Qual è la relazione tra convulsioni e disfunzione cerebrale? Poiché le convulsioni e l’epilessia rappresentano i sintomi di un disturbo sottostante, piuttosto che il disturbo stesso, la loro relazione con la funzione cognitiva è variabile. Sebbene dallo 0,5% all ‘ 1% della popolazione soffra di crisi ricorrenti, la maggior parte conduce una vita produttiva., In alcuni casi, la funzione cognitiva anormale coincide con l’attività di sequestro perché entrambi rappresentano diverse manifestazioni fenotipiche dell’eziologia sottostante, come in condizioni di sviluppo diffuse come i disturbi agyria-pachygyria. Il deterioramento cognitivo si verifica anche durante e dopo l’ictus e può accompagnare il trattamento con farmaci antiepilettici. Vengono sollevate due domande importanti: le convulsioni causano direttamente danni cerebrali e aumentano l’epilettogenicità?, Se le convulsioni causano una progressiva disfunzione cerebrale o epilettogena, è indicato un intervento precoce per il controllo delle convulsioni al fine di prevenire ulteriori lesioni cerebrali.
Un certo numero di studi sperimentali su animali e di imaging clinico supportano l’idea che le convulsioni da sole causino danni cerebrali (1). Modelli animali sperimentali hanno dimostrato che le intense convulsioni limbiche provocano un modello di danno ippocampale simile alla sclerosi ippocampale., Cambiamenti di imaging simili sono stati riportati nell’ippocampo umano dopo prolungate convulsioni non febbrili o febbrili; l’ippocampo inizialmente diventa ingrandito e iperintenso, e poi atrofie successive. Diversi studi di imaging RM hanno correlato l’atrofia dell’ippocampo con la durata dell’epilessia. Il volume di materia grigia è stato negativamente correlato con la durata delle crisi, suggerendo che i cambiamenti neocorticali possono essere una conseguenza delle convulsioni. Uno studio ha rilevato che le convulsioni generalizzate sembrano causare una disfunzione cerebrale progressiva nei pazienti con epilessia del lobo temporale., Le frequenti crisi generalizzate sono state correlate con disfunzione metabolica bilaterale del lobo temporale mediante spettroscopia MR e atrofia ipsilaterale mediante volumetria Mr.
Quando l’attività convulsiva è marcatamente prolungata, come nello stato epilettico, il danno cerebrale può verificarsi rapidamente ed essere profondo. Studi istologici su modelli umani e animali hanno dimostrato che il danno cerebrale colpisce principalmente l’ippocampo, l’amigdala e la corteccia piriforme; la corteccia cerebrale, la corteccia cerebellare e il talamo sono colpiti in misura minore., L’imaging RM con TRS lungo ha mostrato cambiamenti iperintensi regionali che si verificano durante o immediatamente dopo l’inizio dell’attività convulsiva nell’uomo con stato epilettico (2). Questi cambiamenti di solito si risolvono con il tempo, seguiti da cambiamenti atrofici regionali.
Lo stato epilettico può anche essere valutato mediante imaging RM ponderato per diffusione e misurazioni del coefficiente di diffusione apparente (ADC) (2, 3)., Sebbene un certo numero di studi descriva queste relazioni in dettaglio, i rapporti di Men et al (a clinical case report, pagina 1837) e Wall et al (an animal study, pagina 1841) nell’attuale numero dell’AJNR migliorano le nostre conoscenze grazie alla loro meravigliosa correlazione con i risultati istopatologici. Mentre sono stati riportati cambiamenti di diffusione negli esseri umani con stato epilettico, vi è una scarsa correlazione istopatologica (2). Per quanto riguarda i modelli animali di stato epilettico, i cambiamenti di diffusione sono ben documentati., I cambiamenti sequenziali, correlativi diffusione-patologici, tuttavia, non sono stati descritti per le prime 24 ore dopo l’inizio dello stato epilettico come fornito da Wall et al. Gli studi correlativi sono imperativi per noi capire quali risultati di imaging indotti da convulsioni rappresentano veramente e, a loro volta, la fisiopatologia di questo tipo di danno cerebrale.
Qual è l’attuale comprensione dei cambiamenti di diffusione indotti dallo stato epilettico?, Le diminuzioni transitorie in ADC (e le variazioni aumentate del segnale sulle immagini diffusione-ponderate) sono osservate nelle regioni di attività di sequestro, accompagnate solitamente dalle variazioni iperintense del segnale sulle immagini lunghe-TR. Le regioni con diminuzione dell’ADC corrispondono a regioni di anomalie transitorie, aumentate della perfusione e dell’EEG. Le regioni più colpite sono l’amigdala, la corteccia piriforme e l’ippocampo. La corteccia cerebrale, la corteccia cerebellare e il talamo sono coinvolti in misura minore., Nei modelli animali, le diminuzioni dell’ADC si verificano già 1 ora dopo lo stato epilettico, diventano più pronunciate a circa 24 ore e poi si normalizzano nella settimana successiva (3). Negli esseri umani, il corso del tempo è meno ben definito, ma sembra anche essere transitorio. I cambiamenti di diffusione, accompagnati da cambiamenti del segnale sulle immagini T2-ponderate, di solito si risolvono quando imaged settimane più tardi e atrofia ne consegue. I cambiamenti del segnale iperintenso sulle immagini long-TR possono persistere, specialmente nell’ippocampo e nell’amigdala., Questi cambiamenti acuti possono essere differenziati da quelli causati da ictus utilizzando tecniche di imaging MR ponderate per perfusione. A differenza dei casi di ictus, vi è un aumento focale del volume ematico cerebrale regionale e un aumento del tempo di transito medio.
I cambiamenti di diffusione sembrano essere dovuti a cambiamenti indotti da convulsioni nella permeabilità della membrana cellulare e nell’omeostasi degli ioni, con una conseguente elevazione del potassio extracellulare e un afflusso di sodio e calcio. Il gonfiore dei neuroni e delle cellule gliali si verifica quando l’acqua libera segue rapidamente il gradiente osmotico nelle cellule., Si pensa che i valori di ADC aumentino a causa del rapido spostamento dell’acqua dai compartimenti extracellulari all’ambiente intracellulare più restrittivo. Le misurazioni T2 sono prolungate a causa dell’aumento del contenuto di acqua. Il gonfiore delle cellule può portare ad edema cellulare irreversibile, con conseguente necrosi neuronale selettiva come descritto da Wall et al e Suleyman et al., Mentre le cellule si lisciano, i valori di ADC si normalizzano nel tempo e l’imaging RM rivela cambiamenti atrofici
Mentre ora ci sono abbondanti prove che lo stato epilettico è dannoso per il tessuto cerebrale e che l’imaging ponderato per la diffusione (e le mappe ADC) possono documentare questo danno, rimangono diverse domande. La diffusione anormale (e i valori di ADC) significano sempre la morte neuronale successiva? La risposta sembra essere no per la corteccia retrospettiva, secondo Wall et al., Le segnalazioni di casi di cambiamenti di diffusione transitori indotti da crisi convulsive senza associati cambiamenti di T2 possono anche rappresentare casi di cambiamenti cellulari reversibili. Qual è la spiegazione per i cambiamenti ADC nell’ippocampo nello studio di Wall et al? La risposta non è chiara. L’ADC aumenta nell’amigdala e nella corteccia piriforme nel modello pilocarpina di status epilepticus come riportato da Wall et al e nel modello dell’acido cainico riportato da altri (3). Tuttavia, Wall et al riportano una diminuzione dei valori di ADC dell’ippocampo, mentre quelli che utilizzano il modello dell’acido kainico riportano un aumento., La spiegazione fornita dagli autori non sembra essere sufficiente.
La nostra comprensione della patogenesi delle convulsioni è ancora incompleta, ma gli studi che correlano i risultati dell’imaging con il microambiente cellulare (come i rapporti in questa rivista) aiuteranno a colmare le lacune.