TCC Efecte Stabilirea vechimii leziunilor

1. TCCEfecte Stabilirea vechimii leziunilor Conf. Dr. Beatrice Ioan

2. Hematomul extradural • Efect traumatic primar • Mecanism dinamic direct (forţe dinamice de contact asupra calotei şi vaselor durale- nu asupra creierului) • TCC → forţe dinamice de contact → împingerea calotei în sensul de acţiune al forţelor → decolarea durei mater de pe tăblia osoasă internă → ruperea vaselor durale → acumularea de sânge între tăblia osoasă internă şi dura mater. • Se poate extinde bilateral - nu este oprit de extensiile durei mater (tentoriu şi coasa creierului)- spre deosebire de HSD!

3. Hematomul extradural Surse de sângerare • AMM (50% dintre HED acute) • Vene meningeale diverse (1/3 cazuri) • Sinusuri venoase ( 10%) • Vene diploice (HED subacute şi cronice)

4. Hematomul extraduralEvoluţie morfologică Cheaguri de sânge fine, friabile ↓ Cheaguri închise la culoare şi aderente de dura mater Uneori, aspect laminat, vărgat → sângerări repetate ↓ Cronicizare: • Rareori - lichefierea cheagurilor • Cca. 28% cazuri → ţesut subţire de granulaţie pe suprafaţa durei mater → membrană fibroasă, vasculară ( 1 lună)

5. Hematomul subdural • Efect traumatic primar focal • Impact direct/mecanism inerţial • Frecv. unilateral, emisferic (“bridging veins”) Fct. de prezenţa/absenţa altor leziuni traumatice: • HSD simplu (pur) • HSD complex (complicat) Fct. de evoluţia clinică: • Acut • Subacut • Cronic

6. Hematomul subdural

7. Hematomul subdural Fct. de prezenţa şi aspectul membranelor: HSD acut → absenţa membranelor/sg. proaspăt HSD subacut → membrană parietală subţire HSD cronic → membrană parietală şi viscerală- perfect delimitat anatomic Conţinutul → se lichefiază treptat → lichid gălbui-portocaliu, bogat în proteine Vârsta HSD se stabileşte cu precizie microscopic, funcţie de: • Liza eritrocitelor • Maturitatea şi grosimea neomembranelor • Gradul de rezoluţie al hematomului

8. Hematomul subduralDinamică MO (McCormick, 1996)

9. Hematomul subduralDinamică MO (McCormick, 1996)

10. Contuzia cerebrală • Efect traumatic focal, primar • Focare hemoragice+necroze tisulare+ parenchim dilacerat + edem perilezional • Leptomeningele suprajacent- intact Fcţ. de elementul predominant: → contuzie hemoragică → contuzie necrotică În timp → cicatrici galben-maronii

11. Indexul de contuzie(Adams &colab.) • Evaluarea cantitativă a contuziei • Metodă anatomo-patologică → 2 parametri anat.-patol.: Profunzimea leziunii • 1 - cortex superficial • 2 - întreaga grosime a cortexului • 3 - cortexul şi subst. albă subiacentă Extinderea leziunii • 1 - lez. localizată • 2 - lez cu extindere moderată (2-3 focare) • 3 - lez cu extindere mare ( 3 focare)

12. Indexul de contuzie → Se calculează separat pentru diferite zone ale creierului. → Se înmulţesc indicii de profunzime cu cei pentru extindere. → Lez. cu profunzimi diferite → se consideră profunzimea cea mai mare

13. Indexul de contuzie

14. Tipuri de contuzii 1. C. de fractură → subiacent unui focar de fractură → mecanism → impact 2. C. directă (“coup contusion”) → la nivelul zonei de impact → lipseşte fractura de calotă 3. C. de contralovitură (“contre coup contusion”) → diametral opusă zonei de impact → efect la distanţă → undele de şoc

15. Tipuri de contuzii 4. C. intermediară → rupt. ale parenchimului şi vaselor în afara zonelor adiacente tăbliei osoase int. → efect la distanţă al unei de şoc + mec. inerţiale 5. C. de alunecare (“gliding contusion”) → însoţeşte frecvent LAD → marginile sup. ale emisferelor cerebrale → focare hg. punctiforme în cortex şi subst albă adiacentă → mec. → inerţial rotator 6. C. de hernie cerebrală → în sdr. de angajare cerebrală → feţele mediale ale l. temp., culmenului cerebelos, amigdalelor cerebeloase → strivirea de marginile libere ale tentoriului şi foramen magnum

16. Datarea TCC I. Markeri celulari→ indicatorii clasici ai inflamaţiei (PMN, macrofage, limfocite, astroglii) II. Markeri ai apoptozei în neuroni şi celule gliale ↓ - Cel mai mare grad de certitudine (87,5%) - Precoce

17. Estimarea vechimii contuziei Reacţia celulară 120 min → inflitrat cu PMN După 120 min → microglii activate (apar primele) şi macrofage 4 zile → reacţie inflamatorie limfocitară înafara spaţiului Wirchow-Robin Ziua a 5-a → celule cu granule adipoase şi siderofage Ziua a 9-a → hematoidina În stratul molecular şi în substanţa albă→ aglomerări de astrocite stelate, mici, cu numeroase procese lungi → 3-13 h după traumă, în jurul leziunii

18. Estimarea vechimii contuzieiApoptoza • Contribuie la pierderea neuronală în lez. cerebrale traumatice şi degenerative • După producerea TCC → activarea sistemului cistein proteinazelor (caspase) * 8,9- iniţiatoare * 3,6,7- efectoare → scindarea proteinelor citoplasmatice şi nucleare + activarea endonucleazelor care scindează ADN-ul

19. Estimarea vechimii contuzieiApoptoza Identificarea caspasei 3 – imunohistochimie ↓ Marker al apoptozei în celulele SNC • Apoptoza neuronală→ neuronii corticali- 80 min după traumă, scade treptat, m.a. după 4 zile • Apoptoza celulelor gliale→ la 5 ore, poate fi detectată până la 18 ore după traumă

20. Dilacerarea cerebrală • Efect traumatic primar, focal • Afectează cortexul şi subst. albă subiacentă • Mixtură de zone de necroză + focare hemoragice + edem vasogen • Pia mater suprajacentă este ruptă → hg. subarahnoidiană • Poate produce efect de “masă cerebrală”

21. Dilacerarea cerebrală 1. DC directă → TCC deschis → ag. vulnerant lezează direct creierul → indicaţie chirurgicală 2. DC indirectă → forţe dinamice care produc forfecări, striviri → frecvent în polii temporală şi reg. frontale bazale → nu este urgenţă chir. imediată (excepţie HIC) → delimitare după 3 zile Evoluţia MO → câteva zile → la margini apar Mf → proliferare fibroblastică spre interiorul leziunii + vase de neoformaţie → depozite de colagen + astroglioză → cicatrici cerebrale

22. Leziuni axonale difuze - LAD • Efect posttraumatic primar, difuz, cu caracter evolutiv • Mec. inerţiale sau directe (contact) • Adams & col., 1989 → LAD → leziuni difuze la nivelul axonilor din emisferele cerebrale, corpul calos, tr. cerebral şi cerebel. • Reeves et co (2005) → distribuţie neuniformă a LAD → fct. de calibrul şi localizarea anatomică a axonilor → diferenţe de vulnerabilitate între axoni → lezarea fibrelor nemielinizate au rol semnificativ în morbiditatea posttraumatică

23. Leziuni axonale difuze – LADBiomecanică Principalele mec: acceleraţie+rotaţie+extremitate cefalică nerestricţionată Dim. mari ale creierului → forţe mari de forfecare în interiorul ţesutului cerebral Structurile durale (coasa creierului, tentoriul cerebel.) → bariere parţiale faţă de mişcarea creierului într-o anumită direcţie → concentrarea LAD în structurile mediene Forţe mari → rupturi/distrugeri ale celulelor nervoase Forţe medii/mici → lez. ale membranelor celulare în grade variate

24. Leziuni axonale difuze – LADPatogeneză Axotomia primară(< 1h de la traumă) • Fragmentarea axolemei imediat după traum. • Nr. axoni afectaţi - direct proporţional cu mărimea forţei traumatice Axotomia secundară → bulbi de retracţie • 4-12 ore de la traumatism • Iniţial - aflux masiv de Ca intracelular → activarea enzimelor proteolitice (calpaina) → dezorganizarea citoscheletului (“compactarea”) → blocarea transportului axonal → axon iniţial tensionat → ulterior edemaţiat (“swelling axonal”) în regiunea afectată → întreruperea fibrei nervoase → bulbi de retracţie (reper histologic)

25. Leziuni axonale difuze – LADPatogeneză Mare parte dintre axoni nu sunt lezaţi în momentul impactului → modif. progresive → discont. axonale în următoarele ore după traumă Deformarea axonală din mom. traumei ↓ Tulb. focală a transportului axoplasmic ↓ Umflare focală a axonului- acumulare anorm. de neurofilamente şi organite membranare ↓ Următoarele 6-24 ore- discontinuitatea segm. distal- degenerescenţă walleriană (axotomie sec.) ↓ Teaca de mielină suprajacentă este întinsă dar nu ruptă

26. Leziuni axonale difuze – LADPatogeneză Fragmentarea axonală→ cei mai vulnerabili sunt axonii mici şi nodurile Ranvier (axotomie primară) Ruperea focală a membranei axonale (tranzitorie- “resigilare” după cca 60 min.) ↓ Influx de calciu ↓ Activare cascade Ca-dep. (calpaine, caspase, calcineurină) ↓ Dezorganizarea citoscheletului

27. Leziuni axonale difuze – LADPatogeneză Segm. axonal distal → degenerescenţă walleriană → dispare Funcţie de severitatea leziunilor axonale se pot produce: • Atrofia tracturilor substanţei albe • Dilatarea compensatorie a sist. ventricular • Hidrocefalia “ex. vacuo” Experimente pe şoareci → degenerescenţa axonală poate continua până la 1 an de la un traumatism sever.

28. Leziuni axonale difuze – LADClasificare (Adams et. co, 1989)

29. Leziuni axonale difuze – LADLez. focale în corpul calos 1. Mici hemoragii • Localiz. pe o parte a liniei mediene • Pot interesa fornixul şi septum pelucidum • În splenium- pe marginile lat. MO • Hg. perivasculare sau parenchimatoase Evoluţie în timp - Câteva săpt. → aspect granular, culoare maronie

30. Leziuni axonale difuze – LADLez. focale în corpul calos • Leziuni mai vechi → modificări reactive ↓ * Proliferare microglială, astrocitară, a endoteliului capilar * Îndepărtarea ţes. lezat de către Mf → cicatrici cistice retractile mici formate din MF cu hemosiderină, înglobate într-o reţea astroglială 2. Leziuni non hemoragice: rarefiere tisulară, umflare axoni, bulbi retracţie

31. Leziuni axonale difuze – LADLez. focale în trunchiul cerebral Leziuni hemoragice şi non-hemoragice ↓ Localiz: * partea rostrală a punţii * pedunculii cerebrali superiori Dacă sunt bilaterale, apar frecvent asimetric Evoluţie temporală- idem corp calos

32. Leziuni axonale difuze – LADMarkeri macroscopici • Hemoragii punctiforme (“tissue tear hemorrhages”) în structurile mediene ale creierului (periventricular, talamus, ggl. bazali)- sunt lez.axonale primare (rupturi axonale cauzate de forţa traumatică) • Hemoragii punctiforme parasagital în subst. albă a lobilor frontali şi parietali- “gliding contusions” • Focare hemoragice în corpul calos şi/sau cadranul dorso-lateral al pedunculilor cerebeloşi superiori

33. Leziuni axonale difuze – LADMarkeri microscopici Bulbi de retracţie (axonali)- impregnare Ag * după 4-12 ore * umflături ovalare/sferice * 5-40 μm • Pot apărea şi în lez. netraumatice: infarct cerebral, hematoame primare etc Supravieţuiri  4 ore → markeri imunocitochimici • Fracţiuni proteice ale neurofilamentelor (68-kd) → 1 h posttraumatism • Precursor proteic de amiloid (APP)

34. Leziuni axonale difuze – LADPrecursor proteic de amiloid (APP) • Glicoproteină codată de o genă a crs 21 • Evidenţiază LAD la1-2 h de la producere → persistă cca. 1 lună • Transportată de-a lungul axonului ca proteină veziculară legată de membrană → se acumulează rapid la locul leziunii ↓ Axonii APP reactivi → lez. axonale • APP- nu este specifică ptr. traumă • Nu poate diferenţia între lez. axonale det. de ischemie şi cele det. de o forţă mecanică

35. Leziuni axonale difuze – LADAspecte vizibile cu APP 1. Lez. multifocale (difuze) axonale → Umflături axonale şi bulbi de retracţie răspândiţi în substanţa albă din emisf. cerebr., trunchi şi cerebel → Bulbi axonali imunoreactivi – umflături care continuă axoni de aspect normal- posibil consecinţa unei întinderi focale într-o zonă localizată a axonului, cu discontinuitate axonală • Aglomerare în zonele cele mai afectate • Fără aspect histologic de leziune focală (hg./necroză isch.)

36. Leziuni axonale difuze – LADAspecte vizibile cu APP 2. Lez. vasculară axonală → Umflături axonale şi bulbi în jurul zonelor de ischemie sau infarct cerebral • Respectă distribuţia lez. vasculare asociate cu HIC (ex. teritoriul ramurilor ACA care irigă corpul calos, ramurile ACP care irigă subst. Cerebrală şi lobii occipipitali median) • Axonii afectaţi sunt dispuşi în formă de zig-zag sau neregulat • Ptr. a putea fi considerate consecinţa HIC, trebuie să existe dovada clinică a HIC • Pot apărea şi în abcese sau tumori, infarcte cerebrale

37. Leziuni axonale difuze – LADAspecte vizibile cu APP 3. Lez. axonale de penumbră • Imunoreactivitate APP în jurul lez. focale (altele decât cele asociate cu HIC) 4. Lez. axonale metabolice • Imunoreactivitate axonală, fără dovada clinică sau morfopatologică de traumă • Ex.: lez. hipoxic-ischemice, hipoglicemie 5. Alungiri imunoreactive • Până la câteva sute de microni, fără umflături • Posibil, aspect ondulat sau varicos • Elongaţie- forţă aplicată egal pe toată lungimea axonului

38. Leziuni axonale difuze – LADLeziuni neuronale În corpul celulei de care ţin axonii lezaţi ↓ Cromatoliză Acumulare anormală de neurofilamente fosforilate ↓ Moarte celulară Studii → moartea celulară la 7-14 zile post traumă → creştere marcată a APP în neuron → răspuns metabolic la traumă

39. Leziuni axonale difuze – LADMarkeri CT → Mici focare hemoragice la limita subst albă-cenuşie, în corpul calos şi trunchiul cerebral Wang, 1998- 5 categorii: • Mici focare hg. (<2cm), unice/multiple, in emisferele cerebrale • Hg. intraventriculară • Focar hg. în corpul calos • Mici focare hg. (<2cm), adiacente ventr. III • Focar hg. în trunchiul cerebral Wasserman, 2004- 50-80% → la internare imagine CT normală Discrepanţă între asp. CT (gravitate minimă/moderată) şi clinică (severitate extremă→ reflectă amploarea LAD) LAD gr. I sau II pot însoţi alte lez. cerebrale → amplifică severitatea

40. Leziuni axonale difuze – LADAspecte clinice

41. Leziuni axonale difuze – LADAspecte clinice Dg. clinic • Starea de comă prelungită • Lipsa unor leziuni importante intracraniene Severitatea comei - direct prop. cu severitatea LAD în trunchiul cerebral Circuitele neuronale responsabile de conştienţă, cogniţie, emoţii, fct. motorii şi senzoriale sunt afectate în proporţie şi gravitate diferite → diferenţe în recuperarea pacienţilor

42. Leziuni vasculare difuze • Leziuni difuze, care evoluează în timp şi se formează din momentul impactului • Vizibile la pacienţi care decedează rapid după TCC, la care se constată mici hg. diseminate m.a. în substanţa albă, mai accentuat în lobii frontali şi temporali şi în trunchiul cerebral • Identificate mai ales la pacienţi care decedează în primele minute după un TCC închis • MO→ hemoragii mult mai numeroase decât cele vizibile macroscopic

43. Necroză-apoptoză

44. Necroză-apoptoză • Sunt extremele unui continuum • Au căi comune de transducţie a semnalului care duce la moartea celulei • Între ele există diferite tipuri de moarte programată Ex. Paratoza - necesită exprimare genică - morfol. non-apoptotică (vacuolizare) Nivelul de Ca şi ATP intracelulare • ATP în cel. → predomină apoptoza • Dispariţia ATP → predomină necroza

45. Necroză-apoptoză Mecanismele Ca mediate → calea finală spre moartea celulei după TCC Creşterea Ca intracelular ↓ activarea proteazelor ↓ liza proteinelor citoscheletului ↓ apoptoză (conc. redusă de Ca) sau necroză (conc. mare de Ca)

46. Necroză-apoptoză Contuzia cerebrală • În focar → necroză • La distanţă → apoptoză Lez. cerebrale difuze • Apoptoza şi necroza sunt distribuite difuz- legate de mecanismele neuroexcitatorii Caspasa 3 (cistein proteinază) • Rol efector major în apoptoza neuronală • Activarea sa depinde de proteinele Bc 1-2 care cuprind proteine antiapoptotice (supravieţuirea celulei) şi proteine pro-apoptotice (moartea celulei)

47. Radicalii liberiSuperoxid, hidroxil Generaţi de: * lanţul de transport electronic al mitocondriilor * citocromul microsomal P450 • Radicalii de oxiden produc prostaglandine şi leucotriene pornind de la ac. arahidonic, prot. Lezate, ADN, lipide • Mb. celulare din SNC au conţinut mare în acizi graşi polinesaturaţi ↓ Vulnerabilitate mare la radicali liberi ↓ Peroxidarea lipidelor

48. Hematoame intracraniene întârziate • Semnalate după introducerea ex. CT • Apariţia unei mase lezionale hiperdense la un pacient cu TCC, la care CT iniţială (primele 6 ore) este normală sau cu leziuni minime. • Apar după un interval variabil → 24 ore – săptămâni - luni • Entităţi: * HIC traumatic întârziat * HED întârziat * HSD acut întârziat

49. HIC traumatic întârziat Bollinger, 1891 → “apoplexie traumatică întârziată” • Absenţa unei patologii vasculare anterioare • Istoric de TCC • Interval liber → Eveniment ictal subsecvent (“apoplexie tardivă”) Lipper, 1979 → hematom ic traumatic întârziat • Leziune hiperdensă intracerebrală • Pacient cu TCC • CT iniţial normal sau leziune minimă (hiperdensitate  1cm)

50. HIC traumatic întârziat Mec. fiziopatologic → necunoscut • Rezultatul contuziei cerebrale progresive → posibil implicarea edemului perifocal, modificărilor microvasculare Proteina S100B → marker al severităţii şi progn. lez. cerebrale • Creşte din ziua a 2-a la pacienţii cu lez. cerebrale potenţial progresive (N- scade din Z3) • Creşterea precede deteriorarea clinică şi radiologică • Corelează cu volumul de ţesut cerebral distrus • Marker sensibil ptr. leziunile cerebrale primare Enolaza Specifică Neuronală (NSE) • Marker pentru lez. cerebrale secundare • Creşteri ale NSE şi S100B → mai ales la pacienţi cu lez. cerebr. difuze