Cervelletto

A. Vercelli

Riassunto anatomo-clinicoIl Il cervellettocervelletto integraintegra input input sensorisensori e e altrialtri inputs per inputs per coordinarecoordinare i i movimentimovimenti e e participaparticipa allaalla pianificazionepianificazione del del movimentomovimentoIl cervelletto non ha connessioni dirette con i motoneuroni inferiori ma modula la funzione motoria attraverso i motoneuroni superiori.

Il Il vermeverme e i e i lobilobi flocculonodulariflocculonodulari regolano l’equilibrio e i movimentioculari attraverso connessioni con i nuclei vestibolari e oculomotori.Queste regioni controllano i sistemi motori mediali.Le Le areearee pipiùù lateralilaterali del cervelletto controllano i muscoli delle estremità.Le lesioni cerebellari provocano atassia (movimenti irregolari e non coordinati), dallo stesso lato della lesione.

LesioniLesioni cerebellari della linea mediana causano problemi della stazioneeretta (atassia del tronco) e anomalie dei movimenti oculari (nistagmo), spesso accompagnati da vertigine, nausea e vomito.Le lesioni cerebellari laterali causano atassia degli arti.

E’ coinvoltocoinvolto ancheanche nelnel linguaggiolinguaggio, , neinei movimentimovimenti respiratorirespiratori, , nellnell’’apprendimentoapprendimento motoriomotorio e e nellenelle funzionifunzioni cognitive cognitive superiorisuperiori.

Lobi cerebellari, Peduncoli e Nuclei Profondi

Il cervelletto si unisce la ponte attraverso 3 peduncoli e forma il tetto del 4°

ventricolo.La fessura primaria separa il lobo anteriore da quello posteriore.Corteccia cerebellare e sostanza bianca; le piccole pieghe costituiscono i folia

Il cervelletto consiste del verme sulla linea mediana e degli emisferi.La superficie ventrale presenta il lobulo flocculonodulare e 3 peduncoli.Quello superiore porta fibre in uscita.Il medio e l’inferiore fibre in entrata.

Nomenclatura per i lobuli del cervelletto (verme)

• Li = lingula• Lc = lobulo centrale• Cu = culmen• De = declive• Fv = folium vermis• Tv = tuber vermis• P = piramide• U = uvula• N = nodulo

Nomenclatura per i lobuli del cervelletto (emisferi)

• vinculum lingulae• ala del lobulo centrale• lobulo quadrangolare ant.• lobulo quad. post.• lobulo semilunare sup.• lobulo semilunare inf.• lobulo gracile• lobulo biventre• tonsilla• paraflocculo• flocculo

Sezione trasversale attraverso il ponte e i peduncoli cerebellari, con i nuclei profondi (da med a lat) fastigio, globoso, emboliforme e dentato.Tutte (o quasi) le fibre in uscita provengono dai nuclei profondi.Le fibre in arrivo al dentato provengono dalle parti laterali degli emisferi.Quelle al globoso/emboliforme dalle parti intermedie.Al fastigio dal verme e dal lobulo flocculonodulare.Gran parte delle fibre in uscita da verme e flocculonodulare vanno ainuclei vestibolari.

Nistagmo spontaneoAlterazioni dei movimenti oculari (inseguimento lento)Disturbi dell’equilibrio (postura atassica)

IpotoniaIporeflessiaAstenia/atoniaTitubanzaAtassia

IpotoniaIporeflessiaAstenia/atoniaTitubanzaAtassiaDifetti di articolazione della parola

AtassiaRitardo ad iniziare e terminare i

movimentiIncoordinazione agonisti-

antagonisti (movimento scomposto)

AdiadococinesiaTremore intenzionale terminaleDismetria

Circuiti del Cervelletto

La corteccia cerebellare ha 3 strati: molecolare, delle cellule di Purkinje, e dei granuli.

2 tipi di input sinaptici estrinseci alla corteccia cerebellare: Fibre muscoidi – originano da diverse aree e terminano sui dendriti deigranuli formando sinapsi eccitatorie; rami ai nuclei profondi.Fibre rampicanti – dal nucleo olivare inferiore controlaterale e circondano ilcorpo cellulare e il dendrite prossimale delle cellule di Purkinje dando luogoa sinapsi eccitatorie; rami ai nuclei profondi.

Gli assoni dei granuli salgono allo strato molecolare, si biforcano e formano fibre parallele che scorrono parallele alle lamelle formando sinapsieccitatorie sui dendriti delle cellule di Purkinje.La corteccia cerebellare ha diversi tipi di interneuroni inibitori:

cellule a canestro, cellule di Golgi, e cellule stellate.L’assone delle cellule di Purkinje è l’unica via di uscita della cortecciacerebellare, è inibitrice e proietta ai nuclei profondi e ai nuclei vestibolari.Gli assoni dei nuclei profondi sonole principali vie d’uscita del cervelletto.

Cellula di Purkinje• Corpo a fiasco (50-70

µm)• Uno o due dendriti a

spalliera perpendicolari all’asse della lamella, con spine dalla 3^ diramazione

• Assone mielinico ai nuclei• GABA

Granuli

• Nucleo 5-8 mm• 3-5 dendriti ad artiglio• Assone: fibre parallele (dendriti Purkinje,

Golgi, canestri e stellate)

Canestri (stellate interne)• Interneuroni GABA• Nel terzo interno dello

strato molecolare• Ricevono collaterali

assoniche da cellule di Purkinje, da rampicanti e muscoidi e da parallele

• Assone su 10-12 Purkinjeper collaterale (5-6 per cui fino a 72 Purkinje) e collaterali ascendenti su dendriti delle Purkinje

Stellate (esterne)

• Interneuroni GABA inibitori• Zona superficiale dello strato molecolare• Assoni sui rami prossimali dei dendriti

delle cellule di Purkinje

Golgi• Interneuroni GABA

inibitori• Corpi di forma stellata

nello strato dei granuli• Grossi dendriti a raggiera

(ricevono soprattutto dalle fibre parallele, poi da Purkinje, rampicanti e muscoidi)

• Assone nello strato dei granuli

Monodendritiche o a pennello

• Descritte recentemente nello strato dei granuli

• Unico corto dendrite che si risolve in un solo ciuffo che sembra un pennello

• Immunoreattive per la calretinina

Glomeruli cerebellari

• Rosetta di una fibra muscoide

• Dendriti ad artiglio di più granuli

• Terminali di assoni di Golgi

• Uno o più dendriti di Golgi

Numeri• 1 mm2: 500 Purkinje, 600 canestri, 50 Golgi, forse 3x106

granuli, 600.000 glomeruli• Area totale corteccia cerebellare: 200.000 mm2

• Una fibra olivocerebellare = una decina di rampicanti; una rampicante/una Purkinje

• Una muscoide sino a 400 granuli (ogni granulo riceve da almeno 4-5 muscoidi)

• Fibre parallele sino a 7 mm nel gatto (300-450 Purkinje)• Fino a 180.000 spine per Purkinje• 250.000 parallele contattano il dendrite della Purkinje

Chemoarchitettura• Cellule di Purkinje inibitorie (GABA)• Nuclei cerebellari eccitatorie (al talamo, al tronco e al midollo

spinale) e inibitorie (nucleoolivare, da piccoli neuroni GABAergici)

• Rampicanti, muscoidi e parallele eccitatorie (glutamato)• Canestri, Golgi, stellate inibitorie• Innervazione monoaminergica (plessi monoaminergici dalla

formazione reticolare) e colinergica della corteccia cerebellare• Acetilcolina dalle fibre muscoidi vestibolocerebellari• CRF (corticotrofina) nelle muscoidi e rampicanti con effetto

facilitatorio• Calbindina nelle Purkinje• Parvalbumina nelle Purkinje, canestri e stellate• Calmodulina nelle Purkinje e nei nuclei cerebellari

Nuclei cerebellariFibre muscoidi

Fibre rampicanti

strato dei granuli

strato molecolare

sostanza bianca

strato delle cellule di Purkinje

mus

coid

i/ram

pica

nti

Le cellule di Purkinje dell’emisfero laterale proiettano al nucleo dentato.DN proietta al nucleo ventrale laterale contralaterale del talamo che

proietta alla corteccia motoria, premotoria, motoria supplementaree parietale per regolare i piani motori e l’attività del tratto corticospinale.

Alcuni neuroni del DN proiettano al nucleo rosso che proietta alla olivainferiore che dà origine alle fibre olivocerebellari.

La regione intermedia dell’emisfero cerebellare controlla i movimentidelle estremità. Le sue cellule di Purkinje proiettano ai nuclei emboliformee globoso che proiettano al nucleo VL del talamo, che proietta alle areecorticali motoria, motoria supplementare e premotoria per regolare ilcontrollo delle estremità mediante il tratto corticospinale laterale.

I nuclei interpositi proiettano anche ai neuroni del nucleo rosso (trattorubrospinale che regola i sistemi motori laterali).

Il verme e il lobo flocculonodulare controllano i movimenti del tronco e i sistemi vestibolo-oculari rispettivamente.

Il verme si connette ai sistemi motori mediali (corticospinale anteriore, reticolospinale, vestibolospinale e tettospinale).

Il verme inferiore e i lobi flocculonodulari influenzano i movimenti extraoculariattraverso connessioni dirette che passano nel MLF che lega i nucleivestibulari al sistema oculomotore.

Il verme proietta al nucleo del fastigiomentre il verme inferiore e i lobiflocculonodulari proiettanodirettamente ai nuclei vestibolari.

Le proiezioni del nucleo del fastigio sono sia ascendenti sia discendenti.Le proiezioni ascendenti viaggiano nel peduncolo cerebellare superiore per

il VL del talamo, che proietta alla corteccia per regolare il trattocorticospinale anteriore; rami di queste proizioni dal VL vanno al tetto.

Le proiezioni discendenti viaggiano nel peduncolo cerebellare inferiore per laformazione reticolare e i nuclei vestibolari per regolare l’attività nei trattireticolospinale e vestibolospinale.

I lobi flocculonodulari e il vermeinferiore sono spesso conosciuticome vestibolocerebello per lesue connessioni con i nuclei vestibolari.

Queste connessioni agiscono nelloequilibrio.

Le connessioni vestibolari si arrestano nelMLF e vanno ai nuclei CN III, IV,e VI per i movimenti oculari.

Input Cerebellari

Le afferenze cerebellari originano da molte aree:1) Molte aree della corteccia cerebrale2) Sistemi vestibolare, uditiva, visiva e somatosensitiva3) Nuclei del tronco4) Midollo spinale

Le afferenze cerebellari hanno una organizzazione somatotopica.

Gli input cerebellari entrano come fibre muscoidi (da molte fonti) e rampicanti (dallaoliva inferiore).

La principale fonte degli input è il sistema corticopontino che origina nella cortecciamotoria, sensitiva primaria, e visiva e arriva dopo aver stazionato ai nuclei pontini. Le fibre pontocerebellari poi decussano ed entrano il cervelletto attraverso ilpeduncolo cerebellare medio.

Anche il midollo spinale ha proiezioni cerebellari consistenti.4 tratti spinocerebellari:

Informazione sensitiva della gambatratto spinocerebellare dorsale (DSCT)tratto spinocerebellare ventrale (VSCT)

Informazione sensitiva da arto superiore e collotratto cuneocerebellare (CCT)tratto spinocerebellare rostrale (RSCT)

Tipi di informazione trasportati:1) Propriocezione dell’arto inferiore (DSCT) e superiore/collo (CCT)2) Feedback sui livelli di attività nelle vie motorie discendenti dagli interneuroni

spinaliDa vie che controllano l’arto inferiore (VSCT) Da vie che controllano l’arto superiore (RSCT)

Tratti spinocerebellariDSCT:Propriocezione, tatto e pressionedagli arti inferiori e dal tronco inf.sale nel fasciculo gracile etermina nel nucleo dorsale diClark (C8 – L2/3).

Gli assoni del nucleo dorsale proiettanoal cervelletto ipsilaterale eterminano come fibre muscoidi nellacorteccia cerebellare.

Tratto cuneocerebellare:Propriocezione, tatto e pressioneda arto superiore/collo sale nelfascicolo cuneato e fa sinapsinel nucleo cuneato esterno(midollo allungato).

Il cuneato esterno proietta al cervelletto attraverso il peduncolo cerebellareinferiore.

Entrambi forniscono un rapido feedback suimovimenti per gli aggiustamenti fini.

VSCTOrigina da interneuroni del midollo spinale

ai livelli inferiori e ha assoni che sidecussano nel midollo e salgono al peduncolo cerebellare superioredove decussano di nuovo e entrano nelcervelletto.

RSCTSi pensa originare da interneuroni ai

livelli spinali più alti i cui assoniarrivano attraverso i peduncolicerebellari inferiore e superiore.

Entrambi forniscono feedback propriocettivoda arto superiore e collo di cui siha bisogno per modulare l’attività motoria.

Input dal Complesso olivare inferiore

I neuroni nell’oliva inferiore mandano assoni attraverso la linea medianache costituiscono gran parte delle fibre del ped. cerebellare inf.

Terminano nella corteccia cerebellare come fibre rampicanti.Il nucleo rosso forisce il principale input al nucleo olivare inferiore, cheRiceve anche da corteccia cerebrale, tronco e midollo spinale.

Input dal sistema Vestibolare

I neuroni del ganglio vestibolare e del nucleo vestibolare proiettano alverme inferiore ipsilaterale e ai lobi flocculonodulari attraverso ilpeduncolo cerebellare inferiore.

Questi sono importanti per il controllo dell’equilibrio e nei riflessivestibulo-oculari.

Vie in uscita dal cervellettoLesioni della parte laterale colpiscono la coordinazione della parte distaledegli arti.Le lesioni mediali colpiscono soprattutto il controllo del tronco, la postura, l’equilibrio, e l’andatura.I deficit cerebellari sono ipsilaterali alla lesione poichè le efferenze

cerebellari proiettano al lato contralaterale e quindi le vie motoriedecussano di nuovo al lato originale (“doppio incrocio”).

Lesioni al verme non causano deficit unilaterali poichè i gruppi muscolarimediali ricevono input bilaterali dai motoneuroni superiori.

Vascolarizzazione cerebellare

La componente arterioso fa capo a 3 branche del sistema vertebrale/basilare

1) cerebellare posteriore inferiore2) cerebellare anteriore inferiore3) cerebellare superiore

Territori Vascolari in sezione trasversale

Queste tre arterie forniscono anche le regioni laterali del midollo allungato.

Infarti dell’Arteria Cerebellare

Sono più comuni in PICA e SCA che AICA.

Sintomi comuni:

Vertigine, nausea, vomito, nistagmo orizzontale, atassia degli artiunsteady gait, cefalea

Infarti midollari laterali possono causare sintomi cerebellari dovuti al dannodei peduncoli cerebellari, comunque, in questi casi, si verificanoanche sintomi midollari, tra cui la sindrome di Horner.

Infarti cerebellari estesi possono causare lesioni che comportano il bloccodelle aperture del 4o ventricolo e l’idrocefalo.Lesioni della fossa posteriore sono pericolose per la vita per lacompressione del tronco.

Emorragia cerebellare

Cause: ipertensione cronica, malformazioni arterovenose,emorragia su un infarto precedente, necrosi tumorale.

Sintomi: mal di testa, nausea, vomito, atassia e nistagmo.Se l’emorragia è estesa può causare idrocefalo, paralisi dell’abducente,

disturbi della coscienza, compressione del tronco e morte.

Riscontri clinici e localizzazione delle lesioni cerebellari

L’atassia si riferisce a contrazioni disordinate di agonisti e antagonistie mancata coordinazione tra i movimenti alle diverse articolazionitipiche dei pazienti con lesioni cerebellari.

I movimenti normali richiedono coordinazione di agonisti e antagonistiin modo che il movemento abbia una traiettoria dolce.

Nell’atassia I movimenti hanno un decorso irregolare, ondeggiante checonsiste di continui eccessi, correzioni e poi nuovi eccessiattorno alla traiettoria che si intende compiere.

Atassia del tronco o degli arti

Il Verme controlla i muscoli mediali (postura/equilibrio).Le sue lesioni causano una andatura a larga base, incerta e traballante

conosciuta come atassia del tronco. I pazienti spesso cadonodal lato della lesione.

In casi gravi i pazienti non possono nemmeno sedere senza assistenza.

Lesioni delle regioni intermedia e laterale del cervelletto causano atassiadegli arti (test del dito al naso).

Deficit più gravi si verificano con lesioni dellaparte intermedia degli emisferi, del verme, deinuclei profondi o dei peduncoli.

Per il doppio incrocio delle vie cerebellari/motoriei deficit sono ipsilaterali alla lesione nelcervelletto.

Atassia dovuta ad altre lesioni

L’atassia può anche essere dovuta a danni all’input o output cerebellare.L’idrocefalo può danneggiare le vie frontopontine e lesioni della corteccia

prefrontale può causare anomalie dell’andatura.L’atassia-emiparesi è causata da infarti lacunari; i sintomi includono

segni del motoneurone superiore e atassia dello stesso lato.Entrambe sono controlaterali alla lesione.Spesso causata da lesioni della corona radiata, capsula internao ponte e coinvolge le fibre corticospinali e corticopontine.

L’atassia sensoriale si verifica quando la colonna dorsale – lemnisco medialeè danneggiata. In questa situazione la propriocezione è intaccata.La funzione migliora con l’input visivo e si peggiora a occhi chiusi o

al buio.

Sintomi e segni dei disturbi cerebellari

Dismetria = errori nei movimenti verso il bersaglio (test dito-naso-dito).Disdiadococinesia = inabilità a compiere movimenti rapidi alternanti

(battere una mano col palmo e il dorso dell’altra).Tremore intenzionale = all’inizio quando si muove un arto verso il bersaglio.Andatura a base ampia insicura (da ubriaco).Dismetria oculare = le saccadi sono esagerate.Movimenti saccadici traballanti durante l’nseguimento visivo.Nistagmo = movimenti oculari anormali quando gli occhi guardano verso

un bersaglio in periferia.

Diagnosi differenziale di Atassia

L’atassia può esser causata da una larga varietà di patologie.Le più comuni cause di atassia acuta:

ingestione di tossineepisodio ischemico o emorragico

Le più comuni cause di atassia cronica:metastasi cerebralialcolismosclerosi multiplamalattie degenerative del cervelletto

L’atassia cronica nei bambini è spesso causata da astrocitoma cerebellare,medulloblastoma, o atassia di Friedreich (degenerazione idiopaticadelle colonne dorsali e dei tratti spinocerebellari).

Sviluppo del cervelletto • Da un rilievo (labbro romboidale) della lamina alare

del metencefalo, margine rostrale del IV ventricolo da cui originano i neuroni dei nuclei cerebellari e quelli delle cellule di Purkinje (ruolo della glia radiale)

• All’estremità caudale dell’abbozzo l’epitelio ventricolare dà origine a un altro gruppo di cellule che migrano verso l’alto portandosi in posizione subpiale dove costituiscono la matrice superficiale o strato germinativo esterno (granuli, che poi, sempre grazie alla guida della glia radiale, vanno in profondità a formare lo strato dei granuli)