TCC Efecte Stabilirea vechimii leziunilor Conf. Dr. Beatrice Ioan

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!

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)

Hematomul extradural Evoluţie 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)

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

Hematomul subdural

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

Hematomul subdural Dinamică MO (McCormick, 1996)

Hematomul subdural Dinamică MO (McCormick, 1996)

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

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)

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

Indexul de contuzie

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

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

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

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

Estimarea vechimii contuziei Apoptoza 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

Estimarea vechimii contuziei Apoptoza 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

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”

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

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

Leziuni axonale difuze – LAD Biomecanică 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

Leziuni axonale difuze – LAD Patogeneză 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)

Leziuni axonale difuze – LAD Patogeneză 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

Leziuni axonale difuze – LAD Patogeneză 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

Leziuni axonale difuze – LAD Patogeneză 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.

Leziuni axonale difuze – LAD Clasificare (Adams et. co, 1989)

Leziuni axonale difuze – LAD Lez. 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

Leziuni axonale difuze – LAD Lez. 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

Leziuni axonale difuze – LAD Lez. 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

Leziuni axonale difuze – LAD Markeri 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

Leziuni axonale difuze – LAD Markeri 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)

Leziuni axonale difuze – LAD Precursor proteic de amiloid (APP) Glicoproteină codată de o genă a crs 21 Evidenţiază LAD la 1-2 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

Leziuni axonale difuze – LAD Aspecte 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.)

Leziuni axonale difuze – LAD Aspecte 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

Leziuni axonale difuze – LAD Aspecte 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

Leziuni axonale difuze – LAD Leziuni 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

Leziuni axonale difuze – LAD Markeri 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

Leziuni axonale difuze – LAD Aspecte clinice

Leziuni axonale difuze – LAD Aspecte 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

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

Necroză-apoptoză

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

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)

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)

Radicalii liberi Superoxid, 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

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

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)

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

HIC traumatic întârziat Variante clinice Grup 1 TCC minor/mediu HIC traumatic descoperit la un ex. CT de rutină Grup 2 TCC → per. asimpt. sau paucisimpt. de ore- săpt. Alterarea bruscă a stării generale → ex. CT Ex. CT → HIC întârziat → intervenţie chirurgicală

HIC traumatic întârziat Variante clinice Grup III TCC sever cu HIC întârziat fără creşterea PIC sau alterare a clinicii TCC sever cu HIC întârziat pe fondul unei PIC tratate conservator Grup IV TCC sever care se agravează datorită * creşterii HIC (necontrolabil medical) * semnelor neurologice de herniere cerebrală Prognostic → mediocru → mortalitate 50-75%

HED întârziat Criterii: Pacient cu TCC CT iniţială fără elemente patologice CT secundară → HED acut Absenţa focarului de fractură nu exclude HED întârziat Patogenie TCC prin mec. direct Producerea unei surse de sângerare Factori de tamponadă/acumularea constantă a unor cant. mici de sânge (ex. venule diploice rupte) Eliberarea tamponadei Fact. favorizanţi → coagulopatii, hipoxie, hTA, lez. intracraniene asociate