1. GLI STATI PROLUNGATI DI
ALTERAZIONE DELLA COSCIENZA:
DAL COMA ALLA MORTE
ENCEFALICA
Neurologia della Coscienza: dai Fondamenti Neuronali alla
Patologia – MODULO 2
Corso Elettivo
Prof. Marco Zanello
Università di Bologna (DIBINEM)
SCUOLA DI MEDICINA E CHIRUGIA
U.O.C. di Anestesia e Rianimazione
IRCCS Istituto delle Scienze Neurologiche
Ospedale Bellaria – Bologna
Marco.Zanello@unibo.it
051 6225543
5. COSA E’ LA COSCIENZA?
¨ Uno stato di continua consapevolezza che
il soggetto ha di sé e del proprio
ambiente, con conservata reattività agli
stimoli esterni
Plum e Posner, 1982
q Richiede la integrazione di varie attività encefaliche
e il loro buon funzionamento
6. Coscienza
¨ Vigilanza e consapevolezza (contenuti di coscienza)
devono essere presenti contemporaneamente
¨ Dal punto di vista clinico, la consapevolezza, seconda
componente della coscienza, corrisponde alla capacità
dell’individuo di eseguire ordini, più o meno complessi,
impartito dall’ esaminatore
¨ Affinchè un paziente possa definirsi cosciente è necessaria
l’integrità degli emisferi cerebrali e del tronco encefalico
sotto il profilo anatomico e funzionale.
7. La coscienza: due componenti
¨ Etimologia: Conscire (sapere, conoscere)
Consapevolezza che l‘uomo ha di sé e dell’ ambiente, del
proprio corpo, delle proprie sensazioni, del proprio sapere
e delle proprie idee (intelletto) e azioni
¨ Coscienza = Livello di coscienza (Stato di vigilanza =
occhi aperti spontaneamente, allerta, stato di veglia) +
Contenuto di consapevolezza (sapere, riconoscere,
interagire, eseguire)
E’ espressione dell’ integrità anatomo-funzionale delle
interazioni tra corteccia cerebrale, nuclei della base
(talami) e tronco dell’ encefalo
¨ In inglese: awareness
8. Stato di vigilanza (o veglia)
¨ Inglese : arousal, wakefulness
¨ Stato di veglia inteso quale opposto al sonno, condizione
fisiologica e reversibile di depressione della vigilanza
¨ Clinica: occhi aperti spontaneamente
¨ La vigilanza da sola non è sufficiente allo svolgimento delle
funzioni mentali ma è un prerequisito indispensabile dello
stato di coscienza (non garantisce appropriato contenuto)
¨ Aree critiche per il mantenimento della vigilanza:
¤ SRAA sostanza reticolare attivante ascendente (tronco encefalico)
che riceve le sensazioni somatiche e sensoriali e invia proiezioni
corticali diffuse
9. Neuro-anatomia dello stato di coscienza
¨ L’ integrità dello stato di coscienza presuppone l’
assenza di danni a carico della corteccia cerebrale,
del talamo e del tronco encefalico e delle connessioni
che dal sistema reticolare attivante raggiungono le
strutture sopra-tentoriali coinvolte.
13. Definizione pratica dell’ Anestesia
generale
¨ E’ la condizione
farmacologicamente
indotta, e quindi
reversibile, di perdita della
coscienza ed assenza di
risposta a stimoli nocicettivi
(che permette manovre chirurgiche o
diagnostiche invasive senza conseguenze
sgradevoli o dannose per il paziente)
INCOSCIENZA
ANALGESIA
AMNESIA
ACINESIA
ABOLIZIONE
RIFLESSI
14. In un'ottica più moderna, l'anestesia generale deve essere intesa
come :
¨ Abolizione della coscienza (ipnosi e amnesia)
¨ Miorisoluzione (rilasciamento muscolare) (se necessario)
¨ Abolizione della percezione dolorosa (analgesia) e delle
risposte riflesse al dolore (nocicezione)
¨ Controllo dei riflessi vegetativi
¨ Protezione dell’omeostasi interna (equilibrio cardiocircolatorio,
volemico, respiratorio, metabolico, idro-elettrolitico) all’
aggressione chirurgica
LE COMPONENTI DELL’ANESTESIA GENERALE e
GLI OBIETTIVI DEI FARMACI DELL’ANESTESIA
15. Effetti depressori degli Anestetici
generali: SNC e altro
¨ Più o meno tutti i farmaci Anestetici generali (inalatori o
endovenosi) con quelli adiuvanti (analgesici, miorisolutori)
comportano la depressione (di entità dose-dipendente) o
l’abolizione temporanea di molteplici funzioni tra cui:
¨ i riflessi di difesa faringo-laringo-tracheali
¨ l’ autoregolazione pressoria
¨ il compenso emodinamico
¨ la termoregolazione
¨ il drive respiratorio (ritmicità e sufficienza ventilatoria)
16. Effetti degli Anestetici generali
¨ Accanto agli effetti anestesiologici (narcosi), risulta
pertanto centrale e parte fondamentale dell’ attività
anestesiologica riconoscere, prevenire e correggere la
depressione anestetica dei riflessi e di funzioni che si basa
su:
1) Controllo delle vie aeree e della ventilazione
¤ Pervietà delle vie aeree e Intubazione tracheale
¤ Ventilazione manuale/meccanica
2) Monitoraggio multiparametrico
3) Terapia sostitutiva o integrativa
¤ Accessi vascolari, infusioni, termoriscaldamento, ecc.
17. DEFINIZIONI (semplificate)
¨ Stato di incoscienza,
amnesia, analgesia,
immobilità indotto da uno
o più farmaci anestetici
somministrati per via
sistemica (agenti
Anestetici generali)
¨ Stato di analgesia, talora
di immobilità, senza
abolizione della coscienza,
ottenuto dalla azione in
un sito specifico di
farmaci anestetici (agenti
Anestetici locali)
ANESTESIA GENERALE
ANESTESIA REGIONALE
(loco-regionale)
18. GLI ANESTETICI GENERALI
¨ Sono farmaci somministrabili per via venosa (ANESTETICI
ENDOVENOSI) o respiratoria (ANESTETICI INALATORI) che
possiedono (più o meno forti) varie attività:
¤ Ipnotiche (stato di incoscienza)
¤ Amnesiche (mancato ricordo)
¤ Analgesiche (abolizione del dolore)
¤ Miorisolutrici (perdita del tono muscolare)
con rapido recupero al termine della somministrazione
19. Stato anestetico = stato di inibizione SNC
¨ Gli anestetici generali deprimono le funzioni encefaliche
(con una determinata successione) in manier dose-
dipendente
20. Meccanismo dell’ incoscienza indotta
dalla narcosi
ANESTESIA GENERALE
TALAMO
TRONCO
ENCEFALICO
CORTECCIA
CEREBRALE
¨ I farmaci anestetici
generali inducono
incoscienza
alterando la
neurotrasmissione a
livello di molteplici
siti nelle aree
encefaliche
21. Meccanismo di azione recettoriale
(SNC)
ANESTETICI GENERALI
meccanismo di azione
neurotrasmettitoriale
GABAA
Glicina
nACh
5Ht3
NMDA, AMPA, KAINATE
Interferenza sull’attività di
CANALI IONICI
(Na - K - Cl - Ca) ligando-mediati
Interferenza sull’attività di
CANALI IONICI
(Na - K - Cl - Ca) ligando-mediati
22.
23. Azione recettoriale degli AG
¨ I RECETTORI GABAA e NMDA LOCALIZZATI A LIVELLO
DELLA CORTECCIA CEREBRALE, DEL TRONCO
ENCEFALICO, DEL TALAMO E DELLO STRIATO SONO DUE
DEI TARGET PRINCIPALI DEI FARMACI ANESTETICI
¨ Poiché un piccolo numero di interneuroni inibitori controlla
un gran numero di neuroni piramidali eccitatori, l’inibizione
GABA indotta dall’anestesia generale può inattivare
efficacemente grandi regioni del cervello e contribuire,
così, alla perdita di coscienza.
24. Proprietà fisiche degli anestetici
inalatori e potenza di azione
¨ E’ assodata una relazione diretta tra solubilità nei lipidi
(coefficiente di ripartizione olio:gas) e potenza anestetica
della molecola (MAC)
TEORIE DI AZIONE
¨ Incorporazione degli anestetici lipofilici nelle membrane
lipidiche
¨ Equipotenza dei siti anestetici per molecole con componenti
sia lipofile che idrofile (polari/non polari)
25. Pattern EEG nella veglia, in Anestesia
Generale e nel sonno
Il passaggio dalla veglia e coscienza
allo stato di narcosi aumenta la
preponderanza di onde a minore
frequenza, con spostamento del SEF
da f >20 Hz a f <12 Hz
27. Valori BIS: riferimenti
Cosciente (risponde a richiesta): 100
Live/Moderata sedazione: da 70 a 80
(risponde a chiamata forte o scuotimento)
Anestesia/Sedazione profonda: da 40 a 60
(bassa probabilità di ricordo, non responsivo)
Anestesia profonda: inferiore a 40
Burst suppression: inferiore a 20
EEG isoelettrico 0
28. … ma perché un paziente per effetto
(reversibile) di un agente anestetico
“perde” e “recupera” coscienza, ha
amnesia dell’ evento e non ha
“percepito” dolore?
Dove è generata la funzione della coscienza?
“ How anesthetic drugs create the state of general anesthesia
is considered a major mystery of modern medicine “
E. Brown et al. Ann Rev Neurosci 2011;34:601-28
29. L’ esempio dell’ Anestesia generale e.v.
monofarmacologica: il Propofol
¨ Dopo somministrazione in bolo durante l’induzione dell’AG
(1,5-2,5 mg/kg e.v.) raggiunge rapidamente i centri della
veglia situati nel tronco encefalico provocando una perdita
di coscienza (entro 25-40 sec) che raggiunge il massimo
entro 90 sec e termina mediamente in 4-8 min
¨ Agendo sui recettori GABAA degli interneuroni situati nei
circuiti di controllo della respirazione a livello del midollo
ventrale e del ponte provoca apnea
¨ L’azione a livello del midollo spinale e dei nuclei
reticolari del midollo e del ponte che controllano i muscoli
anti-gravitari provoca atonia
30. Risveglio dall’anestesia generale e dal
coma
¨ Il risveglio dall’anestesia generale richiede generalmente
pochi minuti
¨ Il risveglio dal coma, qualora si verifichi, può richiedere,
invece, ore o mesi
¨ I segni clinici di “risveglio” rappresentano la progressione
rostro-caudale nel tronco encefalico del ritorno della
veglia, della autonomia respiratoria, della sensibilità,
della motilità, delle funzioni autonomiche.
¨ Un segno più tardivo è la risposta ai comandi verbali,
segno del ripristino della funzione corticale.
31. Risveglio dall’anestesia generale e dal
coma
¨ I parametri neurocomportamentali usati per valutare il
risveglio dal coma possono essere usati per monitorare il
risveglio dall’ anestesia generale (stato funzionale che può
essere paragonato alla “morte” (soppressione) del tronco
cerebrale, allo stato vegetativo e allo stato di minima
coscienza)
¨ Il fatto che l’AG può essere funzionalmente equivalente alla
morte (depressione farmacologica reversibile) del tronco
cerebrale indica quanto profondamente l’anestesia generale
può deprimere la funzione del cervello.
32. Il Network della coscienza dagli studi di
attivazione (neuro-Imaging)
GLOBAL NEURONAL WORKSPACE
(SPAZIO DI LAVORO NEURONALE GLOBALE)
² CONNETTIVITA’ FRONTO-PARIETALE
² CONNETTIVITA’ TALAMO-CORTICALE
35. Attività motoria: Riflessa Vs. Volontaria
Capacita’ cognitiva
R
e
s
p
o
n
s
i
v
i
t
à
m
o
t
o
r
i
a
Apertura occhi
Comportamento
volontario
Comunicazione
Severa
disabilità
Moderata
disabilità
Buon
recupero
Vita
indipendente
Reinserimento
professionale
Volontario/”voluto”
Riflesso/”automatico”
36. Coma
¨ Κομα = Sonno
¨ Condizione patologica, segno
di insufficienza cerebrale
grave
¨ Alterazioni neurovegetative
¨ Insufficienza respiratoria
¨ Emergenza medica
DIAGNOSI
¨ Criteri neuro-comportamentali
¤ Riduzione della reattività agli
stimoli esterni
¤ Abolizione dello stato di
coscienza
¨ Non esegue
¨ Non comunica
¨ Non presenta movimenti
intenzionali
37. COSA E’ IL COMA
¨ Assenza di risveglio (apertura
degli occhi) (arousal)
¤ Tronco encefalico
¤ Talamo
¨ Assenza di consapevolezza e
di funzioni intellettive effettive
(espresse) (awarness)
¤ Emisferi cerebrali bilaterali
Tronco
encefalico
Vigilanza
Nervi cranici
Respiro
Emisferi (Cervello)
Coscienza
EEG
Movimento
38. Coma: definizione
¨ Caratterizzato dall’ assenza sia di risveglio (vigilanza)
che di coscienza, il coma è uno stato di non responsività
nel quale il paziente giace ad occhi chiusi, non può essere
risvegliato e non ha consapevolezza di sé e dell’ ambiente.
¨ In un paziente in coma, la stimolazione non provoca
periodi di spontanea vigilanza ed apertura degli occhi, a
differenza del paziente in stato vegetativo.
¨ Deve perdurare per almeno 1 ora per distinguersi dagli
stati di transitoria incoscienza (sincope, lipotimia, etc.).
39. Coma: cause anatomiche e funzionali
Danno o sofferenza
dell’encefalo
Lesioni anatomiche
dell’encefalo (aree specifiche)
(Cause neurologiche/strutturali)
Coma cerebrale
Squilibri sistemici
che colpiscono l’encefalo
secondariamente
(Cause Extracraniche)
Coma tossico/metabolico
40. Lesioni causa di Coma
Strutturali (Primitive)
¨ Traumi
¨ Lesioni vascolari
¨ Malattie infettive
¨ Neoplasie
¨ Stati epilettici (SME)
¨ Malattie degenerative e/o
demielinizzanti
Metaboliche (Secondarie)
¨ Encefalopatie metaboliche
¤ Coma epatico, coma uremico, coma
ipoglicemico
¤ Diselettrolitismi gravi (ipoNa)
¨ Lesioni ipossico – ischemiche
¤ Encefalopatia postanossica
¨ Intossicazioni
¤ Barbiturici, CO
¨ Infezioni
¨ Distermie
41. Lesioni causa di Coma
Strutturali (Primitive)
¨ Traumi
¨ Lesioni vascolari
¨ Malattie infettive
¨ Neoplasie
¨ Stati epilettici (SME)
¨ Malattie degenerative e/o
demielinizzanti
Metaboliche (Secondarie)
¨ Encefalopatie metaboliche
¤ Coma epatico, coma uremico, coma
ipoglicemico
¤ Diselettrolitismi gravi (ipoNa)
¨ Lesioni ipossico – ischemiche
¤ Encefalopatia postanossica
¨ Intossicazioni
¤ Barbiturici, CO
¨ Infezioni
¨ Distermie
42. Comi metabolici
Cause
¤ post-anossico
¤ epatico
¤ respiratorio
¤ uremico
¤ diabetico
¤ tossico
Quadro clinico
n confusione
n mioclonie
n asterixis
n deficit multifocali
n crisi epilettiche
n pupille reattive
43. ¨ Valutazione clinica
¤ Anamnesi e storia clinica
¤ Semeiologia neurologica
¤ Scale di gravità (Glasgow Coma Scale, …)
¨ Esami strumentali
¤ Indagini laboratoristiche e tossicologiche
¤ Imaging: TAC e RMN (angioTAC, angioRMN)
¤ Neurofisiologia.: EEG, PESS, BAER
44. Misura della gravità del disturbo di coscienza e
del coma: Scala di Glasgow
Valutazione di:
¨ apertura oculare
¨ risposte verbali
¨ risposte motorie
Al variare dell’ intensità di stimolo
ü attività spontanea
ü richiamo/ordine
ü al dolore
45. Glasgow Coma Scale
Spontanea 4
A comando 3
Al dolore 2
Assente 1
Orientata 5
Confusa 4
Parole inappropriate 3
Suoni incomprensibili 2
Assente 1
Esegue 6
Localizza 5
Flette 4
Flessione abnorme 3
Estensione abnorme 2
Assente 1
Apertura occhi
(GCS E)
Risposta verbale
(GCS V)
Risposta motoria
(GCS M)
GCS
analitico
Teasdale G, Jannett B – Acta Neurochir 1976; 34:45
G C Score=
E+V+M
min 3 max 15
46. GCS 15-12 à DISTURBO COGNITIVO
GCS 12-10 à ASSOPITO RISVEGLIABILE
GCS > 9 à COMA
GCS 8-4 à COMA MODERATO, GRAVE
PROFONDO
GCS = 3 à COMA AREATTIVO
47. Le componenti della GCS : Informazioni
¨ E (apertura degli Occhi)
¤ Meccanismi di risveglio del tronco encefalico
¨ V (risposta Verbale)
¤ Integrazione della corteccia cerebrale e tronco encefalico
¨ M (risposta Motoria)
¤ Integrità della corteccia cerebrale e midollo spinale
Prasad K et al. – J Clin Epidemiol 1996; 49:755
48. GCS: aspetti pratici
E’ Imprescindibile dalla contemporanea
valutazione dello stato delle pupille
Può essere utilizzata parzialmente,
considerando il solo score motorio nei pazienti intubati,
in cui non è valutabile la risposta verbale
Deve essere valutata ad avvenuta metabolizzazione
dei farmaci utilizzati ( preferire quelli a breve emivita!)
Va calcolata a rianimazione effettuata,
cioè al raggiungimento della stabilità emodinamica e ventilatoria
Risulta essenziale nella fase di pre-monitoraggio strumentale
49. Criteri per giudicare un peggioramento
neurologico
¨ Perdita spontanea nello score motorio GCS ≥2 punti
in confronto ad una valutazione precedente
¨ Nuova perdita di reattività pupillare
¨ Comparsa di asimmetria pupillare ≥2 mm
¨ Ogni altro deterioramento dello stato neurologico sufficiente
per richiedere un intervento immediato medico o chirurgico
50. Dimensioni pupillari
¨ Le pupille nel soggetto normale in BASSE condizioni di
illuminazione dovrebbero essere di diametro RIDOTTO
(normalmente tra 2-5 mm) ed UGUALE tra loro (isocoria) e
CIRCOLARI (isociclia)
¨ Midriasi: diametro pupillare superiore a 5 mm
¨ Miosi: diametro pupillare inferiore a 2 mm
¨ Anisocoria: differenza del diametro tra le pupille
superiore a 2 mm .
52. RIFLESSI DEL TRONCO ENCEFALICO:
NERVI CRANICI AFFERENTI ED EFFERENTI
II
III
V
VI VII
VIII
X
XI
Fotomotore
Corneale
Oculocefalico
Oculovestibolare
Risposta al dolore
trigeminale
Carenale
Faringeo
IX
IV
54. Il Delirium nelle patologie critiche
(in ICU)
¨ Condizione medica acuta
¨ Frequente (sino al 60% dei ptz
soprattutto postoperati)
¨ Pesa negativamente sull’ esito
clinico
¨ Diagnosi al letto del paziente
(comportamento)
¨ Condizione temporanea
(patologico non caratteriale)
¨ Disturbo acuto dello stato
mentale e cognitivo
¨ Attenzione alterata e non
sostenibile
¨ Pensiero disorganizzato, confuso
¨ Stato allucinativo/dismotorio/
delirante
¨ Andamento fluttuante
¨ Si sviluppa in breve tempo
RUOLO CLINICO QUADRO CLINICO
55. Il Delirium
¨ Stato confusionale acuto a rapida insorgenza, transitorio,
con andamento fluttuante caratterizzato da.
¤ Ridotte capacità attentive
¤ Pensiero disorganizzato
¤ Tendenza all’ addormentamento
¤ Disturbi percettivi (ALLUCINAZIONI)
¤ Disturbi del ritmo sonno-veglia
¤ Variazioni delle attività psicomotorie (acinesia, agitazione)
¤ Disorientamento temporo-spaziale
¤ Deficit mnesici di fissazione e rievocazione
56. Tipi motori di Delirio
¨ IPERATTIVO (1%)
¤ Agitazione psicomotoria, idee deliranti, allucinazioni sensoriali,
irritabilità, irrequietezza, parola fluente confusa, inappropriata
¨ IPOATTIVO (35%)
¤ Letargia psicomotoria e sedazione, appare quieto e
cooperante MA con inattenzione e pensiero disorganizzato,
lentezza ed inapropiatezza di risposta a semplici domande
¨ MISTO (64%)
¤ Sintomi fluttuanti di iper/ipo-attività
57. Cosa comporta?
¨ Prolungata ICU LOS: 8 vs. 5 giorni
¨ Allungata LOS in Ospedale: 21 vs. 11 giorni
¨ Allungato tempo di VAM: 9 vs. 4 days
¨ Maggiori costi sanitari: $22 000 vs. $13 000
¨ 3 volte aumentato rischio di morte
¨ Possibile deterioramento cognitivo a lungo termine
¨ Aumentata incidenza di istituzionalizzazione
¨ Ely ICM 2001;27,1892-1900, Ely JAMA 2004;291:1753-1762, Lim SM, CCM 2004;32:2254-2259, Milbrandt E, CCM
2004;32:955-962, Jackson Neuropsychology Review 2004;14:87-98
58. Lo strumento di rilevazione
Caratteristica 1: Insorgenza acuta di
modificazione dello stato mentale, o sua
fluttuazione.
Caratteristica 2: Disattenzione
E
Caratteristica 3: Pensiero
disorganizzato o
incoerente
Caratteristica 4: Alterato
livello di coscienza
O
E
59. RASS e CAM-ICU:
Valutazione dello
stato di coscienza
(RASS) e
del delirium (CAM-
ICU)
Strumenti di valutazione
60. Locked-in Syndrome
¨ Condizione ad acuta insorgenza di perdita delle capacità
motoria agli arti e dei nervi cranici inferiori, con integrità
cognitiva
¨ Conservata capacità comunicativa solo oculare,
codificabile (strumenti di comunicazione)
¨ Lesioni bilaterali della porzione ventrale del ponte di
origine vascolare (stroke), traumatica, neoplastica,
degenerativa
61. Stati di compromissione cronica della
coscienza
¨ assenza della
coscienza e assenza
della vigilanza
ü COMA CRONICO
¨ assenza della
coscienza e ripresa
della vigilanza
ü MUTISMO ACINETICO
ü MINIMA RESPONSIVITA‘
ü STATO VEGETATIVO
62. Patologia
¨ Stato di minima coscienza (o minima
responsività)
¤ Sindrome da disconnessione con alterato “spazio
di lavoro” fronto-temporale
¨ Stato vegetativo
¤ Preservata la percezione dolorosa e dei processi
emozionali
63. Stato vegetativo
o sinonimo: coma apallico
o integrità delle funzioni vegetative
o movimenti oculari, smorfie, sorrisi
o segni piramidali e extrapiramidali
o riflessi posturali, reazioni vegetative
o ritmo sonno-veglia
64. ¨ I pazienti con severi esiti di danno cerebrale, incapaci di
comunicare e interagire, pongono molti
quesiti etici, morali e giuridici.
¨ Raggiunta la certezza diagnostica e prognostica, il
principale interrogativo riguarda la decisione sull’
appropriatezza dei trattamenti
(introduzione - proporzionalità - sospensione)
