Relação entRe degeneRação do tRato cóRtico ... | Notas de estudo Neurologia

Arq Neuropsiquiatr 2007;65(3-B):869-874

Relação entRe degeneRação do tRato

cóRtico-espinhal atRavés de Ressonância

magnética e escala funcional (alsfRs) em

pacientes com escleRose lateRal amiotRófica

Larissa Nery Garcia1, Alexandre Vallota da Silva2,

Henrique Carrete Jr3, Francis Meire Favero4, Sissy Veloso Fontes5,

Marcelo Tavares Moneiro6, Acary Souza Bulle de Oliveira7

Resumo - A esclerose lateral amiotrófica (eLA) é doença neurodegenerativa que afeta o trato córtico-es-

pinhal. A escala funcional de avaliação em eLA (ALsFRs) é um questionário que quantifica clinicamente as

perdas motoras, enquanto a imagem por tensor de difusão (DTI) avalia a integridade das fibras através da

fração de anisiotropia (FA). No presente estudo, sete pacientes com eLA definida foram avaliados pela AL-

sFRs e imediatamente submetidos à DTI, obtendo valores de FA nas regiões: pedúnculo cerebral (PC), cáp-

sula interna (CI) e substância barnca subjacente às áreas motora primária (m1), motora secundária (m2) e

somestésica (sI). um grupo controle foi constituído de doze indivíduos saudáveis. os pacientes apresenta-

ram valores de FA significativamente menores que os controles, com tendência à maior redução à direita e

nas regiões mais caudais. Curiosamente, os valores de FA estavam reduzidos na área somestésica. Não foi

observada correlação entre a duração dos sintomas e os valores de FA. Apesar da correlação entre os valo-

res da ALsFRs e a degeneração em PC e CI, nossos resultados sugerem que essa escala subjetiva não é um

bom parâmetro para a avaliação do dano estrutural nas porções encefálicas do trato corticoespinhal.

PALAvRAs-ChAve: esclerose lateral amiotrófica, escala de funcionalidade, ALsFRs, tensor de difusão de

imagem (DTI).

correlation between corticospinal tract degeneration through magnetic resonance imaging,

and functional scale (alsfRs) in patients whit amyotrophic lateral sclerosis

ABsTRACT - Amyotrophic lateral sclerosis (ALs) is a neurodegenerative disease that affects the corticospinal

tract. ALs functional rating scale (ALsFRs) is a questionnaire that quantifies motor deficits, while diffusion

tensor imaging (DTI) evaluates the integrity of fibers through the fractional anisotropy (FA). In the present

study, seven ALs patients were evaluated by ALsFRs and immediately submitted to DTI, getting FA values

in the following regions: cerebral peduncle (PC), internal capsule (CI) and the white matter under the pri-

mary motor cortex (m1), secondary motor cortex (m2) and somestetic cortex (sI). A control group was con-

stituted by twelve healthy individuals. FA values in patients were significantly lower when compared with

controls, with a tendency to higher reductions in the right hemisphere and more inferior regions. Interest-

ingly, FA values were reduced in somestetic area. No correlation was observed between symptoms dura-

tion and FA values. Despite the correlation observed between ALsFRs scores and degeneration in PC and

CI, our results suggest that this subjective scale is not a good parameter for the evaluation of the structur-

al damage in encephalic portions of the corticospinal tract.

Key woRDs: amyotrophic lateral sclerosis, functional scale, ALsFRs, diffusion tensor imaging (DTI).

1Pós-Graduada em Fisioterapia, Departamento de Neurologia / Neurocirurgia, universidade Federal de são Paulo - escola Paulista

de medicina, são Paulo sP, Brasil (uNIFesP-ePm); 2Doutor em Neurociência, Departamento de Ciências da saúde, uNIFesP-ePm;

3Neurorradiologista, Departamento de Diagnóstico por Imagem, uNIFesP-ePm; 4mestre em Fisioterapia, Departamento de Neuro-

logia / Neurocirurgia, uNIFesP-ePm; 5Doutora em Fisioterapia, Departamento de Neurologia / Neurocirurgia, uNIFesP-ePm; 6espe-

cializando em Neurorradiologia, Departamento de Diagnóstico por Imagem, uNIFesP-ePm; 7Doutor em medicina, Departamento

de Neurologia / Neurocirurgia, uNIFesP-ePm. Apoio financeiro CAPes, CNPq e FAPesP.

Recebido 30 Janeiro 2007, recebido na forma final 15 maio 2007. Aceito 23 Junho 2007.

Dr. Alexandre Valotta da Silva - Lab Neurologia Experimental UNIFESP-EPM - Rua Botucatu 862 - 04023-900 São Paulo SP - Brasil.

E-mail: avsilva@unifesp.br

A esclerose lateral amiotrófica (eLA) é doença neu-

rodegenerativa progressiva do sistema nervoso cen-

tral (sNC), associada à degeneração e perda de neu-

rônios motores do córtex cerebral, tronco encefálico

e medula espinhal1,2. observa-se, portanto, o compro-

metimento de neurônios motores superiores (Nms)

e inferiores (NmI)2-8. A doença afeta as fibras ao lon-

go do trato córtico-espinhal (TCe)2,3, que constitui o

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Arq Neuropsiquiatr 2007;65(3-B):869-

Relação entRe degeneRação do tRato

cóRtico-espinhal atRavés de Ressonância

magnética e escala funcional (alsfRs) em

pacientes com escleRose lateRal amiotRófica

Larissa Nery Garcia^1 , Alexandre Vallota da Silva^2 ,

Henrique Carrete Jr^3 , Francis Meire Favero^4 , Sissy Veloso Fontes^5 ,

Marcelo Tavares Moneiro^6 , Acary Souza Bulle de Oliveira^7

Resumo - A esclerose lateral amiotrófica (eLA) é doença neurodegenerativa que afeta o trato córtico-es- pinhal. A escala funcional de avaliação em eLA (ALsFRs) é um questionário que quantifica clinicamente as perdas motoras, enquanto a imagem por tensor de difusão (DTI) avalia a integridade das fibras através da fração de anisiotropia (FA). No presente estudo, sete pacientes com eLA definida foram avaliados pela AL- sFRs e imediatamente submetidos à DTI, obtendo valores de FA nas regiões: pedúnculo cerebral (PC), cáp- sula interna (CI) e substância barnca subjacente às áreas motora primária (m1), motora secundária (m2) e somestésica (sI). um grupo controle foi constituído de doze indivíduos saudáveis. os pacientes apresenta- ram valores de FA significativamente menores que os controles, com tendência à maior redução à direita e nas regiões mais caudais. Curiosamente, os valores de FA estavam reduzidos na área somestésica. Não foi observada correlação entre a duração dos sintomas e os valores de FA. Apesar da correlação entre os valo- res da ALsFRs e a degeneração em PC e CI, nossos resultados sugerem que essa escala subjetiva não é um bom parâmetro para a avaliação do dano estrutural nas porções encefálicas do trato corticoespinhal. PALAvRAs-ChAve: esclerose lateral amiotrófica, escala de funcionalidade, ALsFRs, tensor de difusão de imagem (DTI). correlation between corticospinal tract degeneration through magnetic resonance imaging, and functional scale (alsfRs) in patients whit amyotrophic lateral sclerosis ABsTRACT - Amyotrophic lateral sclerosis (ALs) is a neurodegenerative disease that affects the corticospinal tract. ALs functional rating scale (ALsFRs) is a questionnaire that quantifies motor deficits, while diffusion tensor imaging (DTI) evaluates the integrity of fibers through the fractional anisotropy (FA). In the present study, seven ALs patients were evaluated by ALsFRs and immediately submitted to DTI, getting FA values in the following regions: cerebral peduncle (PC), internal capsule (CI) and the white matter under the pri- mary motor cortex (m1), secondary motor cortex (m2) and somestetic cortex (sI). A control group was con- stituted by twelve healthy individuals. FA values in patients were significantly lower when compared with controls, with a tendency to higher reductions in the right hemisphere and more inferior regions. Interest- ingly, FA values were reduced in somestetic area. No correlation was observed between symptoms dura- tion and FA values. Despite the correlation observed between ALsFRs scores and degeneration in PC and CI, our results suggest that this subjective scale is not a good parameter for the evaluation of the structur- al damage in encephalic portions of the corticospinal tract. Key woRDs: amyotrophic lateral sclerosis, functional scale, ALsFRs, diffusion tensor imaging (DTI).

1 Pós-Graduada em Fisioterapia, Departamento de Neurologia / Neurocirurgia, universidade Federal de são Paulo - escola Paulista

de medicina, são Paulo sP, Brasil (uNIFesP-ePm); 2 Doutor em Neurociência, Departamento de Ciências da saúde, uNIFesP-ePm;

3 Neurorradiologista, Departamento de Diagnóstico por Imagem, uNIFesP-ePm; 4 mestre em Fisioterapia, Departamento de Neuro-

logia / Neurocirurgia, uNIFesP-ePm; 5 Doutora em Fisioterapia, Departamento de Neurologia / Neurocirurgia, uNIFesP-ePm; 6 espe-

cializando em Neurorradiologia, Departamento de Diagnóstico por Imagem, uNIFesP-ePm; 7 Doutor em medicina, Departamento

de Neurologia / Neurocirurgia, uNIFesP-ePm. Apoio financeiro CAPes, CNPq e FAPesP.

Recebido 30 Janeiro 2007, recebido na forma final 15 maio 2007. Aceito 23 Junho 2007.

Dr. Alexandre Valotta da Silva - Lab Neurologia Experimental UNIFESP-EPM - Rua Botucatu 862 - 04023-900 São Paulo SP - Brasil.

E-mail: avsilva@unifesp.br

A esclerose lateral amiotrófica (eLA) é doença neu-

rodegenerativa progressiva do sistema nervoso cen-

tral (sNC), associada à degeneração e perda de neu-

rônios motores do córtex cerebral, tronco encefálico

e medula espinhal1,2. observa-se, portanto, o compro-

metimento de neurônios motores superiores (Nms)

e inferiores (NmI)2-8. A doença afeta as fibras ao lon-

go do trato córtico-espinhal (TCe)2,3, que constitui o

maior e mais importante sistema de fibras descen- dentes do cérebro humano, transmitindo os impul- sos que controlam os movimentos voluntários9,10. há várias hipóteses etiopatogênicas para a eLA, como (a) mutação da enzima catalisadora superóxido-dis- mutase (soD-1), que aumenta os radicais livres e in- duz a apoptose do neurônio motor, (b) excitotoxicida- de com aumento de glutamato, (c) fatores virais tar- dios da infecção subclínica de poliovírus (poliomieli- te), (d) stress oxidativo, (e) fatores ambientais e expo- sição a determinadas substancias químicas, que agi- riam no receptor de glutamato, como chumbo, alu- mínio e mercúrio11-15. Dentre as avaliações clínicas em eLA, que originam informações sobre mortalidade, função pulmonar, força muscular, déficit neurológi- co e inabilidade, encontramos a escala funcional de avaliação em esclerose lateral amiotrófica (ALsFRs – Amyotrophic Lateral Sclerosis Functional Rating Sca- le ). essa escala utiliza uma pontuação de 0 (pior fun- ção) a 40 (melhor função), podendo ser convertida em uma escala de 100 pontos16,17. A ALsFRs quantifica e avalia as funções motoras, bulbares e respiratórias dos pacientes com eLA, funcionando com um indica- tivo prognóstico^17. o diagnóstico da eLA atualmente é baseado na história e progressão da doença, com evidências do envolvimento do Nms e NmI^4 , segun- do os critérios do el escorial^18. Para detectar o com- prometimento do NmI, utiliza-se a eletroneuromio- grafia (eNmG), que avalia a velocidade de condução nervosa das fibras motoras19,20. Por outro lado, é difí- cil detectar o envolvimento do Nms, pois muitas ve- zes os sinais de comprometimento são discretos, ge- rando dúvidas para diagnóstico definitivo de eLA e a necessidade de exclusão de outras doenças2,4,5,20. Além dos parâmetros clínicos, algumas técnicas de neuroimagem podem ser usadas para avaliar as le- sões do sNC em pacientes com eLA. Assim, mudanças e anormalidades do trato corticoespinhal (TCe) têm sido detectadas in vivo^21. estudos recentes com resso- nância magnética (Rm) demonstram atrofia do siste- ma motor, particularmente no trato piramidal, e sinais de alterações no córtex motor, em estágios mais avan- çados da doença5,7,8,10,11,19,22-30. especificamente, a ima- gem por tensor de difusão ( Diffusion tensor imaging

- DTI), também chamada “tratografia”, é atualmente o método mais sensível para avaliar a integridade das fibras da substância branca1-4,8,19,20,22,23-25,27,29-31. A DTI é uma técnica capaz de caracterizar as propriedades das moléculas da água, baseado na sua difusão. em pessoas vivas, os movimentos dessas moléculas são li- mitados devido à presença de membranas, macromo- léculas e estruturas subcelulares, que se comportam como uma barreira para a difusão, impondo uma po- larização direcional e resultando em uma anisiotro- pia3,5,11,20. Assim, a difusão é mais elevada no senti- do ao longo dos tratos de fibras do que perpendicu- lar a eles2,31. o colapso nesses obstáculos observado na degeneração do Nms eleva a difusão, estando as- sociado à redução da anisiotropia^20. esse direciona- mento da difusão pode ser quantificado pelo índice fractional anisiotropy (FA), que analisa quantitativa- mente o grau de deterioração das fibras e está liga- do à qualidade e densidade nas estruturas orienta- das no tecido. A escala de valores para o FA vai de zero (difusão não direcionada) a um (difusão ao lon- go de uma única direção). o objetivo deste estudo foi avaliar parâmetros clí- nicos e imagenológicos quantitativos em pacientes com eLA definida, utilizando a escala de funcionali- dade ALsFRs e verificando sua relação com a dege- neração do TCe através da Rm, utilizando o tensor de difusão de imagem (DTI). método A seleção de pacientes com eLA foi realizada no Ambu- latório da Associação Brasileira de esclerose Lateral Amio- trófica (ABReLA) da universidade Federal de são Paulo (uNIFesP). o diagnóstico de eLA foi definido segundo os critérios do el escorial^18 , com a exclusão de outras doenças. Foram excluídos pacientes com eLA bulbar e pacientes com sintomas avançados. os critérios de exclusão para a reali- zação da ressonância magnética foram: claustrofobia, des- conforto respiratório grave, ventilação mecânica assistida diurna, marcapasso e próteses metálicas. Dos dez pacientes selecionados, dois pacientes não conseguiram completar os exames e um paciente não obteve imagem satisfatória. As- sim, o estudo foi realizado com sete pacientes (três mulhe- res e quatro homens), com idade média de 54,7±11,1 anos e duração média dos sintomas de 33,8±23 meses. Para a ana- lise da Rm, as imagens dos pacientes (N=7) foram compa- radas àquelas obtidas de indivíduos saudáveis (N=10), uti- lizando o teste t não pareado. No dia da realização da Rm, cada um dos pacientes res- pondeu ao questionário de funcionalidade ( functional rating scale – ALsFRs), usado para avaliar o grau de gravidade da doença. os resultados da Rm e da escala de funcionalidade foram posteriormente comparados (teste de sperman) para verificar a possível relação entre os parâmetros adquiridos. Protocolo da DTI – Foram realizados exames de Rm do encéfalo com equipamento de 1.5 T, magnetom sonata (siemens, erlangen, Alemanha), em todos os pacientes e controles. o protocolo de aquisição incluiu seqüência spin- eco no plano sagital ponderada em T1 (tempo de repeti- ção mseg/tempo de eco mseg, 442/13; campo de visão, 24 x 24 cm; espessura de corte, 5,5 mm; intervalo entre cor- tes, 1,7 mm; matriz, 218 x 256; número de excitações, 1), se- qüência FLAIR no plano axial, com cortes paralelos a linha

tatisticamente significante entre a ALsFRs e o FA nas regiões do pedúnculo cerebral e cápsula interna à es- querda. observamos ainda uma tendência à correla- ção entre o tempo dos sintomas e os valores de FA na área motora primária (Tabela 2). discussão No presente estudo, observamos assimetria das le- sões encefálicas do TCe em pacientes com eLA defini- da apendicular, sendo o hemisfério direito e as áreas encefálicas inferiores (pedúnculo cerebral e cápsula interna) mais comprometidos. observamos ainda um comprometimento da área somestésica, não descri- to na literatura. Além disso, não houve correlação estatisticamente significante entre o score funcional e o dano estrutural para a maioria das regiões de interesse analisadas. entretanto, tal correlação pôde ser observada considerando o pedúnculo cerebral e cápsula interna à esquerda. essa correlação foi con- tralateral ao maior dano estrutural revelado pelo FA, sugerindo que a escala reflete, de certa forma, a funcionalidade do hemisfério menos afetado pela doença. Além disso, a redução de FA na área motora primária tendeu a se correlacionar estatisticamente com o tempo de evolução da doença, sugerindo que a extensão cranial do acometimento do TCe pela eLA acontece com a evolução da doença. Graham e colaboradores^20 estudaram pacientes com doença do Nms utilizando DTI e, à semelhança de nossos achados, observaram assimetria crânio-caudal nas alterações do TCe. os autores sugerem que tal assi- metria poderia ser decorrente de um processo de dege- neração caudo-cefálica ou “morte retrógrada” ( dying back ). segundo essa hipótese, os processos de dege-

Tabela 1. Valores de FA de diferentes regiões em pacientes e controles.

Pacientes Controles P x C

Pedúnculo cerebral D

e

D x e

p=0,

p=0,001**

p=0,01*

Cápsula interna D

e

D x e

p=0,

p=0,0002***

p=0,007*

Área motora secundária D

e

D x e

p=0,

Área motora primária D

e

D x e

p=0,

p=0,01*

p=0,02*

p=0,04*

Área somestésica D

e

D x e

p=0,

p=0,009*

p=0,

D, direito; e, esquerdo; P, pacientes; C, controles; *significante; **muito significante; ***extremamente significante. Análise estatística: pacientes X controles (PxC); teste t não pareado; lado direito X lado esquerdo (Dxe); teste t pareado.

Tabela 2. Correlação linear entre os parâmetros clínicos (ALSFRS score e tempo de sin-

tomas) e os valores de FA em diferentes regiões de interesse.

FA x ALsFRs

score

FA x Tempo de

sintomas

Pedúnculo cerebral D

e

p=0,

p=0,04*

p=0,

Cápsula interna D

e

p=0,

p=0,02*

p=0,

Área motora secundária D

e

p=0,

Área motora primária D

e

p=0,

Área somestésica D

e

p=0,

D, direito; e, esquerdo; *significante; **muito significante; ***extremamente significante. Aná- lise estatística: teste de correlação linear de Pearson.

neração axonal teriam início nas porções distais (mais baixas) do TCe e evoluiriam em sentido ascendente. Karlsborg e colaboradores^31 estudaram três dife- rentes níveis do TCe (coroa radiada, cápsula interna e ponte) em pacientes com eLA bulbar e apendicular. Nesse estudo, os pacientes apresentaram redução dos valores de FA na ponte (diferença estatisticamente significante), coroa radiada e cápsula interna (diferen- ças não significantes) quando comprados a controles saudáveis. os autores sugerem que a degeneração do Nms determina a alteração de FA antes que mudanças em outros parâmetros da DTI possam ser detectadas. Aoki e colaboradores^23 observaram diferenças sutis entre pacientes com eLA bulbar e apendicular, considerando os valores de FA ao longo do TCe. uma vez que a eLA bulbar apresenta melhor prognóstico que a eLA apendicular, informações adicionais para diferenciar estes tipos de eLA podem ser importantes para o prognóstico do paciente. Com relação ao presente estudo, alguns pontos devem ser considerados: (1) Não obstante o tamanho reduzido de nossa casuística (n=7), que decorre das características da doença e de um rigoroso critério de seleção, nossos resultados são relevantes no contexto dos estudos encontrados na literatura (Tabela 3); (2) Devido à reduzida disponibilidade do equipamento de Rm e ao custo dos exames, foram utilizados dados de indivíduos saudáveis disponíveis no Departamento de Diagnóstico por Imagem da uNIFesP. Atualmente, estamos desenvolvendo um banco de controles mais adequado para o estudo de doenças neurodegene- rativas como a eLA, considerando o pareamento de idade e sexo; (3) A escala de funcionalidade (ALsFRs) fornece dados subjetivos, pois depende do relato do próprio paciente, e pouco discriminativos, pois não diferencia o hemicorpo e a intensidade da força. Por- tanto, faz-se necessário o desenvolvimento de escalas de funcionalidade que incluam medidas objetivas do comprometimento da força muscular; (4) o presente estudo não considerou as diferentes formas de trata- mento recebidas pelos pacientes. Apesar dos diversos fatores limitantes, relaciona- dos à doença e ao método, nosso trabalho representa um avanço na compreensão da eLA, principalmente considerando a escassez de estudos semelhantes na

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Arq Neuropsiquiatr 2007;65(3-B):869-

Relação entRe degeneRação do tRato

cóRtico-espinhal atRavés de Ressonância

magnética e escala funcional (alsfRs) em

pacientes com escleRose lateRal amiotRófica

Larissa Nery Garcia^1 , Alexandre Vallota da Silva^2 ,

Henrique Carrete Jr^3 , Francis Meire Favero^4 , Sissy Veloso Fontes^5 ,

Marcelo Tavares Moneiro^6 , Acary Souza Bulle de Oliveira^7

1 Pós-Graduada em Fisioterapia, Departamento de Neurologia / Neurocirurgia, universidade Federal de são Paulo - escola Paulista

de medicina, são Paulo sP, Brasil (uNIFesP-ePm); 2 Doutor em Neurociência, Departamento de Ciências da saúde, uNIFesP-ePm;

3 Neurorradiologista, Departamento de Diagnóstico por Imagem, uNIFesP-ePm; 4 mestre em Fisioterapia, Departamento de Neuro-

logia / Neurocirurgia, uNIFesP-ePm; 5 Doutora em Fisioterapia, Departamento de Neurologia / Neurocirurgia, uNIFesP-ePm; 6 espe-

cializando em Neurorradiologia, Departamento de Diagnóstico por Imagem, uNIFesP-ePm; 7 Doutor em medicina, Departamento

de Neurologia / Neurocirurgia, uNIFesP-ePm. Apoio financeiro CAPes, CNPq e FAPesP.

Recebido 30 Janeiro 2007, recebido na forma final 15 maio 2007. Aceito 23 Junho 2007.

Dr. Alexandre Valotta da Silva - Lab Neurologia Experimental UNIFESP-EPM - Rua Botucatu 862 - 04023-900 São Paulo SP - Brasil.

E-mail: avsilva@unifesp.br

A esclerose lateral amiotrófica (eLA) é doença neu-

rodegenerativa progressiva do sistema nervoso cen-

tral (sNC), associada à degeneração e perda de neu-

rônios motores do córtex cerebral, tronco encefálico

e medula espinhal1,2. observa-se, portanto, o compro-

metimento de neurônios motores superiores (Nms)

e inferiores (NmI)2-8. A doença afeta as fibras ao lon-

go do trato córtico-espinhal (TCe)2,3, que constitui o

Tabela 1. Valores de FA de diferentes regiões em pacientes e controles.

Pacientes Controles P x C

Pedúnculo cerebral D

e

D x e

p=0,

p=0,

p=0,001**

p=0,01*

Cápsula interna D

e

D x e

p=0,

p=0,

p=0,0002***

p=0,007*

Área motora secundária D

e

D x e

p=0,

p=0,

p=0,

p=0,

Área motora primária D

e

D x e

p=0,

p=0,01*

p=0,02*

p=0,04*

Área somestésica D

e

D x e

p=0,

p=0,

p=0,009*

p=0,

Tabela 2. Correlação linear entre os parâmetros clínicos (ALSFRS score e tempo de sin-

tomas) e os valores de FA em diferentes regiões de interesse.

FA x ALsFRs

score

FA x Tempo de

sintomas

Pedúnculo cerebral D

e

p=0,

p=0,04*

p=0,

p=0,

Cápsula interna D

e