Dipartimento di Neuroscienze, Oftalmologia e Genetica Fisiopatologia del movimento e strategie riabilitative nella malattia di Parkinson Carlo Trompetto Dipartimento di Neuroscienze, Oftalmologia e Genetica Università di Genova

Malattia di Parkinson Clinicamente caratterizzata da tremore, rigidità ed acinesia. In un secondo tempo compare l'instabilità posturale. Neuro-patologicamente è caratterizzata da degenerazione della parte compatta della sostanza nera, con conseguente compromissione delle proiezioni dopaminergiche nigro- striatali e deplezione in dopamina dello striato

Malattia di Parkinson: neuropatologia Perdita dei neuroni dopaminergici della sostanza nera Riduzione di dopamina a livello striatale Corpi di Lewy nei neuroni residui: in parte costituiti da alfa- sinucleina Altri neurotrasmettitori risultano ridotti (noradrenalina, serotonina), seppur in minor grado

Malattia di Parkinson: neuropatologia Sostanza nera Locus coeruleus Nucleo motore dorsale del vago Sostanza Innominata Nucleo basale di Meynert Colonna intermedio-laterale del midollo spinale

Malattia di Parkinson: segni cardinali Tremore Rigidità Alterazione del movimento (acinesia, bradicinesia ed ipocinesia) Alterazioni della postura e dell’equilibrio (tardivi)

Malattia di Parkinson: tremore A riposo Scompare durante l’esecuzione di movimenti volontari Nelle forme avanzate il movimento attenua ma non elimina il tremore Lo stress psichico aumenta il tremore, diminuisce quando il paziente è tranquillo Scompare durante il sonno

Malattia di Parkinson: tremore Flessori polso Estensori polso Contrazione ritmica di tipo alternante di muscoli antagonisti con una frequenza di 4-6 scosse al secondo

Malattia di Parkinson: tremore Aspetti fisiopatologici poco noti Attività ritmica di un generatore sovrasegmentale: nucleo ventrale intermedio del talamo Meccanismi segmentali: fenomeni di oscillazione trasmessi da circuiti riflessi long-loop

Malattia di Parkinson: tremore A riposo e quindi poco invalidante Risponde bene alla terapia (sia medica sia DBS) Non rappresenta il target dell’intervento riabilitativo

Malattia di Parkinson: rigidità Aumento del tono muscolare A tubo di piombo Fenomeno della ruota dentata Fisiopatologia sconosciuta

Malattia di Parkinson: rigidità ruolo marginale nella compromissione del movimento (Cunnington et al., 1995) i malati si lamentano poco della rigidità (Morris et al., 1997) la rigidità non è il target principale della terapia riabilitativa (Morris, 2000) meccanismi sconosciuti e quindi non abbiamo basi sulle quali costruire strategie riabilitative

Malattia di Parkinson: alterazione del movimento volontario Acinesia: globale riduzione della motilità Bradicinesia: lentezza dei movimenti Ipocinesia: riduzione dell’ampiezza dei movimenti

Malattia di Parkinson: compromissione del movimento volontario Movimenti complessi Eseguiti spontaneamente Movimenti eseguiti in modo automatico, senza pensarci Sono le attività della vita quotidiana

Sistema della motilità volontaria

Malattia di Parkinson: sistema cortico-spinale intatto

Movimenti complessi ed automatici: gangli della base = pilota automatico

Malattia di Parkinson: alterazione del pilota automatico! Movimenti complessi Eseguiti spontaneamente Movimenti eseguiti in modo automatico, senza pensarci Sono le attività della vita quotidiana

Gangli della base: anatomia microscopica Nucleo caudato e putamen (derivazione telencefalica): numerosi piccoli neuroni tra cui sono sparse in modo uniforme cellule di grossa taglia. Globo pallido (derivazione diencefalica): neuroni fusiformi di grossa taglia, scarsamente addensati. Sostanza nera: parte ventrale (reticolata), simile al pallido; parte dorsale (compatta), grossi neuroni pigmentati (neuroni dopaminergici).

Gangli della base: centro afferente e centro efferente Caudato - putamen / pallido - parte reticolata della sostanza nera

Gangli della base: connessioni afferenti ed efferenti Caudato Putamen Centro afferente Centro efferente Pallido mediale Parte reticolata sostanza nera

Gangli della base: connessioni afferenti Corteccia cerebrale Centro afferente (caudato e putamen) Talamo Parte compatta Sostanza nera

Gangli della base: connessioni afferenti Gangli della base: connessioni afferenti. Le proiezioni cortico-striatali L’intera corteccia cerebrale contribuisce alle proiezioni cortico- striatali: - aree motorie aree sensitive aree associative aree limbiche Mediatore chimico: acido glutammico

Gangli della base: connessioni efferenti La principale via efferente che prende origine dai gangli della base è destinata al talamo e termina nei nuclei ventrale anteriore (VA) e ventrale laterale (VL). Neurotrasmettitore: GABA VL VA

Gangli della base: connessioni efferenti I nuclei VA e VL proiettano fibre eccitatorie (glutammatergiche) alla corteccia prefrontale e, soprattutto, alle aree corticali premotorie e motorie (6 e 4 di Brodmann)

Aree motorie della corteccia cerebrale 4 4 6 6 4 L’area 6 (area premotoria) è localizzata anteriormente alla corteccia motoria primaria e comprende: l’area supplementare motoria (faccia mediale emisfero, immediatamente al davanti dell’area primaria per la gamba), e la corteccia premotoria, localizzata sulla faccia laterale degli emisferi

Gangli della base: funzione I gangli della base ricevono afferenze da tutte le aree della corteccia cerebrale e le ritrasmettono, attraverso il talamo, principalmente all’area supplementare motoria. In tal modo, i gangli della base costituiscono una sorta d’imbuto, che concentra in una zona circoscritta della corteccia cerebrale le afferenze provenienti da tutta la corteccia.

Gangli della base: via diretta e via indiretta Nucleo caudato- putamen CENTRO AFFERENTE Globo pallido mediale Parte reticolata sostanza nera CENTRO EFFERENTE La compartimentazione funzionale all’interno dei gangli della base implica che il centro di ricezione del sistema sia collegato al centro di proiezione

Gangli della base: via diretta e via indiretta

Gangli della base: connessioni afferenti Corteccia cerebrale Centro afferente (caudato e putamen) Talamo Parte compatta Sostanza nera

Gangli della base: connessioni afferenti Le proiezioni nigro-striatali Hanno origine dalla parte compatta della sostanza nera Neurotrasmettitore: dopamina Recettori post-sinaptici: recettori metabotropici

Le proiezioni nigro-striatali: recettori dopaminergici Struttura molecolare 7 segmenti catena polipept. 7 segmenti catena polipept Effetto su AMP ciclico Agonisti SKF 38393 Bromocript 7-OH-DPAT ? Antagonisti Fenotiazine Tioxanteni Butirrofen. Butirrofen Clozapina Clozapina Butirrofen D 1 + D 2 -

Le proiezioni nigro-striatali: neuroni post-sinaptici striatali (caudato-putamen) Acetil colina GABA Encefalina GABA Sostanza P D 1 + D 2 -

Malattia di Parkinson: fisiopatologia del disordine del movimento

Acinesia: disattivare il pilota automatico! (analisi del movimento) Movimenti complessi Eseguiti spontaneamente Movimenti eseguiti in modo automatico, senza pensarci Movimenti semplici In risposta a stimoli esterni (external cues) Il paziente deve concentrarsi sul movimento (attentional strategies; motor imagery; no dual task)

Malattia di Parkinson: progressione nel tempo Anni Esordio Diagnosi Imaging Terapia Luna di miele Complicazioni da levodopa DBS Duodopa Declino cognitivo Exitus 35

Malattia di Parkinson: riduzione del movimento nella fase iniziale Età > 60 Performance motoria meno efficiente Depressione Riduzione dell’attività motoria Esordio Diagnosi Imaging Terapia Luna di miele Complicazioni da levodopa DBS Duodopa Declino cognitivo Exitus 36

Malattia di Parkinson: riduzione del movimento nella fase iniziale Regolare attività fisica Non abbandonare le attività consuete Controllare la postura Psicoterapia e SSRI apprendere le tecniche per muoversi senza attivare i gangli della base Esordio Diagnosi Imaging Terapia Luna di miele Complicazioni da levodopa DBS Duodopa Declino cognitivo Exitus 37

Malattia di Parkinson: disattivare i gangli della base nella fase complicata Regolare attività fisica Controllare la postura (rinforzo degli estensori del tronco e delle anche) Utilizzare le tecniche per muoversi senza attivare i gangli della base Tecniche di rinforzo muscolare e allungamento muscolare Prevenire le cadute Esordio Diagnosi Imaging Terapia Luna di miele Complicazioni da levodopa DBS Duodopa Declino cognitivo Exitus 38

Malattia di Parkinson: disattivare i gangli della base nella fase complicata Mantenere l’attività e la partecipazione Prevenire le cadute Rinforzare le strategie motorie Prevenire le lesioni da pressione e la fibrosi muscolare Esordio Diagnosi Imaging Terapia Luna di miele Complicazioni da levodopa DBS Duodopa Declino cognitivo Exitus 39

Grazie per l'attenzione!