sul coma e lo stato di coscienza si sono sovrapposti allo studio dei cicli sonno-veglia. In effetti, la scoperta della regolazione dello stato di coscienza fisiologico a carico del sistema reticolare ascendente del tronco encefalo ha indirizzato le riflessioni sulle cause del coma sulle stesse strutture. D’altra parte, il tronco dell’encefalo è quasi invariabilmente interessato nel trauma cranio encefalico. Meccanismi di rotazione e stiramento provocano spesso lesioni più o meno diffuse del tronco dell’encefalo oltre che il danno assonale che interessa i sistemi a proiezione diffusa.

In questo senso la scuola tedesca ha pensato ad definire la condizione successiva al comma, l’attuale stato vegetativo, come coma apallico intendendo una condizione dove la funzione corticale fosse praticamente abolita. Studi più recenti, pur ritenendo la funzione importante del sistema reticolare ascendente ha posto l’attenzione su sistemi più complessi (Laureys, Faymonville et al. 2000). Con gli studi di risonanza funzionale è oggi possibile vedere in azione le aree cerebrali il rapporto alla condizione basale o a stimoli esterni (Laureys, Antoine et al. 2002). Questi studi hanno evidenziato come anche in condizioni di coma o di Stato vegetativo la corteccia cerebrale funziona anche se in maniera non sempre fisiologica. lo stato di coscienza è stato messo in relazione, ad esempio, corna all’attivazione delle aree cingolate del sistema limbico in una stretta connessione con le aree sotto corticali. Ad esempio, il sistema extrapiramidale, ritenuto in passato essenzialmente motorio oggi si ritiene strettamente correlato con le funzioni pre- frontali e limbiche. Si può così vedere come si sia una stretta relazione tra la condizione esecutiva motoria e i circuiti cortico- sottocorticali interessati dal danno assonale diffuso.

In una visione moderna, la coscienza, quindi, è vista come la somma di una serie di condizioni interagenti che partono dalla condizione di vigilanza (regolate dai sistemi a proiezione diffusa reticolari e talamici) a quelli della consapevolezza a carico dei circuiti neocorticali. Su questi sistemi di base si inserisce la regolazione degli altri sistemi come quelli che regolano l’attenzione, la memoria, le funzioni esecutive e il sistema sensitivo motorie in generale.

La definizione delle condizioni cliniche

Le condizioni cliniche sono classificabili attraverso la rilevazione di due aspetti: la vigilanza e la consapevolezza. In condizioni normali la vigilanza e la consapevolezza sono presenti (Laureys, Owen et al. 2004). Nella condizione di coma, sia ha la vigilanza che la consapevolezza sono a livelli molto bassi provocando un’assenza di contatto con l’ambiente, la chiusura degli occhi e la scarsissima attivazione motoria. Nello Stato vegetativo il paziente comincia ad aprire gli occhi, ad acquisire un ciclo sonno-veglia praticamente normale senza dare segni evidenti di contatto con l’ambiente. In questa condizione la vigilanza e alta ma la consapevolezza è assente. Lo stato di minima coscienza è molto simile allo Stato vegetativo tranne che per il fatto che la consapevolezza comincia ad emergere attraverso i minimi contatti con l’ambiente, in genere incostanti. Un’ultima condizione, la sindrome di Locked-in, è, di fatto, particolare in quanto è rappresentata da uno stato di disconnessione motoria e quindi di assenza di interazione con l’ambiente, in presenza di una consapevolezza e vigilanza normali. In questa condizione, infatti, il paziente interagisce in modo corretto con l’ambiente esterno attraverso i movimenti oculari. In questa visione schematica non possiamo non considerare che, probabilmente, molte condizioni di Stato vegetativo o stanno minimamente cosciente possono essere dovute a un problema di output motorio impedendo al paziente di interagire con il mondo esterno. Con un neologismo potremmo definire queste condizioni come ” Locked-in alte”. Con gli studi di risonanza funzionale questo aspetto, allo stato attuale speculativo, potrà essere approfondita ed eventualmente scientificamente confermato.

lo Stato vegetativo e recupero funzionale

Lo Stato vegetativo può essere considerata come una tappa, quasi obbligata, nel processo di recupero della coscienza. Fortunatamente, il blocco della condizione di Stato vegetativo è un’eccezione, la maggior parte continua nel processo di recupero attraverso lo stato minimamente cosciente e le successive fasi (Giacino, Kezmarsky et al. 1991).

Nello studio italiano GISCAR è stata dimostrato come molte delle condizioni Stato vegetativo che vengono ricoverate vanno incontro ad un processo di recupero (Fig.2). Il recupero è più probabile per le condizioni poste drammatiche rispetto a quelle non traumatica (Zampolini and GISCAR 2003).

In conclusione possiamo dire che le condizioni di Stato vegetativo e stanno minimamente cosciente sono una tappa del processo di recupero che è possibile facilitare attraverso l’azione di programmi riabilitativi complessi applicati da professionisti esperti che, partendo dalle considerazioni fisiopatologiche, possono cogliere nelle singole condizioni cliniche le potenzialità di recupero.

Bibliografia

• Denton, R. and A. N. Thomas (1997). “Cardiopulmonary resuscitation: a retrospective review.” Anaesthesia 52(4): 324-7.
• Giacino, J. T., M. A. Kezmarsky, et al. (1991). “Monitoring rate of recovery to predict outcome in minimally responsive patients.” Archives Of Physical Medicine And Rehabilitation 72(11): 897-901.
• Groswasser, Z., M. Cohen, et al. (1989). “Rehabilitation outcome after anoxic brain damage.” Archives Of Physical Medicine And Rehabilitation 70(3): 186-8.
• Hilton, G. (1995). “Diffuse axonal injury.” Journal Of Trauma Nursing 2(1): 7-12, quiz 13-4.
• Laureys, S., S. Antoine, et al. (2002). “Brain function in the vegetative state.” Acta Neurol Belg 102(4): 177-85.
• Laureys, S., M. E. Faymonville, et al. (2000). “Restoration of thalamocortical connectivity after recovery from persistent vegetative state.” Lancet 355(9217): 1790-1.
• Laureys, S., A. M. Owen, et al. (2004). “Brain function in coma, vegetative state, and related disorders.” Lancet Neurol 3(9): 537-46.
• Lewelt, W., L. W. Jenkins, et al. (1980). “Autoregulation of cerebral blood flow after experimental fluid percussion injury of the brain.” J Neurosurg 53(4): 500-11.
• Meythaler, J. M., J. D. Peduzzi, et al. (2001). “Current concepts: diffuse axonal injury-associated traumatic brain injury.” Arch Phys Med Rehabil 82(10): 1461-71.
• Montgomery, W. H. (1992). “Prehospital cardiac arrest: the chain of survival concept.” Ann Acad Med Singapore 21(1): 69-72.
• Safranek, D. J., M. S. Eisenberg, et al. (1992). “The epidemiology of cardiac arrest in young adults.” Ann Emerg Med 21(9): 1102-6.
• Struchen, M. A., H. J. Hannay, et al. (2001). “The relation between acute physiological variables and outcome on the Glasgow Outcome Scale and Disability Rating Scale following severe traumatic brain injury.” J Neurotrauma 18(2): 115-25.
• Zampolini, M. and a. n. d. g. GISCAR (2003). “Lo studio Giscar sulle gravi cerebrolesioni acquisite: aspetti metodologici e dati preliminari.” Giornale Italiano di Medicina Riabilitativa 17(4): 15-30.

Dal Congresso della Società Italiana di Riabilitazione Neurologica, Montecatini, Aprile 2008.