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Dott. Giuseppe Attanasio, MD, PhD Dipartimento di Neurologia e Otorinolaringoiatria   Università di Roma  “La Sapienza” www.otoiatria.it
IL SISTEMA VESTIBOLARE Il sistema vestibolare assicura l’equilibrio del corpo registrando la posizione ed il movimento della testa nello spazio. Esso contribuisce a: orientamento spaziale mantenimento del tono posturale mantenimento di una corretta posizione degli occhi durante i movimenti della testa
IL SISTEMA VESTIBOLARE Agisce in sinergia con altri due apparati che mantengono l’equilibrio corporeo: somatosensitivo (muscoli, tendini, articolazioni, cute) visivo Nell’uomo, in condizioni fisiologiche, il sistema vestibolare sembra essere il meno importante dei tre.
Per determinare il movimento del corpo il sistema vestibolare deve monitorare le informazioni che provengono da ognuno dei movimenti nei ‘6 gradi di libertà’ delle 3 dimensioni dello spazio  3 movimenti di traslazione (in linea retta) Su e giù (gravità)  (piano orizzontale) Destro-sinistra  (piano sagittale) Avanti e indietro  (piano frontale) 3 movimenti di rotazione Orizzontale 2 verticali PIANO SAGITTALE PIANO FRONTALE PIANO ORIZZONTALE
SISTEMA VESTIBOLARE PERIFERICO ED CONSISTE DI TRE ORGANI SENSORIALI RIPIENI DI ENDOLINFA: UTRICOLO SACCULO CANALI SEMICIRCOLARI SUP ORIZ INF ANT POST LAT N. Vestibolare (Sup. e Inf.) N. Cocleare
3 movimenti di traslazione Su e giù (gravità) Destro-sinistra  Avanti e indietro 3 movimenti di rotazione Orizzontale 2 verticali SISTEMA VESTIBOLARE PERIFERICO UTRICOLO E SACCULO CANALI SEMICIRCOLARI
UTRICOLO E SACCULO (organi otolitici) Nella loro faccia interna vi è una piccola area sensoriale:  la macula Sono responsabili dell’orientamento della testa rispetto alla gravità e alle accelerazioni lineari    l’utricolo per il piano orizzontale e il sacculo per quello verticale
MACULA DELL’UTRICOLO Giace su un piano  orizzontale  sulla superficie inferiore dell’utricolo Determina il normale orientamento della testa rispetto alla direzione delle forze gravitazionali o acceleratorie quando la persona è in posizione eretta
MACULA DEL SACCULO Giace su un piano  verticale Determina il normale orientamento della testa rispetto alla direzione delle forze gravitazionali o acceleratorie quando la persona è in posizione sdraiata www.otoiatria.it
ANATOMIA DELLE MACULE Coperta ognuna da uno strato gelatinoso  (membrana otolitica)  nella quale sono immersi cristalli di carbonato di calcio  (otoliti o otoconi)  in contatto con le cellule sensoriali: le cellule ciliate vestibolari  (HC) .  Ogni HC possiede oltre alle stereocilia anche un  kinocilium  posizionato ad una estremità della superficie apicale. La base e la parete laterale della HC contrae sinapsi con il nervo vestibolare. www.otoiatria.it
I CANALI SEMICIRCOLARI SUP ORIZ INF ANT POST LAT I canali semicircolari sono orientati perpendicolarmente uno all’altro, con il canale posteriore di un lato parallelo al canale anteriore dell’altro lato www.otoiatria.it
Ogni canale SC registra l’accelerazione angolare (rotazionale) in uno dei tre piani dello spazio  I CANALI SEMICIRCOLARI www.otoiatria.it
ANATOMIA DELLE CRESTE AMPOLLARI Le cellule sensoriali ciliate (HC) sono situate in rigonfiamenti  (ampolle)  di uno dei due bracci di ogni canale a formare le creste ampollari. Le stereocilia delle HC sono immerse in una sostanza gelatinosa  (mucopolisaccaridi)     la cupola www.otoiatria.it
FISIOLOGIA DELLE HC Le HC presentano una costante  attività elettrica di base   (100 impulsi/sec), anche in assenza di stimolazione. La stimolazione vestibolare viene inviata al SNC come  una  variazione  di questo potenziale spontaneo a riposo. E’ possibile un’attività  sia eccitatoria che inibitoria E’ garantito il  tono  della muscolatura scheletrica responsabile del mantenimento della postura (connessioni vestibolo-spinali) www.otoiatria.it
FISIOLOGIA  DELLE HC Quando le cilia vengono flesse  verso il Kinocilium  si ha una  depolarizzazione     eccitazione    ++ frequenza di scarica dei PA da parte delle fibre del n. vestibolare Se il movimento è opposto si ha una  iperpolarizzazione     -- frequenza di impulsi www.otoiatria.it
FISIOLOGIA DELLE HC STIMOLO ECCITATORIO    DEPOLARIZZAZIONE  www.otoiatria.it
FISIOLOGIA DELLE HC STIMOLO INIBITORIO    IPERPOLARIZZAZIONE  www.otoiatria.it
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FISIOLOGIA DELLE MACULE Durante un movimento di traslazione della testa o un’accelerazione lineare gli otoliti (più densi della endolinfa) tendono a rimanere indietro per la loro inerzia Deflessione nel senso del movimento della testa e opposta al senso dell’accelerazione www.otoiatria.it
FISIOLOGIA DEI CANALI SC Quando la testa inizia a ruotare in una direzione l’inerzia dell’endolinfa in uno o più dei canali SC provocherà una deflessione della cupola nel senso opposto a quella della rotazione I CANALI SC SONO RIPIENI DI ENDOLINFA IL CUI MOVIMENTO ECCITA LE CRESTE AMPOLLARI www.otoiatria.it
FISIOLOGIA DEI CANALI SC Deflessione delle cilia delle HC delle creste ampollari e si attiva la fase di eccitazione (depolarizzazione) Quando la testa inizia a ruotare in una direzione l’inerzia dell’endolinfa in uno o più dei canali SC provocherà una deflessione della cupola nel senso opposto a quella della rotazione I CANALI SC SONO RIPIENI DI ENDOLINFA IL CUI MOVIMENTO ECCITA LE CRESTE AMPOLLARI www.otoiatria.it
FISIOLOGIA DEI CANALI SC www.otoiatria.it La velocità di flusso dell’endolinfa nei canali SC è proporzionale all’accelerazione Il depiazzamento della cupola è proporzionale alla velocità angolare della testa durante le rotazioni di breve durata
FISIOLOGIA DEI CANALI SC All’arresto della rotazione l’endolinfa continua a ruotare mentre il canale SC si ferma Quando la rotazione diventa costante l’attività delle HC ritorna quella di base www.otoiatria.it
FISIOLOGIA DEI CANALI SC All’arresto della rotazione l’endolinfa continua a ruotare mentre il canale SC si ferma La cupola si piega nella direzione opposta e si attiva la fase di inibizione (ripolarizzazione) Quando la rotazione diventa costante l’attività delle HC ritorna quella di base www.otoiatria.it
FISIOLOGIA DEI CANALI SC All’arresto della rotazione l’endolinfa continua a ruotare mentre il canale SC si ferma La cupola si piega nella direzione opposta e si attiva la fase di inibizione (ripolarizzazione) Dopo pochi secondi anche l’endolinfa si ferma, la cupola ritorna nella sua posizione di riposo e le HC riprendono la loro attività elettrica di base Quando la rotazione diventa costante l’attività delle HC ritorna quella di base www.otoiatria.it
FISIOLOGIA DEI CANALI SC www.otoiatria.it
DISPOSIZIONE DELLE CILIA Nei canali SC verticali sono orientate verso il canale Nel canale SC orizzontale sono orientate verso l’utricolo www.otoiatria.it
UN SISTEMA 3D Il sistema vestibolare garantisce un insieme di coordinate tridimensionali nel quale lo stimolo è la risultanza di una serie di impulsi di segno opposto provenienti dalle cellule ciliate dei due lati Quando l’attività elettrica di una serie aumenta, quella della controlaterale diminuisce L’ampiezza dello stimolo è data dal rapporto tra queste due attività  Stabilizza il sistema contro modificazioni del livello  totale  di sensibilità  attività elettrica delle HCs www.otoiatria.it
SISTEMA VESTIBOLARE CENTRALE VESTIBOLO-SPINALI  (NVL    Organi otolitici…utricolo) AI NUCLEI OCULOMOTORI  (NVS, NVM    canali SC) VESTIBOLO-CEREBELLARI  CORTECCIA CEREBRALE  (dibattuta) www.otoiatria.it
LABIRINTO MIDOLLO SPINALE NUCLEI CONTROLATERALI (Fibre commessurali) SOSTANZA RETICOLARE AFFERENZE SENSORIALI  propriocettive visive  acustiche CERVELLETTO SISTEMA VESTIBOLARE CENTRALE AFFERENZE AI NUCLEI VESTIBOLARI www.otoiatria.it
Quando la testa ruota, i canali SC inviano segnali che provocano una rotazione degli occhi in una direzione uguale e contraria a quella di rotazione della testa Si mantiene un’immagine stabile sulla retina stabilizzando lo sguardo di lateralità degli occhi www.otoiatria.it
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Sistema Vestibolare: anatomia e fisiologia

  • 1. Dott. Giuseppe Attanasio, MD, PhD Dipartimento di Neurologia e Otorinolaringoiatria Università di Roma “La Sapienza” www.otoiatria.it
  • 2. IL SISTEMA VESTIBOLARE Il sistema vestibolare assicura l’equilibrio del corpo registrando la posizione ed il movimento della testa nello spazio. Esso contribuisce a: orientamento spaziale mantenimento del tono posturale mantenimento di una corretta posizione degli occhi durante i movimenti della testa
  • 3. IL SISTEMA VESTIBOLARE Agisce in sinergia con altri due apparati che mantengono l’equilibrio corporeo: somatosensitivo (muscoli, tendini, articolazioni, cute) visivo Nell’uomo, in condizioni fisiologiche, il sistema vestibolare sembra essere il meno importante dei tre.
  • 4. Per determinare il movimento del corpo il sistema vestibolare deve monitorare le informazioni che provengono da ognuno dei movimenti nei ‘6 gradi di libertà’ delle 3 dimensioni dello spazio 3 movimenti di traslazione (in linea retta) Su e giù (gravità) (piano orizzontale) Destro-sinistra (piano sagittale) Avanti e indietro (piano frontale) 3 movimenti di rotazione Orizzontale 2 verticali PIANO SAGITTALE PIANO FRONTALE PIANO ORIZZONTALE
  • 5. SISTEMA VESTIBOLARE PERIFERICO ED CONSISTE DI TRE ORGANI SENSORIALI RIPIENI DI ENDOLINFA: UTRICOLO SACCULO CANALI SEMICIRCOLARI SUP ORIZ INF ANT POST LAT N. Vestibolare (Sup. e Inf.) N. Cocleare
  • 6. 3 movimenti di traslazione Su e giù (gravità) Destro-sinistra Avanti e indietro 3 movimenti di rotazione Orizzontale 2 verticali SISTEMA VESTIBOLARE PERIFERICO UTRICOLO E SACCULO CANALI SEMICIRCOLARI
  • 7. UTRICOLO E SACCULO (organi otolitici) Nella loro faccia interna vi è una piccola area sensoriale: la macula Sono responsabili dell’orientamento della testa rispetto alla gravità e alle accelerazioni lineari  l’utricolo per il piano orizzontale e il sacculo per quello verticale
  • 8. MACULA DELL’UTRICOLO Giace su un piano orizzontale sulla superficie inferiore dell’utricolo Determina il normale orientamento della testa rispetto alla direzione delle forze gravitazionali o acceleratorie quando la persona è in posizione eretta
  • 9. MACULA DEL SACCULO Giace su un piano verticale Determina il normale orientamento della testa rispetto alla direzione delle forze gravitazionali o acceleratorie quando la persona è in posizione sdraiata www.otoiatria.it
  • 10. ANATOMIA DELLE MACULE Coperta ognuna da uno strato gelatinoso (membrana otolitica) nella quale sono immersi cristalli di carbonato di calcio (otoliti o otoconi) in contatto con le cellule sensoriali: le cellule ciliate vestibolari (HC) . Ogni HC possiede oltre alle stereocilia anche un kinocilium posizionato ad una estremità della superficie apicale. La base e la parete laterale della HC contrae sinapsi con il nervo vestibolare. www.otoiatria.it
  • 11. I CANALI SEMICIRCOLARI SUP ORIZ INF ANT POST LAT I canali semicircolari sono orientati perpendicolarmente uno all’altro, con il canale posteriore di un lato parallelo al canale anteriore dell’altro lato www.otoiatria.it
  • 12. Ogni canale SC registra l’accelerazione angolare (rotazionale) in uno dei tre piani dello spazio I CANALI SEMICIRCOLARI www.otoiatria.it
  • 13. ANATOMIA DELLE CRESTE AMPOLLARI Le cellule sensoriali ciliate (HC) sono situate in rigonfiamenti (ampolle) di uno dei due bracci di ogni canale a formare le creste ampollari. Le stereocilia delle HC sono immerse in una sostanza gelatinosa (mucopolisaccaridi)  la cupola www.otoiatria.it
  • 14. FISIOLOGIA DELLE HC Le HC presentano una costante attività elettrica di base (100 impulsi/sec), anche in assenza di stimolazione. La stimolazione vestibolare viene inviata al SNC come una variazione di questo potenziale spontaneo a riposo. E’ possibile un’attività sia eccitatoria che inibitoria E’ garantito il tono della muscolatura scheletrica responsabile del mantenimento della postura (connessioni vestibolo-spinali) www.otoiatria.it
  • 15. FISIOLOGIA DELLE HC Quando le cilia vengono flesse verso il Kinocilium si ha una depolarizzazione  eccitazione  ++ frequenza di scarica dei PA da parte delle fibre del n. vestibolare Se il movimento è opposto si ha una iperpolarizzazione  -- frequenza di impulsi www.otoiatria.it
  • 16. FISIOLOGIA DELLE HC STIMOLO ECCITATORIO  DEPOLARIZZAZIONE www.otoiatria.it
  • 17. FISIOLOGIA DELLE HC STIMOLO INIBITORIO  IPERPOLARIZZAZIONE www.otoiatria.it
  • 19. FISIOLOGIA DELLE MACULE Durante un movimento di traslazione della testa o un’accelerazione lineare gli otoliti (più densi della endolinfa) tendono a rimanere indietro per la loro inerzia Deflessione nel senso del movimento della testa e opposta al senso dell’accelerazione www.otoiatria.it
  • 20. FISIOLOGIA DEI CANALI SC Quando la testa inizia a ruotare in una direzione l’inerzia dell’endolinfa in uno o più dei canali SC provocherà una deflessione della cupola nel senso opposto a quella della rotazione I CANALI SC SONO RIPIENI DI ENDOLINFA IL CUI MOVIMENTO ECCITA LE CRESTE AMPOLLARI www.otoiatria.it
  • 21. FISIOLOGIA DEI CANALI SC Deflessione delle cilia delle HC delle creste ampollari e si attiva la fase di eccitazione (depolarizzazione) Quando la testa inizia a ruotare in una direzione l’inerzia dell’endolinfa in uno o più dei canali SC provocherà una deflessione della cupola nel senso opposto a quella della rotazione I CANALI SC SONO RIPIENI DI ENDOLINFA IL CUI MOVIMENTO ECCITA LE CRESTE AMPOLLARI www.otoiatria.it
  • 22. FISIOLOGIA DEI CANALI SC www.otoiatria.it La velocità di flusso dell’endolinfa nei canali SC è proporzionale all’accelerazione Il depiazzamento della cupola è proporzionale alla velocità angolare della testa durante le rotazioni di breve durata
  • 23. FISIOLOGIA DEI CANALI SC All’arresto della rotazione l’endolinfa continua a ruotare mentre il canale SC si ferma Quando la rotazione diventa costante l’attività delle HC ritorna quella di base www.otoiatria.it
  • 24. FISIOLOGIA DEI CANALI SC All’arresto della rotazione l’endolinfa continua a ruotare mentre il canale SC si ferma La cupola si piega nella direzione opposta e si attiva la fase di inibizione (ripolarizzazione) Quando la rotazione diventa costante l’attività delle HC ritorna quella di base www.otoiatria.it
  • 25. FISIOLOGIA DEI CANALI SC All’arresto della rotazione l’endolinfa continua a ruotare mentre il canale SC si ferma La cupola si piega nella direzione opposta e si attiva la fase di inibizione (ripolarizzazione) Dopo pochi secondi anche l’endolinfa si ferma, la cupola ritorna nella sua posizione di riposo e le HC riprendono la loro attività elettrica di base Quando la rotazione diventa costante l’attività delle HC ritorna quella di base www.otoiatria.it
  • 26. FISIOLOGIA DEI CANALI SC www.otoiatria.it
  • 27. DISPOSIZIONE DELLE CILIA Nei canali SC verticali sono orientate verso il canale Nel canale SC orizzontale sono orientate verso l’utricolo www.otoiatria.it
  • 28. UN SISTEMA 3D Il sistema vestibolare garantisce un insieme di coordinate tridimensionali nel quale lo stimolo è la risultanza di una serie di impulsi di segno opposto provenienti dalle cellule ciliate dei due lati Quando l’attività elettrica di una serie aumenta, quella della controlaterale diminuisce L’ampiezza dello stimolo è data dal rapporto tra queste due attività Stabilizza il sistema contro modificazioni del livello totale di sensibilità attività elettrica delle HCs www.otoiatria.it
  • 29. SISTEMA VESTIBOLARE CENTRALE VESTIBOLO-SPINALI (NVL  Organi otolitici…utricolo) AI NUCLEI OCULOMOTORI (NVS, NVM  canali SC) VESTIBOLO-CEREBELLARI CORTECCIA CEREBRALE (dibattuta) www.otoiatria.it
  • 30. LABIRINTO MIDOLLO SPINALE NUCLEI CONTROLATERALI (Fibre commessurali) SOSTANZA RETICOLARE AFFERENZE SENSORIALI propriocettive visive acustiche CERVELLETTO SISTEMA VESTIBOLARE CENTRALE AFFERENZE AI NUCLEI VESTIBOLARI www.otoiatria.it
  • 31. Quando la testa ruota, i canali SC inviano segnali che provocano una rotazione degli occhi in una direzione uguale e contraria a quella di rotazione della testa Si mantiene un’immagine stabile sulla retina stabilizzando lo sguardo di lateralità degli occhi www.otoiatria.it
  • 33. RIFLESSI VESTIBOLO-OCULARI (VOR) Durante una rotazione della testa di grande ampiezza (es. sulla sedia girevole), il globo oculare raggiunge il suo limite di escursione prima della fine della rotazione  ritorna rapidamente al punto di partenza per iniziare un nuovo ciclo compensatorio. FASE LENTA: compensatoria FASE RAPIDA: di reset NISTAGMO VESTIBOLARE www.otoiatria.it
  • 35. I canali semicircolari appartengono al sistema: VESTIBOLARE OPTOCINETICO PROPRIOCETTIVO www.otoiatria.it
  • 36. I canali semicircolari appartengono al sistema: VESTIBOLARE OPTOCINETICO PROPRIOCETTIVO www.otoiatria.it
  • 37. La VPPB è una patologia a carico del sistema: OTOLITICO DELLE VIE VESTIBOLARI CENTRALI PROPRIOCETTIVO www.otoiatria.it
  • 38. La VPPB è una patologia a carico del sistema: OTOLITICO DELLE VIE VESTIBOLARI CENTRALI PROPRIOCETTIVO www.otoiatria.it
  • 39. Da cosa si ipotizza venga causata la vertigine nel colpo di frusta: Disturbo del simpatico cervicale Compressione dell’a. vertebrale Danno del sistema otolitico Tutti i precedenti meccanismi Nessuno dei precedenti meccanismi www.otoiatria.it
  • 40. Da cosa si ipotizza venga causata la vertigine nel colpo di frusta: Disturbo del simpatico cervicale Compressione dell’a. vertebrale Danno del sistema otolitico Tutti i precedenti meccanismi Nessuno dei precedenti meccanismi www.otoiatria.it
  • 41. Il Ny che batte verso l’alto o verso il basso è sintomo di un disturbo sul piano: Frontale Sagittale Orizzontale www.otoiatria.it
  • 42. Il Ny che batte verso l’alto o verso il basso è sintomo di un disturbo sul piano: Frontale Sagittale Orizzontale www.otoiatria.it
  • 43. La direzione del Ny è quella della: Fase lenta Fase rapida Fase intermedia www.otoiatria.it
  • 44. La direzione del Ny è quella della: Fase lenta Fase rapida Fase intermedia www.otoiatria.it
  • 45. Il Ny con una fase lenta e una rapida si chiama: BIFASICO AD ALTALENA PENDOLARE www.otoiatria.it
  • 46. Il Ny con una fase lenta e una rapida si chiama: BIFASICO AD ALTALENA PENDOLARE www.otoiatria.it
  • 47. Quale dei seguenti Ny non è bifasico orizzontale: Vestibolare periferico Pendolare Periodico alternante www.otoiatria.it
  • 48. Quale dei seguenti Ny non è bifasico orizzontale: Vestibolare periferico Pendolare Periodico alternante www.otoiatria.it