Due articoli recenti pubblicati su “Magnetic Resonance in Medicine” nel Dicembre 2018 e il secondo sulla rivista “Science” nell’Ottobre del 2019, aprono le porte a importanti novità inerenti la funzionalità del liquido cefalorachidiano.

Che Cos’è il Liquor (o Liquido Cefalorachidiano – LCR)?

Il liquido cefalorachidiano, conosciuto anche con il nome di liquido cerebrospinale (LCS), liquido subaracnoideo e in ambito medico-scientifico cerebrospinal fluid (CSF) è un fluido trasparente presente nel sistema nervoso centrale. Ha il compito principale di ridurre il “peso” dell’encefalo e di consentirne la perfusione a pressioni costanti, oltre che fungere da ammortizzatore in caso di traumi diretti a livello cranico. È prodotto da cellule specializzate nei plessi corioidei dei ventricoli cerebrali e viene riassorbito dai villi aracnoidei; viene completamente rinnovato ogni 6/7 ore e presenta all’esame chimico componenti di natura proteica, glucidica e in minima parte cloro, sodio e potassio. Vedremo ora perché è così importante e perché è considerato “l’organo” dell’omeostasi (dell’equilibrio) cerebrale”.

“Organo dell’omeostasi cerebrale”: le funzioni del Liquor.

Il liquor si è conquistato l’appellativo di vero e proprio equilibratore del sistema nervoso centrale (SNC) grazie alle sue funzioni. Presenta infatti caratteristiche chimico-fisiche stabili, in soggetti in salute, fungendo così da indicatore in casi di disturbi a carico del sistema nervoso; induce alterazioni dell’attività neuronale al variare della sua composizione e infine svolge a livello cerebrale le stesse funzioni che esercitano sangue e linfa negli altri distretti e organi del nostro corpo.

Movimento e fluttuazione

I movimenti e le fluttuazioni ritmiche del liquor sono stati oggetto di studi approfonditi negli ultimi anni. Nel 2017 è stato pubblicato uno studio condotto da Takizawa e i suoi collaboratori nel quale sono stati studiati, mediante risonanza magnetica asincrona, bidimensionale e a contrasto di fase, gli effetti della respirazione e del battito cardiaco sul movimento del liquor.
I risultati hanno dimostrato che la velocità del liquor nel suo passaggio nel forame magno è notevolmente maggiore rispetto durante il battito cardiaco. Per quanto riguarda la fluttuazione, la frazione della componente respiratoria è risultata maggiore rispetto a quella cardiaca. Anche nei casi prettamente chirurgici, il movimento del liquido cefalorachidiano cambia in base ai ritmi cardiaco e respiratorio: uno più veloce sincronizzato con il battito cardiaco e un altro più lento sincronizzato con i movimenti respiratori. Ad oggi, purtroppo, non vi è ancora unanimità di giudizio nell’assegnare l’induzione di tali movimenti e fluttuazioni al ritmo cardiaco o al ciclo respiratorio (Yamada et al., 2013; Chen et al., 2015)

Il liquor nella valutazione e nella diagnosi clinica

Il liquido cefalorachidiamo è utilizzato per identificare la patogenesi dei disturbi circolatori del sistema nervoso, come nel caso dell’idrocefalo e della malattia di Alzheimer e una grande varietà di altre malattie neurologiche. Di solito viene estratto tramite una procedura chiamata puntura lombare, effettuata tra L3 e L4 o tra L4 e L5, utile per valutare il numero di cellule presenti nel fluido e per misurare i livelli di proteine, glucosio e altre sostanze. Questi parametri sono indicativi nella diagnosi di emorragia subaracnoidea e di infezioni del sistema nervoso centrale, come la meningite. In uno studio del 2019 è stato confermato come una riduzione del flusso del liquor sia associato a potenziali deficit cognitivi nei soggetti anziani. Ecco dunque come un altro aspetto, che esula direttamente dalla composizione del liquor, ma che preveda l’analisi funzionale, possa essere un valore predittivo e indicativo di tali condizioni cliniche.

E durante il sonno?

Una nuova ricerca eseguita alla Boston University ha rivelato qualcosa di sorprendente. Dalla pubblicazione del loro articolo, gli autori sono certi che ogni cervello “dormirà diversamente” d’ora in poi. I nostri neuroni, infatti, appena ci corichiamo, si calmano gradualmente e il liquor inizia a fluire, “lavando letteralmente” tutto il nostro cervello, come in un successione di onde ritmiche e pulsanti. Lo studio, pubblicato il 31 ottobre su Science, è il primo a dimostrare che il liquor pulsa nel cervello durante il sonno, e che questi movimenti sono strettamente legati all’attività delle onde cerebrali e al flusso sanguigno. Laura Lewis, co-autrice dello studio, afferma la già diffusa conoscenza dei fenomeni elettrici cerebrali. L’aspetto sorprendente è stata l’individuazione di una motilità cerebrale del tutto assimilabile a quella cardiaca. Del resto, lo studio corrobora quello che molti terapisti e osteopati dichiarano a gran voce da diversi decenni. Già A.T. Still, agli inizi del ‘900, scrisse nei suoi libri le testimonianze delle sue percezioni e palpazioni craniche, con le quali riscontrò quello che oggi possiamo affermare essere il movimento e la fluttuazione del liquor, riprese poi successivamente dal suo allievo Sutherland. Un anno prima, i ricercatori dello Stevens Institute of Technology del New Jersey hanno mostrato un video in cui il cervello batteva in sincronia col battito cardiaco, proprio a seguito della pulsazione del cuore e alla propagazione dell’onda sfigmica, attraverso la fluttuazione del liquor. La ripresa video è stata possibile grazie all’utilizzo di una risonanza magnetica non convenzionale, in grado di amplificare i movimenti registrati. In questo contesto, le ricerche del gruppo di Terem sono state rivelatrici e ispiratrici per il team di Nina Fultz e Laura Lewis. In alcuni studi precedenti, le stesse autrici rivelano che si era potuto valutare come l’invecchiamento determinasse un iniziale rallentamento delle onde lente cerebrali, associate al flusso di sangue e alla riduzione della fluttuazione liquorale, che portava ad un accumulo di proteine ​​tossiche e a un calo della capacità di memoria. La scoperta del gruppo di ricerca apre a numerosi altri scenari: qual è il meccanismo con il quale cervello, cuore, liquor e respirazione si coordinano così perfettamente? Una possibile spiegazione deriva dalla variazione delle concentrazioni ematiche e cerebrali di ossigeno, ma saranno utili ulteriori approfondimenti. Attendiamo con ansia futuri sviluppi delle loro ricerche in questo settore.

Riferimenti Scientifici

1) Nina E. Fultz, Giorgio Bonmassar, Kawin Setsompop, Robert A. Stickgold, Bruce R. Rosen, Jonathan R. Polimeni, Laura D. Lewis. Coupled electrophysiological, hemodynamic, and cerebrospinal fluid oscillations in human sleep. Science, 2019.

2) Terem I., et al. “Revealing sub‐voxel motions of brain tissue using phase‐based amplified MRI (aMRI)”. Magnetic Resonance in Medicine,Vol80, Issue 6. December 2018. Pages 2549-2559.

3) Ken Takizawa, Mitsunori Matsumae, Saeko Sunohara, Satoshi Yatsushiro and Kagayaki Kuroda
Fluids and Barriers of the CNS 2017 14:25.

4) Yamada SMiyazaki M1Yamashita YOuyang CYui MNakahashi MShimizu SAoki IMorohoshi YMcComb JG. Influence of respiration on cerebrospinal fluid movement using magnetic resonance spin labeling. Fluids Barriers CNS. 2013 Dec 27;10(1):36. doi: 10.1186/2045-8118-10-36.

5) Yamada S1Kelly E2. Cerebrospinal Fluid Dynamics and the Pathophysiology of Hydrocephalus: New Concepts. Semin Ultrasound CT MR. 2016 Apr;37(2):84-91. doi: 10.1053/j.sult.2016.01.001. Epub 2016 Jan 7.

6) Chen L1Beckett A1Verma A2Feinberg DA3. Dynamics of respiratory and cardiac CSF motion revealed with real-time simultaneous multi-slice EPI velocity phase contrast imaging. Neuroimage. 2015 Nov 15;122:281-7. doi: 10.1016/j.neuroimage.2015.07.073. Epub 2015 Aug 1.

7) Clayton P. Mosher, Yina Wei, Jan Kamiński, Anirban Nandi, Adam N. Mamelak, Costas A. Anastassiou and Ueli Rutishauser, Cellular Classes in the Human Brain Revealed In Vivo by Heartbeat-Related Modulation of the Extracellular Action Potential Waveform, Cell Reports, 10.1016/j.celrep.2020.02.027, 30, 10, (3536-3551.e6), (2020).

8) Vartan Kurtcuoglu, Kartik Jain and Bryn A. Martin, Modelling of Cerebrospinal Fluid Flow by Computational Fluid Dynamics, Biomechanics of the Brain, 10.1007/978-3-030-04996-6_9, (215-241), (2019).

9) Attier-Zmudka J1,2Sérot JM1Valluy J3Saffarini M3Macaret AS4Diouf M5Dao S6Douadi Y4Malinowski KP7Balédent O2,8. Decreased Cerebrospinal Fluid Flow Is Associated With Cognitive Deficit in Elderly Patients. Front Aging Neurosci. 2019 Apr 30;11:87. doi: 10.3389/fnagi.2019.00087. eCollection 2019.

Riproduzione vietata. Questo articolo ha solo fine illustrativo e non sostituisce il parere del medico. Non è destinato a fornire consigli medici, diagnosi o trattamento. Termini e Condizioni