Tronco encefalico e vascolarizzazione dell'encefalo e del midollo spinale

Vascolarizzazione dell'encefalo e del midollo spinale

Il 18% del volume ematico circola a livello dell’encefalo. L’encefalo infatti è uno dei territori più vascolarizzati del nostro corpo e ha i capillari più piccoli di diametro (quasi 4 µm). Questo perché il cervello consuma e richiede molta energia. Una struttura che pesa solo il 2% del peso corporeo richiede il 18% di volume ematico, mostrando una sproporzione tra massa e consumo energetico. La quantità di sangue è così abbondante perché i neuroni sono cellule che non hanno riserve energetiche e dipendono, quindi, dall’istantanea presenza di risorse, altrimenti il neurone inizia a morire.

È molto importante che il flusso ematico sia continuo a livello dell’encefalo perché una mancanza di flusso ematico, anche per meno di 15 secondi, può determinare una perdita di coscienza (fenomeno che accade in caso di ictus, un'interruzione della vascolarizzazione di una determinata area cerebrale). Ci sono però dei meccanismi anatomici che cercano di limitare questo fenomeno.

Irrorazione sanguigna dell’encefalo e del midollo spinale

L’irrorazione sanguigna dell’encefalo e del midollo spinale dipende da due rami dell’aorta dorsale: l’arteria succlavia e l’arteria carotide comune. Dalla succlavia diparte l’arteria vertebrale, mentre dalla carotide comune dipartono la carotide esterna e la carotide interna. Alla base del cranio, troviamo posteriormente l’arteria vertebrale e anteriormente la carotide interna. Queste due arterie si pongono in comunicazione formando quello che si chiama circolo di Willis, che ha la funzione di sopperire a possibili mancanze di irrorazione e ossigenazione dell’encefalo: se uno dei due vasi viene occluso, l’altro vaso può irrorare la regione sostituendolo.

Le due arterie vertebrali entrano nella base del cranio a livello del forame magno (osso occipitale) e si uniscono a formare l’arteria basilare, che si trova ventralmente al ponte e dalla quale partono anche le arterie cerebrali posteriori e le arterie pontine (che irrorano il ponte). Mentre le arterie carotidi interne emergono dal solco carotideo dell’osso temporale e comunicano con l’arteria basilare attraverso l’arteria comunicante posteriore. Ciascuna delle carotidi, inoltre, si divide in arteria cerebrale media (molto importante perché vascolarizza una grossa parte di encefalo, 60% del flusso dell’encefalo) e arteria cerebrale anteriore. Le due arterie cerebrali anteriori comunicano tra loro attraverso l’arteria comunicante anteriore. Questo sistema di comunicazione tra le arterie dell’encefalo va a creare il poligono di Willis.

Sostanzialmente abbiamo quindi delle arterie che vascolarizzano la parte anteriore dell’encefalo e altre che vascolarizzano la parte posteriore. Il poligono di Willis è un anello arterioso alla base dell’encefalo da cui origina l’arteria cerebrale posteriore e le arterie comunicanti anteriore e posteriore. È un’anastomosi che aumenta le possibilità che ciascuna regione dell’encefalo continui a ricevere sangue in caso di occlusione di una delle arterie principali.

Per quanto riguarda la vascolarizzazione del midollo spinale, partendo dall’arteria basilare a livello del ponte, abbiamo la divisione in due arterie vertebrali che a loro volta derivano dalle arterie succlavie. Se consideriamo una veduta anteriore (ventrale), da queste arterie vertebrali origina l’arteria spinale anteriore, posta medialmente e ventralmente al midollo spinale all’interno della fessura mediana anteriore. Mentre se consideriamo una veduta posteriore (dorsale), non abbiamo una sola arteria spinale come nel caso della veduta anteriore, ma abbiamo due arterie spinali posteriori che si pongono medialmente all’emergenza delle radici spinali.

Importanza del circolo di Willis

Parlare di circolo di Willis è molto importante perché la quarta causa di morte nel mondo sono le malattie neurologiche, in particolare ictus e infarti (legati quindi anche ad un discorso circolatorio). Se per gli aspetti cardiocircolatori la medicina moderna propone terapie molto valide e all’avanguardia, la stessa cosa non accade per la cura di patologie del sistema nervoso. Il motivo per cui non sono presenti molte terapie farmacologiche o interventistiche in questo campo è essenzialmente dovuto al fatto che il sistema nervoso è inscatolato nella scatola cranica, ha un tessuto morbido, malleabile e facilmente danneggiabile. La vascolarizzazione è molto estesa, quindi un intervento a livello dell’encefalo prevede il rischio di danneggiare vasi importanti, e le terapie farmacologiche nella maggior parte dei casi non arrivano a livello dell’encefalo per la presenza della barriera ematoencefalica.

Patologie vascolari e barriera ematoencefalica

Le patologie di ictus o infarto, che quindi bloccano il contributo ematico a livello dell’encefalo, sono tanto più gravi a seconda della posizione in cui avviene l’occlusione. Se ad esempio si verifica un’occlusione a livello di un’arteria vertebrale, questa è facilmente risolvibile perché attraverso il circolo di Willis si aggira l’occlusione e il circolo viene mantenuto. Ma se l’occlusione avviene a livello dell’arteria basilare, la situazione è più problematica perché il flusso si interrompe non avendo vie secondarie. Quindi a seconda dell'incidente vascolare si hanno conseguenze più o meno gravi.

Tutti i vasi che vanno a vascolarizzare il sistema nervoso centrale hanno una struttura diversa dai vasi che vanno ad irrorare altre regioni del corpo, questo per via dei neuroni, che essendo molto sensibili necessitano di essere sufficientemente isolati. Questa schermatura viene detta barriera ematoencefalica. Si trova a livello dei capillari dell’encefalo, che sono i capillari più piccoli che possiamo trovare all’interno del nostro organismo; questo perché dobbiamo avere la possibilità di avere tantissimi capillari a livello dell’encefalo.

Le cellule endoteliali che rivestono internamente i capillari del SNC sono tenute insieme da giunzioni occludenti e strette (non presenti a livello dei capillari di altri organi). Queste cellule sono avvolte da periciti (che coprono a questo livello il 60-80%, in altri tessuti 30%). Un altro tipo di copertura sono i peduncoli astrocitali (gli astrociti coprono questa massa per più dell’85%). A livello del SNC, infatti, non esistono come nel resto del corpo degli spazi tra una cellula e l’altra bensì delle proteine specializzate tengono unite le cellule e impediscono il passaggio di sostanze da una cellula all’altra: abbiamo una permeabilità selettiva. Per molte sostanze il passaggio è regolato, mentre per alcune non è controllato, per esempio l’alcool o i lipidi (i lipidi passano perché si fondono con le membrane).

Gli ormoni non passano dappertutto ma passano in alcuni punti, questo perché la barriera ematoencefalica non è continua ma presenta piccoli fori (che servono per comunicare con il circolo o con il resto del corpo). Questi punti si uniscono in complessi che vengono definiti organi circumventricolari (si trovano a ridosso dei ventricoli cerebrali, sono porzioni in cui i capillari sono altamente permeabili). Queste porzioni sono:

• Alcune porzioni dell’ipotalamo, perché esso produce gli ormoni da mandare nella circolazione generale (diffusione degli ormoni ipotalamici);
• Capillari della ghiandola pineale (che è una struttura endocrina dell’epitalamo) e deve secernere ormoni nella circolazione ematica generale;
• Plessi coroidei di produzione e passaggio di liquor;
• Pareti del terzo e quarto ventricolo per cogliere messaggi e dare nutrimento;
• Area postrema (ventralmente al cervelletto) che è un sensore delle tossine e induce il vomito. Se ci sono delle tossine a livello del liquor o del flusso ematico induce il vomito per espellerle.

Le cellule endoteliali di questi capillari presentano pochissime vescicole pinocitotiche, limitando così il passaggio di composti ad alto peso molecolare nel SNC. La barriera ematoencefalica è la terza più grande superficie di scambio del nostro corpo dopo l’intestino e i polmoni. Un concetto un po' più ampio della barriera ematoencefalica è l’unità neurovascolare che svolge la stessa funzione della barriera ematoencefalica ma è arricchita dal contributo di altre cellule specializzate.