DTI nella valutazione della malattia di Parkinson

La malattia di Parkinson (MdP) è la seconda malattia neurodegenerativa più comune dopo la malattia di Alzheimer. La malattia di Parkinson inizia generalmente con sintomi motori, tra cui bradicinesia, rigidità, tremore a riposo e instabilità posturale. Il morbo di Parkinson include anche numerosi sintomi non motori (come deterioramento cognitivo, depressione, problemi comportamentali del sonno e disfunzione olfattiva) (1). Il segno distintivo neuropatologico classico del PD comporta la perdita di neuroni dopaminergici nella substantia nigra (SN), con conseguente diminuzione dell'output dopaminergico attraverso il circuito motorio cortico-basale-gangli talamocorticali, che causa disregolazione delle funzioni motorie (2). Un'altra caratteristica neuropatologica del morbo di Parkinson è la presenza di corpi di Lewy (3) e neuriti sia nei corpi dei neuroni che negli assoni, compresi gli aggregati della proteina α-sinucleina (4). Quando inizia il PD, le complesse caratteristiche dei sintomi motori e non motori riflettono la progressione delle patologie sottostanti, comprese le inclusioni immunoreattive dell'α-sinucleina nei corpi di Lewy; perdita delle proiezioni dopaminergiche, colinergiche, serotoninergiche e noradrenergiche dal tronco encefalico al mesencefalo e al proencefalo basale; e, infine, alla neocorteccia (5). Nel corso del morbo di Parkinson, i pazienti hanno comunemente sperimentato disturbi neuropsichiatrici in comorbidità, tra cui depressione, deficit comportamentali e cognitivi e demenza, che devono essere differenziati da altre cause neurodegenerative come la demenza con corpi di Lewy (DLB) e il morbo di Alzheimer. D'altra parte, il termine "parkinsonismo" si riferisce a sindromi motorie presenti anche nel morbo di Parkinson, tra cui bradicinesia, rigidità della ruota dentata, tremore a riposo, andatura lenta e strascicata e squilibrio. Le cause atipiche del parkinsonismo che imitano il morbo di Parkinson idiopatico includono l'atrofia multisistemica (MSA), la paralisi sopranucleare progressiva (PSP) o la sindrome corticobasale (CBS), così come il parkinsonismo indotto da farmaci e altri. Nel PD, la perdita di neuroni dopaminergici e l'accumulo di corpi di Lewy sono tipicamente accompagnati da danno delle cellule neurogliali e demielinizzazione degli assoni con aumento della concentrazione di microglia negli spazi extracellulari. È quindi plausibile che il rilevamento di anomalie microstrutturali extracellulari nelle regioni cerebrali con neuroni dopaminergici e lungo le vie dopaminergiche possa essere un biomarcatore di PD incipiente(6). Per quanto riguarda la nostra conoscenza della fisiopatologia del morbo di Parkinson, recenti metodi di neuroimaging consentono di indagare l'anatomia e l'impatto delle alterazioni cerebrali, sulla base di acquisizioni di dati funzionali, strutturali e di diffusione, tre tecniche complementari per valutare i cambiamenti cerebrali correlati a malattie neurodegenerative come il morbo di Parkinson. Nuove tecniche di risonanza magnetica e il loro uso nel morbo di Parkinson e spiega come queste tecniche possono essere utilizzate per rilevare i cambiamenti nel cervello dei pazienti con morbo di Parkinson e le loro relazioni con i sintomi parkinsoniani. La risonanza magnetica cerebrale è comunemente utilizzata nella pratica clinica per valutare l'anatomia e la patologia strutturale del cervello. Nella patologia neurodegenerativa, la risonanza magnetica cerebrale può identificare modelli di degrado strutturale per aiutare a fare la diagnosi corretta. Questi cambiamenti strutturali possono essere regioni di atrofia o cambiamenti di intensità del segnale strutturale. Nel work-up diagnostico dei pazienti con parkinsonismo, si raccomanda di eseguire la risonanza magnetica cerebrale (13). Lo scopo principale della risonanza magnetica cerebrale nell'elaborazione del parkinsonismo è valutare il danno cerebrovascolare (parkinsonismo vascolare) e escludere altre possibili ma più rare cause di parkinsonismo come la sclerosi multipla, l'idrocefalo normoteso o la malattia di Wilson. Inoltre, può supportare la diagnosi di parkinsonismo atipico neurodegenerativo La risonanza magnetica funzionale allo stato di riposo (fMRI) può essere utilizzata per studiare la connettività cerebrale e le alterazioni delle reti funzionali. Una recente revisione della letteratura ha fornito interessanti spunti sulle alterazioni funzionali nel PD (7): principalmente, il PD induce disfunzioni funzionali in particolare nelle reti sensomotorie, visive e dei gangli della base. È ragionevole sostenere che i dati fMRI dipendono da diversi parametri, come lo stato del farmaco dopaminergico (8) oi parametri di acquisizione fMRI (7). Per quanto riguarda la risonanza magnetica anatomica, la morfometria basata su voxel (VBM) può essere utilizzata per studiare il volume della materia grigia (9). Recenti meta-analisi del VBM hanno dimostrato un'atrofia corticale nei pazienti con MP nel giro frontale inferiore sinistro, nel giro temporale superiore, nell'insula e nelle aree parietali (per una revisione, vedere (10)(11) (12), ma anche nel lato sinistro giro paraippocampale, insula e giro temporale superiore nei pazienti più giovani, nonché una correlazione tra durata della malattia e compromissione motoria e riduzione della materia grigia nel giro frontale inferiore sinistro (10). Mentre la risonanza magnetica funzionale consente lo studio della connettività funzionale valutando il (dis)funzionamento neuronale correlato al morbo di Parkinson, la risonanza magnetica strutturale aggiunge informazioni sui cambiamenti anatomici e in particolare sulle lesioni corticali che sono anche coinvolte nella progressione della malattia. I dati della risonanza magnetica funzionale e strutturale contribuiscono a una comprensione sostanziale, ma ancora parziale, della fisiopatologia del morbo di Parkinson. Al fine di migliorare questa conoscenza, DTI consente lo studio dell'integrità della fibra bianca, che è anche influenzata dai processi neurodegenerativi

Il Diffusion Tensor Imaging (DTI), una delle sequenze di risonanza magnetica (MRI), è stato impiegato per misurare l'integrità microstrutturale della materia bianca nelle malattie neurodegenerative, nonché per visualizzare le connessioni delle fibre cerebrali tramite trattografia (6). Anisotropia frazionaria (FA), radiale (RD), assiale (AD) e diffusività media (MD) sono stati più comunemente usati per descrivere il grado di movimento casuale delle molecole d'acqua su scala microscopica. In particolare, la FA, che misura la direzionalità del movimento casuale dell'acqua, è stata utilizzata per sondare la disposizione delle fibre nervose, l'integrità assonale e il grado di mielinizzazione assonale (13). La FA è clinicamente fattibile per dedurre l'integrità microstrutturale dei tessuti cerebrali, particolarmente preferita ai tessuti orientati, come la sostanza bianca e le architetture del tratto di fibre. MD misura l'entità della diffusione dell'acqua. Si ritiene che una MD elevata indichi danni cellulari estesi, tra cui edema e necrosi. La MD viene utilizzata clinicamente per catturare queste alterazioni microstrutturali sia nei tessuti della sostanza grigia che in quella bianca (14). AD misura l'entità della diffusione lungo l'asse principale e RD misura l'entità della diffusione trasversale