SPINAL CORD INJURY

1. SPINAL CORD INJURY CHIRURGIE SPINALĂ - CURS 2

2. Epidemiologie SCI – incidenţă – 15-40 cazuri/1 mil. • În SUA – 12.000 cazuri noi/an – 4000 mor înainte de a ajunge în spital - 1000 mor în spital • Prevalenţa (toate persoanele cu SCI dintr-o populaţie, la un moment dat) - în Minnesota 1980 – 583/1 mil. • Vârsta şi sexul – 0-10 ani – 10% - 10-20 - 20% - 20-30 - 25% - 30-40 - 15% - 40-50 - 10% - 50-60 - 10% - >60 - 10% B/F = 4/1 • Costuri : SUA 1990 – 4 mld $ 2000 – 7 mld $ 171 zile în spital în primii 2 ani, costul – 95.203$ + 8000$/an în afara spitalului Pt. un bolnav – costuri totale – 500.000 în leziuni incomplete - 2 mil în tetraplegii înalte

3. Cauze de producere a SCI • Accidente rutiere 40-50 • Muncă 10-25 • Sportive 10-25 • Căderi 20 • Violenţă 10-25

4. Nivelul neurologic • Cervical (C1/C7/T1) – 55% • Toracic (T1-T11) - 15% • T-l (T11/T12-L1/L2) – 15% • Lombo-sacrat (L2-S5) -15% • Incidenţă/prevalenţă SCI cervicale 52% /40%

5. Severitatea deficitului neurologic

6. Severitatea deficitului neurologic

7. Severitatea deficitului neurologicîn SCI ASIA gr A - 45% ASIA gr B - 15% ASIA gr C - 10% ASIA gr D - 30%

10. Leziuni vertebrale în SCI • Fracturi minore (tasări) - 10% • Fracturi-luxaţii - 40% • Luxaţii - 5% • Fracturi cominutive - 30% • SCIWORA - 5% • SCIWORET - 10% SCIWORA – SCI without obvious radiologic abnormality SCIWORET – SCI without obvious radiologic evidence of trauma Afecţiuni asociate • Spondiloza cervicală • Anomalii congenitale • Leziuni tumorale • RA, alte artropatii

11. Alccolul – rol important - 25%! Leziuni sistemice • SCI izolat – 20% • 25-50% din SCI – prezintă leziuni asociate • 20-57% - TBI (traumatic brain injury) şi leziuni toracale importante • Accentuează hipotensiunea şi hipoxia – efect cumulativ Decesul – complicaţii respiratorii - insuficienţă renală - embolia pulmonară, pneumonii, septicemii, lez ischemice cardiace, suicid Durata de spitalizare – 4-1000 zile (126) - în ATI – 26 zile (1974) - 16 zile (1999) Respitalizarea – costuri mari - 39% în primul an

12. Complicaţii: • Secundare – escare, sdr febrile datorită infecţiilor urinare, atelectazii, pneumonii, DVT • Contracturi, osificări heterotopice, stop cardiac • Paraplegicii – risc ↑ de infecţii urinare şi escare comparativ cu tetraplegicii • Complicaţii cardiovasculare - rezident 1

14. FIZIOPATOLOGIE

15. FAZA LEZIUNII PRIMARE Mecanismul primar – leziune traumatică de tip compresiv-contuziv , cel mai frecvent fracturi-luxaţii, fracturi cominutive, leziuni ligamentare severe, arme de foc • Mecanismele lezionale primare rareori determină ruptura/transsecţiunea medulară; deseori sunt depistaţi axoni funcţionali ce traversează zona de distrucţie medulară. Ei reprezintă substratul neural asupra căruia vor acţiona metodele terapeutice. • Studiile pe animale au arătat că funcţia neurologică a fost menţinută cu doar 5% din nr de axoni (Fehlings - 1995, Kakulas – 2004) • Astfel, unele tehnici (remielinizare) de îmbunătăţire a funcţiei ţesutului neural rezidual pot maximiza potenţialul de recuperare neurologică la un anumit pacient, chiar în absenţa unei regenerări neuronale/axonale semnificative. • Terapia de recuperare – foarte importantă. Grillner (1985, 2003) a identificat reţele neuronale intrinseci în măduvă – generatori de modele centrale (“central pattern generators”) care mediază capacitatea locomotorie. Chau (1998) a demonstrat în studii pe pisică că generatorii de modele centrali “spinali locomotori” pot fi activaţi farmacologic (Clonidină) sau prin raspuns senzitiv post rehab training.

16. Mecanisme lezionale secundare FAZA IMEDIATĂ (0-2 ORE) • Leziuni axonale, moartea neuronilor, şoc spinal – pierderea funcţiilor distal de nivelul lezional – în lez complete • Edem medular+/- hemoragii în subst cenuşie – necroză + moarte prin lezare directă sau ischemie • Ruptura microvasculară - hemoragii în subst albă • Edem + hemoragie – ischemie medulară întinsă proximal şi distal • Histopatologic – activarea celulelor microgliale - citokine proinflamatorii - ↑ glutamat extracelular

17. FAZA ACUTĂ – domină leziunile secundare • Acută imediată (2 – 48 ore) • Hemoragie, edem, inflamaţie + leziuni secundare specifice: producţia de radicali liberi, dereglare ionică, toxicitate glutamat-mediată, neurotoxicitate imun-asociată ce produce leziuni axonale şi moarte celulară • Principalele elemente ale cascadei leziunilor secundare sunt rupturi ale microcirculaţiei, hemoragie şi ischemie • Dereglările ionice şi excitotoxicitatea. Pierderea homeostaziei ionice (Ca ++) reprezintă un factor comun al morţii celulare şi iniţiază activarea calpainelor (enzime proteolitice Ca-dependente), disfuncţii mitocondriale şi producerea de radicali liberi. • Excitotoxicitatea – rezultatul activării excesive a receptorilor glutamat - influx ↑ de Na+ şi Ca++. • Radicalii liberi – lipidperoxidaza determină lezarea membranei celulare → liza celulară • Bariera hematoencefalică – permeabilitate ↑, iniţial datorită efectului mecanic al traumatismului (mechanical disruption), apoi prin mediatori inflamatori. Hiperpermeabilitatea apare la 24 ore post SCI şi se menţine 2 săptămâni

18. Mediatorii inflamatori şi răspunsul imun celular. - astrocite, microglia, cel T, neutrofile, monocite + mediatori –TNFα (factorul de necroză tumorală α), interferon, ILβ (inteleukina β). Răspunsul inflamator post SCI este extrem de complex, o parte din mediatori stimulează reacţiile secundare, alţii au efect benefic în eliminarea resturilor celulare + efect progenerativ. - răspunsul imun celular – natură duală: inhibiţia TNFα folosind anticorpi de neutralizare → îmbunătăţirea recuperării funcţiilor neurologice post SCI. Pe de altă parte, TNFα are rol neuroprotector. • Demielinizarea şi apoptoza - moartea celulară post SCI se poate produce prin necroză sau apoptoză. În majoritatea cazurilor moartea neuronilor se produce prin necroză, însă oligodendrocitele sunt supuse apoptozei. Pierderea oligodendrocitelor determină demielinizarea axonală – potenţial ↑ de moarte celulară. De aceea, reprezintă un target important pt tratament – remielinizare (transplant de celule) sau ↑ conductibilităţii axonale în fibrele demielinizate (4-aminopiridină).

19. FAZA SUBACUTĂ (2 zile – 2 săpt.) Răspunsul fagocitic – maximal în această fază – stimulează creşterea axonală - mai accentuat după leziuni SN periferic • Astrocitele din periferia leziunii devin hipertrofice şi proliferative –formează o cicatrice glială → reprezintă o barieră fizică şi chimică pt procesul de regenerare axonală. FAZA INTERMEDIARĂ (2 săpt – 6 luni) • Maturarea cicatricii astrocitare+ începutul regenerării axonale • Potenţialul regenerativ – studii pe şobolan – tract corticospinal – 3săpt. – 3 luni - tract reticulospinal – 3-8 luni FAZA CRONICĂ (>6 luni) • Maturarea/stabilizarea leziunii – cicatrice, degenerare Walleriană (câţiva ani), formarea chisturilor, siringomielie, mielomalacie • La 1-2 ani deficitele neurologice sunt stabilizate • 30% pacienţi dezvoltă deteriorări neurologice secundare cavităţilor chistice + dureri neuropate

20. În această fază, strategiile terapeutice trebuie să stimuleze regenerarea, plasticitatea şi să îmbunătăţească funcţia axonilor demielinizaţi

29. ŞOCUL SPINAL • Sdr. Neurologic acut – deficit motor complet - deficit senzitiv complet - reflexe absente - hipotonie musculară - însoţit de hipotensiune + bradicardie (pierderea tonusului vasomotor S) • Prezent la 50% pacienţi • Disfuncţii axonale şi celulare, blocarea conductivităţii ionice, inhibitori spinali etc. • Durează ore – zile şi maschează porţiunile de ţesut spinal funcţional • De obicei se încheie după 24 ore • Reapar reflexul plantar, bulbocavernos, cremasterian • ROT – după 1-2 săptămâni • Reflexul plantar întârziat >48 ore – prognostic prost Examinarea neurologică iniţială NU trebuie luată ca bază în evaluarea deficitului neurologic la pacienţii cu SCI

30. Deteriorări neurologice secundare: • Imediate – în primele 24 ore – datorită manevrelor de imobilizare sau tracţiune • Întârziate - între 24 ore – 7 zile - asociată cu hipotensiunea • Tardive - >7 zile – asociată cu leziuni ale arterei vertebrale Factori predictivi ai mortalităţii precoce în SCI • Mortalitatea precoce – cea survenită în timpul spitalizării iniţiale • Leziuni sistemice severe – ISS (Injury Severity Score) ≥15 • Prezenţa a 1 sau mai multe comorbidităţi • Leziuni cerebrale (TBI) • Vârsta >20 ani Predictors of early mortality after traumatic spinal cord injury. Spine, vol. 35, nr. 7, 2010

31. TRATAMENT • Nonoperative management 1. Prezervarea vieţii pacientului • La locul accidentului- resuscitare şi transport • Suport respirator • Suport hemodinamic – TA = 80-100 mm Hg – β agonisti (dopamină, dobutamină) - bradicardia – Atropina o,5 mg i.v. • Şocul spinal 2. Optimizarea statusului neurologic • Imobilizarea • Exam. neurologic – scala ASIA • Tratament farmacologic • Evaluare Rx • Stabilizarea neoperatorie – tracţiune • Suport postacut – metabolic şi nutriţional - prevenirea complicaţiilor – DVT, PE - escare, ileus, urinare, pulmonare

32. Strategii de intervenţii medicale în managementul SCI

33. Metilprednisolon – NASCIS 1,2,3 – SCI în primele 8 ore - bolus 30mg/kg, apoi 5,4mg/kg 23 ore Effects of the second National acute SCI study of high-doze MP therapy Spine, vol. 11, nr. 26, 2006

35. STRATEGII DE REPARARE ŞI REGENERARE Noi terapii (în cercetare) de inducere a regenerării axonale şi strategii (bazate pe celule) de stimulare a remielinizării axonale • Abilitatea de regenerare a neuronilor SNC – Richardson 1980 – neuroni SNC lezaţi transplantaţi în nervi periferici • 1996 – Cheng – a transplantat nervi periferici în măduva secţionată de şoarece – a obţinut recuperări motorii ale membrelor • 2 aspecte ale eşecului regenerării post leziuni SNC: 1. potenţial regenerativ intrinsec limitat 2. aspect extrinsec inhibitor • Inhibitori mielin-asociaţi: In 1(anticorpi anti- nogo), MAG (myelin-associated glycoprotein), OMgp (oligodendrocyte-myelin glycoprotein) • Inhibitori cicatrice glială-asociaţi: CSPG (chondroitin sulphate proteoglycan) – astrocitele secretă componente matriceale extracelulare inhibitori ai creşterii

36. Strategii regenerative celulare Strategii de remielinizare: transplantarea celulelor gliale sau progenitori – potenţial de remielinizare • Cel Schwann • Cel mucoasă olfactivă • Cel stem neurale şi progenitori gliali • Cel stem embrionare • Cel stem hematopoietice şi ale măduvei osoase

41. Studii farmacologice: • Minociclină –derivat sintetic de tetraciclină – studiul Calgary 2008 – faza III • Riluzol (Rilutek) -2008 Studii pe inhibitori ai regenerării mielin-asociaţi: • ATI-335 – anticorpi monoclonali • Cethrin Terapii de transplant celular: • Macrofage autologe activate • Cel Schwann • Cel mucoasă olfactivă • Cel stromale de măduvă osoasă • C el stem embrionare

42. Tratament chirurgical şi nonfarmacolgic

49. Stimularea electrică : neuronii cresc către polul negativ (catod) într-un câmp electric. Stimulator de câmp electric oscilant (schimbare de polaritate la fiecare 15 min) – creştere în ambele sensuri • Drenajul LCR: în chirurgia anevrismelor aortice toraco-abdominale, drenajul LCR a redus semnificativ incidenţa paraplegiei ischemice. ↓ presiunii intratecale îmbunătăţeşte perfuzia medulară - ↓ ischemia - rol neuroprotector • Hipotermia