Variabilità dei potenziali unici di fibre di un muscolo spastico trattato con tossina botulinica (JITTOX)

L'ictus è una condizione frequente, grave e invalidante. La spasticità interferisce con il classico schema motorio e riflette le attività motorie riflesse normalmente inibite dal sistema nervoso centrale. Questo termine si riferisce più frequentemente a un disturbo che provoca un aumento della velocità dipendente dal riflesso di stiramento tonico associato ad un aumento dei riflessi tendinei. Circa il 30% dei pazienti ne è affetto e ciò può verificarsi a breve, medio e lungo termine dopo l'ictus. Sembrerebbe che, quanto più gravi sono le menomazioni motorie e sensoriali iniziali, tanto più è probabile che si sviluppi un modello di spasticità. Il modello più classico dell'arto superiore (UL) è quello di una rotazione interna dell'addotto della spalla accoppiata a un flesso del gomito, del polso e delle dita. Circa il 79% dei pazienti spastici in UL ha un flesso del gomito, che coinvolge a diversi gradi i muscoli flessori del gomito (brachiale anteriore, bicipite brachiale). La spasticità e il suo impatto neuro-ortopedico, insieme all'atrofia muscolare, alla contrattura articolare, al dolore derivante dall'accorciamento delle fibre muscolari e dei legamenti, ostacolano in modo significativo la progressione della riabilitazione, il reinserimento sociale, il perseguimento delle attività quotidiane e la qualità della vita.

La gestione raccomandata della spasticità dopo l'ictus prevede programmi di riabilitazione multidisciplinare associati al trattamento con tossina botulinica A (BTA). Nonostante ciò, la dose iniettata in questo muscolo dipende in ultima analisi dall'esperienza, dai sentimenti e dalle abitudini del medico curante. Alcuni studi forniscono un quadro sicuro per l'aumento delle dosi, ma è ancora possibile il fallimento del trattamento per mancanza di respiro nei pazienti che rispondono inizialmente.

BTA bloccando la giunzione neuromuscolare (NMJ) è una fonte di denervazione nella fibra muscolare (MF), che provoca l'attivazione di una serina proteasi, urochinasi. Questo degrada i componenti della lamina muscolare basale, provocando la gemmazione delle terminazioni nervose. Con il termine germogliamento si intende il fenomeno della reinnervazione collaterale da parte di fibre adiacenti da siti nodali (nodi di Ranvier), terminali e ultraterminali, che consentono di assicurare temporaneamente la funzione delle sinapsi parentali paralizzate dal BTA. Pertanto, inizialmente, tra 3 e 7 giorni, la ricrescita linfonodale è responsabile dello sviluppo dei cosiddetti NMJ "immaturi". Quindi, secondariamente, tra le 4 e le 8 settimane, la sinapsi originaria inizia il suo recupero attraverso lo sviluppo di reinnervazioni terminali, parallele alla regressione della ricrescita nodale. Ciò spiega clinicamente l'aumento della spasticità remota del trattamento e dei cambiamenti strutturali nelle unità motorie (MU), solitamente osservati dopo circa 12 settimane. Rispetto ai muscoli sani (o naive) in questo trattamento, i muscoli indotti da BTA sviluppano fibre nervose simili all'amielina con più collaterali e sono caratterizzati dalla comparsa di reinnervazioni non collaterali o nodali. Qualsiasi unità motoria (MU) è normalmente costituita da MF dello stesso tipo. L'aggiunta di MF denervati adiacenti porta a una ristrutturazione dell'UM, che ha portato alla sua modifica funzionale.

Sebbene sia ampiamente accettato che l'effetto del BTA sia temporaneo e reversibile e che il recupero muscolare funzionale sia quindi consentito attraverso il ripristino del NMJ, il rimodellamento e la miogenesi indotta; alcuni studi dimostrano che i suoi effetti persistono a distanza dall'iniezione. Infatti, subito dopo l'iniezione, diversi mesi o addirittura un anno dopo, si verificano cambiamenti nella conformazione delle grondaie sinaptiche (lunghezza, larghezza, profondità e aree), con un aumento del numero di recettori della nicotina per Ach (ACHR) e infine uno sviluppo di reinnervazioni nodali continue nel tempo. Al momento, gli studi istologici sono gli unici che lo hanno dimostrato. Tutti i cambiamenti osservati non sono associati a un'efficace trasmissione neuromuscolare (NMT), che è garantita solo dal ripristino della sinapsi originaria, molto più progressiva. Nella maggior parte dei casi, si stima che il NMJ sia ancora in fase di impregnazione con BTA e quindi ripristinato in modo incompleto in un momento in cui è normale ripetere questo trattamento. Questo spiega perché, nella pratica clinica, il processo di chemiodenervazione non sempre sembra del tutto anatomicamente reversibile. Al momento non è chiaro quali meccanismi siano coinvolti: contatto insufficiente tra reinnervazioni e MF denervato, fallimento del sistema di stimolazione o fallimento delle cellule perisinaptiche di Schwann.

Gli effetti del BTA sono ancora incompletamente compresi. Analisi istologiche, molecolari, biochimiche e genetiche spiegano i fenomeni che legano la denervazione al rimodellamento muscolare, con una descrizione dell'atrofia muscolare, un'alterazione della struttura del sarcomero, un aumento delle cellule lipidiche intramuscolari, delle cellule infiammatorie o del contenuto di collagene, responsabili di una riduzione della capacità contrattile tessuto e quindi nel numero di piastra terminale del motore (MEP). Sfortunatamente, questi dati istologici non possono essere estrapolati all'uomo o utilizzati ripetutamente per il follow-up. Attualmente non è noto se i muscoli sani nei modelli animali si comportino allo stesso modo dei muscoli spastici umani, né come studiare questi ultimi nella routine clinica.

Non è quindi eccezionale che dopo ripetute iniezioni nello stesso muscolo, si sfugga agli effetti terapeutici iniziali, costringendo ad aumentare alcune volte le dosi senza ottenere alcun risultato né sulla spasticità né sulla durata del trattamento. L'effetto del BTA può attenuarsi nel tempo e complesse modificazioni neuro-ortopediche del quadro clinico, giustificando l'utilizzo di nuove strategie come l'aumento delle dosi, che non sempre possono essere trascurabili. Non vi è alcuna raccomandazione specifica su come procedere, in quanto le situazioni sono diverse e complesse.

La letteratura, la nostra esperienza e le testimonianze di pazienti seguiti nel nostro reparto da molti anni hanno contribuito a queste domande: come spiegare la mancata risposta al trattamento con BTA, dopo l'efficacia iniziale e dopo aver talvolta raddoppiato/triplicato le dosi? Lo sperimentatore avrebbe un parametro in grado di avvicinarsi il più possibile al meccanismo BTA per studiarne le variazioni e correlarle con la risposta clinica stabilita dalle nostre scale convenzionali? Andando oltre, possiamo anche considerare che potrebbe esserci uno strumento in grado di prevedere l'efficacia di questo trattamento e quindi stabilire tabelle decisionali che possano supportare i medici nella loro pratica? In pratica, la valutazione della spasticità e della sua evoluzione durante questo trattamento non è sempre agevole visti i quadri clinici spesso complessi e utilizza prontamente scale cliniche come MAS, Tardieu. Questi si basano su valori ordinali ristretti, la cui media è spesso utilizzata come riferimento nel follow-up del paziente. È lecito mettere in discussione la pertinenza e l'obiettività di queste scale. MAS è facile e veloce da usare con un'affidabilità intra-valutatore soddisfacente; tuttavia, la sua riproducibilità tra i giudici rimane discutibile In letteratura, alcuni strumenti per quantificare le alterazioni del tono muscolare nella spasticità e la loro modifica in seguito alla gestione farmacologica da BTA sono proposti e sembrano essere indipendenti dal valutatore. Sono interessati alle seguenti proprietà: elettrofisiologiche in EMG con lo studio della neurografia e del riflesso H e F viscoelastico in elastografia e con miotone, meccanico in meccanografia strutturale in ecografia (61-63) e MRI. Tuttavia, al momento non ci sono raccomandazioni relative a questi strumenti. Appare fondamentale proporre all'interno della nostra pratica di fisioterapisti e riabilitatori una valutazione quantitativa, riproducibile, capace di astrarsi dalla soggettività del valutatore.

Lo studio dell'EMG a singola fibra (SFEMG), una tecnica introdotta nel 1963 da Stålberg ed Ekstedt, ha permesso di comprendere il processo patologico che influenza il riarrangiamento NMT e MF all'interno della MU. È stato riconosciuto come il test diagnostico più sensibile nella miastenia grave, più specificamente nella miastenia grave oculare o nelle forme atipiche per le quali i test di stimolazione ripetitiva convenzionali sono raramente provati. Questa tecnica è stata utilizzata anche nei difetti delle corna anteriori. Ha permesso di sostenere il principio della denervazione parziale cronica nella sclerosi laterale amiotrofica (SLA) e di monitorarne l'evoluzione. I due parametri principali della SFEMG sono il jitter e la densità delle fibre (FD), per i quali vanno dato.

La quantità di acetilcolina contenuta in una vescicola corrisponde all'unità base o quanto; normalmente rilasciato al NMJ in quantità sufficiente affinché un potenziale di placca motoria generi un potenziale d'azione (AP) e quindi una contrazione muscolare: questo è chiamato fattore di sicurezza. Tuttavia, esistono normali variazioni nell'ampiezza del potenziale di piastra del motore e variabilità nel tempo necessario per raggiungere la soglia che genera l'AP: queste diverse variazioni nell'intervallo interpotenziale di NMT costituiscono quindi il jitter. Questa variazione è solitamente molto breve nel soggetto normale, circa 4 microsecondi. Questo parametro riflette quindi lo stato della membrana e il rilascio di acetilcolina all'interno della piastra motore. Se l'NMT è molto alterato possono esserci blocchi di trasmissione.

Il secondo interesse diagnostico è lo studio della FD, il cui aumento si osserva durante i processi di reinnervazione (dopo la sezione del nervo ad esempio) ma anche durante le distrofie muscolari. Fornisce informazioni sul tipo di fibre muscolari all'interno della MU equivalente al "raggruppamento" determinato dalla biopsia muscolare. Il normale FD è di circa 1,5 fibre per registrazione ma varia con l'età e il muscolo studiato. In caso di lesione nervosa, le fibre denervate, poi reinnervate così come quelle in via di distruzione, si separano dalla loro lamina motoria, determinando un temporaneo allungamento del jitter, che tende a normalizzarsi (a volte con una durata di più di un anno). In secondo luogo, gli investigatori stanno assistendo a un aumento della FD che può essere mantenuta a un livello elevato a lungo termine.

Se il Jitter, è il testimone del blocco del NMT, allora ci sembra uno strumento rilevante per la riflessione dell'azione di origine BTA. Molti articoli scientifici si sono concentrati sull'affermazione o sulla confutazione delle manifestazioni subcliniche della diffusione sistemica del BTA utilizzando l'allungamento del jitter nei muscoli lontani dal sito di iniezione iniziale. Pochi si sono interessati all'evoluzione dei parametri della singola fibra all'interno del muscolo stesso trattato, ad eccezione del lavoro sul muscolo orbicolare dell'occhio in pazienti con blefarospasmo o spasmo emifacciale trattati con BTA. Al culmine dell'efficacia terapeutica, il jitter era significativamente più alto e la ricorrenza di movimenti involontari e quindi la diminuzione dell'efficacia era correlata alla sua normalizzazione. Inoltre, se non nei campi dell'estetica, di interesse e rilevanza troppo lontani dal problema del nostro lavoro, non esiste alcuna pubblicazione che correli l'effetto della dose cumulativa all'interno del muscolo stesso trattato con parametri elettrofisiologici.

Le nostre osservazioni cliniche sull'inefficacia di alcune iniezioni in pazienti solitamente responder ed elettrofisiologici basati su parametri di jitter e FD che rimangono elevati a distanza dall'iniezione (suggerendo la persistenza del blocco MNT) ci hanno portato a dubitare della rilevanza scientifica di un on- reintervento del sito. Il posto di uno strumento paraclinico, che testimoni il raggiungimento di questa soglia, sembra quindi interessante per evitare l'aumento di dosi eccessive e inefficaci su un muscolo sufficientemente denervato e poter distribuire al meglio questa dose massima autorizzata all'interno dei muscoli coinvolti evitando potenziali effetti negativi e un costo aggiuntivo significativo.

Questo studio preliminare si propone di studiare la cinetica dei parametri elettrofisiologici "jitter e FD" in SFEMG durante il trattamento BTA in pazienti emiplegici dopo ictus, spastici su un muscolo flessore del gomito (come muscoli brachiali anteriori, bicipiti brachiali), a seconda del primario o stato multi-iniettato, al fine di evidenziare l'effetto residuo di questo trattamento su NMT. È un mezzo oggettivo, standardizzato, in grado di quantificare con precisione il blocco del NMT diminuendo il rilascio di acetilcolina all'interno della sinapsi del muscolo trattato con BTA. Se questo strumento si rivelasse efficace, consentirebbe in un lavoro futuro la realizzazione di abachi potenzialmente predittivi dell'effetto terapeutico del BTA e quindi giustificherebbe nuove azioni da intraprendere in un dato momento della vita di un muscolo spastico (finestra terapeutica, revisione dei modelli di iniezione). L'analisi SFEMG unita al tracciamento ecografico fa parte delle dinamiche della nostra disciplina sullo sviluppo e l'implementazione di tecnologie per i pazienti e le loro famiglie.

Le nostre ipotesi sono le seguenti:

• Il BTA provoca l'allungamento del jitter e l'aumento della FD nel muscolo flessore del gomito dopo una singola iniezione
• Il jitter è significativamente più lungo nei soggetti "multi-iniettati" (dose cumulativa > 400 UI in un muscolo flessore del gomito (bicipite brachiale, brachiale anteriore) rispetto ai soggetti sottoposti a iniezione primaria
• L'allungamento del Jitter è massimo al picco di efficacia del trattamento (valutazione a 4-6 settimane) e tenderà a normalizzarsi a distanza dall'iniezione (3 mesi-6 mesi)
• Esiste una correlazione tra i valori di Jitter-FD e l'efficacia terapeutica del BTA stimata dalla scala MAS nel muscolo flessore del gomito prescelto.