L'interazione cervello-cuore nell'ictus acuto

Sfondo

Da un lato anomalie cardiache strutturali e aritmie come la fibrillazione atriale possono dare origine a trombi che vengono spostati come emboli nel cervello e causare ictus. D'altra parte stress emotivo acuto o eventi cerebrali possono causare disfunzione cardiaca acuta con insufficienza ventricolare sinistra in assenza di cause cardiache. La variante estrema della cardiomiopatia da stress è nota come cardiomiopatia di Takotsubo. I pazienti presentano dolore toracico, alterazioni elettrocardiografiche simili all'infarto miocardico acuto con elevazione del segmento ST, inversione dell'onda T o prolungamento dell'intervallo QT e biomarcatori cardiaci elevati come CK e troponina. Quando si esegue l'angiografia coronarica, le arterie coronarie sono normali, ma il ventricolo sinistro mostra per lo più discinesia apicale e medioventricolare e mongolfiera apicale o raramente acinesia basale e ipercinesia apicale. L'esatta patogenesi è sconosciuta. Livelli presumibilmente elevati di catecolamine risultanti dall'estremo stress emotivo o da eventi cerebrali acuti causano gravi vasospasmi periferici con conseguente disfunzione miocardica.

È noto da molti decenni che dopo un'emorragia subaracnoidea o intracerebrale possono verificarsi danni miocardici come piccole necrosi a chiazze ed emorragie subendocardiche e aritmie cardiache. Greenhout, Reichenbach e Weidler hanno osservato un aumento anomalo dell'attività autonomica o uno squilibrio tra input parasimpatico e simpatico al cuore. Le analisi sistematiche delle interazioni tra cuore e cervello furono eseguite per la prima volta da JW Norris e colleghi a Toronto. Hanno esaminato gli enzimi cardiaci in 230 pazienti con ictus acuto e hanno riscontrato un aumento di CK-MB in 25 (11%). Hanno anche scoperto che le concentrazioni di catecolamine nei pazienti con ictus erano più alte rispetto ai controlli, che i pazienti con livelli più alti di CK avevano livelli più alti di norepinefrina, più spesso aritmie e tali livelli elevati di CK e norepinefrina erano più comuni negli ictus emisferici rispetto a quelli del tronco cerebrale. DiAngelantonio et al. hanno valutato i livelli di troponina cardiaca I al momento del ricovero di 330 pazienti con ictus. Quando i livelli di troponina I erano elevati, aumentavano le probabilità di morte intraospedaliera o di eventi cardiaci non fatali. Questi risultati sono stati confermati in una revisione sistematica di 15 studi simili. Secondo questa revisione, la troponina era elevata nel 18,1% di 2901 pazienti con ictus. I pazienti con livelli elevati di troponina avevano un odds ratio di 3,0 (95% CI 1,5-6,2) per mostrare alterazioni elettrocardiografiche e un odds ratio per la morte di 2,9 (95% CI 1,7-4,8). Hakan Ay e colleghi hanno affrontato la questione se l'ictus in specifiche aree del cervello sia più soggetto a danni cardiaci. In uno studio caso controllo hanno analizzato le immagini RM pesate in diffusione di pazienti con livelli elevati di troponina T (cTnT) e di pazienti con livelli normali per identificare i voxel con restrizione della diffusione associati all'aumento della troponina. Le regioni cerebrali che erano a priori associate all'elevazione di cTnT includevano l'insula posteriore, superiore e mediale destra e il lobulo parietale inferiore destro. Tra i pazienti con infarto dell'arteria cerebrale media destra, il cluster insulare era coinvolto nell'88% dei pazienti con e nel 33% senza elevazione di cTnT (odds ratio: 15,00; 95% CI: da 2,65 a 84,79). I loro risultati indicano che l'insula destra è associata a livelli elevati di troponina cardiaca sierica indicativi di danno miocardico. In un ulteriore studio RM che utilizzava l'imaging di diffusione e perfusione, lo stesso gruppo di ricercatori ha scoperto che gli infarti che comprendono l'insula sono associati a una maggiore conversione dei tessuti della penombra ischemici ma potenzialmente vitali in infarto. A differenza di Ay et al Laowattana e colleghi, hanno riscontrato che l'ictus insulare sinistro è associato a un aumentato rischio di esito cardiaco avverso e a una diminuzione del movimento della parete cardiaca rispetto all'ictus in altre sedi e al TIA. Secondo i loro risultati, le lesioni insulari di sinistra mostrano una diminuzione del tono parasimpatico e le lesioni insulari di destra hanno aumentato la spinta simpatica. Ciò si traduce in fluttuazioni anomale della pressione sanguigna, modelli di pressione sanguigna circadiana anormali, livelli più elevati di norepinefrina e pressione sanguigna elevata nell'ictus acuto. Inoltre, è stato riscontrato che la sensibilità baroriflessa è ridotta dopo l'ictus, cioè la regolazione autonomica della frequenza cardiaca e del tono vascolare a improvvisi cambiamenti della pressione sanguigna è stata compromessa. Sykora et al hanno dimostrato che la compromissione del baroriflesso nell'ictus acuto non è associata all'aterosclerosi carotidea ma al coinvolgimento insulare. Nel loro studio entrambe le insule sembravano partecipare all'elaborazione delle informazioni barocettorie con l'insula sinistra più dominante. Altri autori hanno scoperto che potrebbe esserci una dominanza emisferica del controllo autonomo e che la compromissione del controllo autonomo cardiovascolare aumenta con punteggi NIHSS più alti. Non è noto il motivo della correlazione neuroanatomica tra ictus insulari e lesioni miocardiche e che l'ictus dell'arteria cerebrale media che coinvolge l'insula sia più incline alla crescita, come scoperto da Ay et al. Un'ipotesi si concentra sulle strette connessioni della corteccia insulare al sistema limbico. Filogeneticamente il sistema limbico appartiene alle parti più antiche del cervello. Comprende un gruppo di giri e nuclei e interconnessioni nel centro del cervello come l'amigdala, l'ippocampo, il giro cingolato, il fornice, i nuclei talamici anteroventrali e l'ipotalamo. Le funzioni principali del sistema limbico sono il controllo del sistema nervoso endocrino e autonomo, la vita e il comportamento emotivi, l'olfatto, il piacere, la memoria e l'apprendimento a breve e lungo termine. La disautonomia dopo l'ictus è indipendente dal fatto che l'ictus sia ischemico o emorragico. Allo stesso modo, l'eccitazione della corteccia nell'epilessia può provocare disfunzione cardiaca. L'epilessia può causare tachicardia e bradicardia ictale e alterazioni dell'ECG, anche se l'imaging cerebrale non mostra alcuna anomalia strutturale. Inoltre, più di un terzo dei pazienti con epilessia mostra bradicardia ictale che meriterebbe l'inserimento di un pacemaker permanente. La morte improvvisa inaspettata è aumentata di cinque volte nell'epilessia, e in particolare i pazienti con crisi tonico-cloniche generalizzate refrattarie al trattamento sono a rischio. Uno dei motivi principali potrebbe essere l'interazione tra cuore e cervello e asistolia. Per riassumere, molti studi hanno dimostrato che la disfunzione cerebrale acuta può compromettere la funzione cardiaca e il controllo autonomo della pressione sanguigna, della frequenza cardiaca e del tono vascolare, tuttavia, l'entità dell'ictus è raramente riportata. Il coinvolgimento della corteccia insulare sembra predisporre al danno cardiaco e alla disfunzione autonomica. Tuttavia, non è chiaro se la disfunzione cardiaca sia semplicemente un marker di ictus di grandi dimensioni o se la localizzazione dell'ictus sia critica.

Obbiettivo

Lo scopo della ricerca proposta è rispondere alla domanda se sia la dimensione dell'ictus che la sua localizzazione siano predittori indipendenti di compromissione della funzione cardiaca nell'ictus acuto.

Metodi

Questa è un'analisi retrospettiva dei pazienti del Bernese Stroke Data Base che hanno tutti avuto un esame MRI completo al momento del ricovero. Tutti i pazienti con ictus acuto saranno sottoposti a screening per aumenti della troponina, elettrocardiogrammi anormali o entrambi. I pazienti con cause cardiache primarie o altri motivi per aumenti della troponina o alterazioni dell'ECG saranno trattati separatamente. I pazienti dello studio saranno confrontati con almeno 200 pazienti con ictus di controllo senza aumenti di troponina e senza alterazioni dell'ECG. La localizzazione dell'infarto, le occlusioni vasali ei volumi di restrizione della diffusione e deficit di perfusione saranno valutati su immagini RM. In un'analisi multivariata, gli investigatori scopriranno se gli aumenti della troponina e le anomalie dell'ECG sono associati alla posizione dell'infarto o alla dimensione dell'infarto o a entrambi. Inoltre, gli investigatori eseguiranno un'analisi basata su voxel per la correlazione della posizione dell'infarto e degli aumenti della troponina e delle anomalie dell'ECG.