Atassia: scoperto il difetto cellulare responsabile di una rara malattia neurologica / Ataxia: discovered the cell defect responsible for a rare neurological disease

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Un malfunzionamento dei mitocondri, le centrali energetiche delle cellule, causa lo sviluppo della SCA28, una forma ereditaria di atassia. Dopo 10 anni di studi e grazie al sostegno di Fondazione Telethon, la scoperta del team di ricerca guidato dai prof Alfredo Brusco e Filippo Tempia dell'università di Torino e NICO

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 I nostri movimenti quotidiani prevedono una coordinazione inconscia, operata dal cervelletto, la parte più antica del cervello. La perdita di questa capacità, chiamata “atassia”, è un sintomo comune a molte malattie neurologiche. Una parte delle atassie è ereditaria, ha cioè una causa genetica: un singolo gene, tra i 20.000 che compongono il nostro genoma, è mutato e non riesce a sintetizzare la proteina corrispondente o ne sintetizza una malfunzionante. Questo provoca nei pazienti una progressiva e irreversibile degenerazione del cervelletto, ma le ragioni per cui questo fenomeno avviene sono spesso ignote.
 
In un lavoro pubblicato sull’importante rivista internazionale Neurobiology of Disease, i gruppi del Prof. Alfredo Brusco (Dipartimento di Scienze Mediche) e del Prof. Filippo Tempia (Dipartimento di Neuroscienze Rita Levi-Montalcini e NICO - Neuroscience Institute Cavalieri Ottolenghi) dell’Università di Torino hanno chiarito il meccanismo attraverso cui insorge e si sviluppa una forma di atassia ereditaria chiamata SCA28. Nel 2006 gli stessi gruppi avevano contribuito alla scoperta del gene AFG3L2 che mutato causa la patologia.
La ricerca - iniziata oltre 10 anni fa - è stata condotta dalle dott.sse Cecilia Mancini ed Eriola Hoxha grazie al supporto della Fondazione Telethon, ed è frutto della collaborazione di numerosi ricercatori di centri nazionali e internazionali (Università di Torino, Milano e Bologna; Istituto San Raffaele di Milano e Istituto di Biotecnologie dell’Università di Helsinki).
 
Grazie a tecniche di biologia molecolare, i ricercatori hanno introdotto nel genoma del topo una variante del gene AFG3L2 presente nei pazienti, generando così un modello murino di atassia SCA28. Come nell’uomo, i topolini hanno sviluppato una forma di malattia lieve, visibile solo 

nell’età adulta e lentamente progressiva. «Lo studio di questo modello creato in laboratorio ci ha permesso di scoprire che la malattia è causata da un difetto nella funzione dei mitocondri, le cosiddette centrali energetiche della cellula» spiega il prof. Alfredo Brusco del Dipartimento di Scienze Mediche dell’Università di Torino.
 
«Nella SCA28 la proteina AFG3L2 non funziona correttamente, e i mitocondri assumono una forma anomala perdendo progressivamente la capacità di sintetizzare ATP. La causa di questo “malfunzionamento” - continua il prof. Brusco - sta nel ruolo di AFG3L2, che ha il compito di ripulire i mitocondri dalle proteine anomale o degradate. Nella SCA28 i mitocondri accumulano questi prodotti di scarto senza riuscire a eliminarli: a lungo termine funzionano sempre peggio provocando un danno cellulare».
 
«Questo meccanismo, noto come “proteostasi mitocondriale”, è importante nell’invecchiamento ed è coinvolto in altre patologie neurodegenerative più conosciute, come il morbo di Alzheimer e il morbo di Parkinson. I risultati sui topi - aggiunge il prof. Filippo Tempia del Dipartimento di Neuroscienze e NICO - Neuroscience Institute Cavalieri Ottolenghi dell’Università di Torino - ci hanno permesso di individuare alcuni farmaci in grado di inibire la sintesi di proteine mitocondriali, e che potrebbero essere in grado di invertire il processo patologico e rallentare o impedire la progressione della malattia».
 
«Questo lavoro aumenta la nostra comprensione dei meccanismi responsabili delle atassie e porterà a nuove scoperte sulla funzione del cervelletto. Lo studio - conclude il prof. Brusco - apre nuove possibilità da esplorare nel trattamento di questa e altre patologie neurologiche».

Che cos’è L’Atassia?

L’atassia è un disturbo motorio, nel quale in assenza di paralisi, si manifesta la progressiva perdita della coordinazione muscolare. Comporta un’alterazione del movimento sia:

• Nella dinamica, poiché si verifica un’alterazione nell’esecuzione dei movimenti volontari, che risultano scarsamente finalizzati per carenza di misura e direzione.
• Nella statica, in cui risulta compromessa la conservazione della posizione del tronco rispetto agli arti e al capo.

Altri sintomi rilevanti sono riferibili ad una scarsa articolazione della parola detta disartria, all’incoordinazione dei movimenti oculari cioè il nistagmo, all’alterazione dei riflessi osteotendinei (r.o.t) ed all’incontinenza.

Incidenza

La patologia colpisce 4,5 soggetti ogni 100.000 individui ed in Italia circa 5.000 soggetti ne soffrono. Il disturbo atassico ha un’eziopatogenesi molto varia.

Quali sono le cause?

Esso può avere una base ereditaria:

• Autosomico dominante nello forme spinocerebellari (SCA).
• Per difetti di riparazione del DNA come nell’atassia-telangiectasica.
• Da alterazioni mitocondriali come nell’atassia di Friedrerich che rappresenta la forma più diffusa di atassia ereditaria con carattere recessivo.
• Da malattie metaboliche, solitamente piuttosto rare che provocano una caratteristica atassia con deficit isolato di vitamina E.

L’atassia risulta essere inoltre un sintomo secondario di altre patologie di diversa natura: può manifestarsi insieme a disturbi cognitivi e ad incontinenza urinaria nell’idrocefalo normoteso nell’anziano, per neoplasie craniche o lesioni del midollo spinale, per  patologie a carattere immunitario come nella malattia di Miller Fisher (una forma della sindrome di Guillan-Barrè) o in seguito a malattie infettive come la Creautzfeldt-Jacob o per la comparsa di meningiti.

La classificazione

L’atassia può essere distinta in base alla sede della lesione in:

Atassia cerebellare

Nell’atassia cerebellare la lesione si verifica nel cervelletto considerato come il centro della coordinazione dei movimenti muscolari. In questa struttura giungono informazioni relative alla sensibilità propriocettiva dai fasci spinocerebellari, informazioni visive provenienti dal collicolo superiore ed informazioni vestibolari mediante il lobulo flocconodulare. Tutte le vie motorie inviano informazioni al cervelletto, quando ricevono comandi motori. Al procedere del movimento, il cervelletto ha il compito di confrontare l’informazione propriocettiva con quelle già sperimentate nel movimento precedente. La sua lesione causa, pertanto, una perdita del confronto tra le afferenze e le efferenze motorie con conseguente impossibilità nel controllare la precisione e la fluidità dei movimenti. Segni di questa sofferenza sono l’atassia statica, in cui si verifica una tendenza alla caduta a base ristretta e l’atassia della marcia, nella quale la deambulazione è caratterizzata da deviazioni laterali e base di appoggio allargata, similmente all’andatura di un ubriaco con gli arti superiori lontani dal corpo, in una posizione detta “a bilanciere”.
Frequente è l’ipotonia, maggiormente visibile a livello della muscolatura degli arti rispetto a quella dei muscoli del tronco e l’astenia che non ostacola lo svolgimento dei movimenti, sebbene li renda scarsamente incisivi per assenza di energia.
Vi è poi atassia segmentaria che modifica l’engramma motorio del gesto con la manifestazione di dismetria, evidenziabile con ritardo nell’inizio e nell’arresto dell’esecuzione dei gesti, errori di ampiezza e di misura nel tentativo di raggiungere un oggetto; tremore statico e cinetico nell’esecuzione di movimenti ampi ed irregolari e disdiaconocinesia, che rende impossibile l’esecuzione di movimenti rapidi ed alternati.
I muscoli deputati alla produzione della voce e della parola sono coinvolti con la comparsa di disartria e per tale ragione il linguaggio risulta contraddistinto da una sequenza temporale scandita e sillabata.
Ultimo caratteristico sintomo è il nistagmo che provoca movimenti oscillatori, ritmici ed involontari dei globi oculari. Le cause più frequenti di disfunzioni cerebellari sono le patologie cerebrovascolari, la sclerosi multipla, l’abuso di farmaci come gli antiepilettici o di sostanze alcoliche. Secondariamente possono essere dovute anche ad ascessi cerebellari, tumori in fossa cranica posteriore, degenerazione cerebellare sia di carattere ereditario come nell’atassia di Friedreich e sia indotta dall’alcool o paraneoplasica, malformazioni di Arnold-Chiari ed ipotiroidismo.

Atassia sensitiva

L’atassia sensitiva è conseguente ad un lesione delle fibre propriocettive nei cordoni posteriori dove si trovano le vie spino talamiche ed i fascicoli del cuneato e del gracile. Queste fibre sensitive sono responsabili delle informazioni sulla posizione, sul movimento dei vari segmenti corporei e della discriminazione tattile.
I sintomi che ne derivano vengono parzialmente corretti tramite il canale visivo, per questo motivo in sua assenza (occhi chiusi da parte del pz.), il disturbo tende a subire un netto peggioramento. Differentemente nell’atassia cerebellare non si riscontra modifica del disturbo con la chiusura degli occhi ed è questa la differenza semiologica necessaria per effettuare la diagnosi differenziale tra i due tipi di atassia, diagnosi che è possibile eseguire tramite il segno di Romberg. Nella marcia, il paziente procede con cautela e l’andatura peggiora di molto se avvengono cambiamenti della luminosità, la base risulta allargata con una tendenza a “lanciare gli arti” e a “talloneggiare” e solitamente il soggetto mantiene le braccia abdotte per aumentare il suo baricentro e cercare maggiore stabilità. Si riscontra anche una riduzione dei riflessi profondi e un’alterazione della sensibilità profonda come ipopallestesie e parestesie.
Negli arti superiori soprattutto nelle porzioni più distali,a livello della mano appaiono segni clinici come pseudoatetosi, per cui il paziente non riesce a mantenere le dita in iperestensione; marcata goffaggine, soprattutto nell’esecuzione di movimenti fini che richiedono un’alta precisione e difficoltà nel riconoscere gli oggetti che si tengono in mano con gli occhi chiusi.

Atassia Labirintica

Una simile forma del disturbo è conseguente a danni che coinvolgono il sistema vestibolare situato nell’orecchio interno, costituito dal vestibolo e dai tre canali semicircolari che forniscono informazioni sulla posizioni e sui movimenti del capo. Questa causa di instabilità è riconoscibile per la presenza di sintomi specifici quali la vertigine, il nistagmo rotatorio, la deviazione della deambulazione dal lato dove è situata la lesione e nella marcia sul posto la tendenza a descrivere un cerchio dal lato della disfunzione, soprannominata come “marcia a stella”.

Atassia Cerebrale

Quest’ultima forma può verificarsi in seguito a lesioni della corteccia frontale, parietale o temporale, dove vengono elaborate informazioni necessarie per permettere il raggiungimento dell’equilibrio corporeo. A livello di ogni porzione della corteccia vengono infatti raccolte ed elaborate informazioni che attraverso la loro integrazione, consentono ad ogni individuo di avere una percezione dello spazio che lo circonda e della sua stessa presenza all’interno dello spazio e, per questo motivo, sono essenziali per l’equilibrio e la coordinazione motoria.

Diagnosi

La diagnosi di atassia si basa primariamente sull’esecuzione dell’ esame clinico e sulla comparsa della tipica sintomatologia. Durante l’esame clinico si valuterà il mantenimento della postura in ortostatismo tramite l’esame diagnostico detto test di Roomberg, in cui viene richiesto al paziente di stare in piedi con le braccia distese in avanti ed i talloni uniti ad occhi aperti per alcuni secondi e di ripetere una seconda volta la stessa azione ad occhi chiusi. Queste semplici richieste permettono di effettuare la diagnosi differenziale tra atassia cerebellare e sensitiva: il test si ritiene positivo per l’atassia sensitiva se il paziente, nei primi 30 secondi in cui esegue la manovra ad occhi chiusi, tende ad avere delle oscillazioni; differentemente, se le oscillazioni sono presenti a prescindere dall’uso del canale visivo il test si ritiene negativo per presenza di atassia cerebellare.

Nella deambulazione si esegue la valutazione di distinti elementi. Si parte dalla base di appoggio che solitamente tende ad aumentare,si valuta inoltre l’ampiezza dei passi, il controllo della posizione degli arti superiori rispetto a quelli inferiori, la traiettoria della marcia la quale differisce nelle diverse forme di atassia, l’eventuale presenza dell’arresto nel procedere, come esegue la marcia del funambolo e dei saltelli e la necessità di utilizzare il controllo visivo durante il cammino.

Per quanto riguarda la coordinazione segmentaria, il gesto viene esaminato nelle sue componenti costitutive come la fluidità,la precisione e la durata. Si eseguono delle manovre di raggiungimento sia con gli arti superiori che con gli arti inferiori. Un esempio è rappresentato dalle prove ginocchio tallone ed indice naso, dove viene richiesto al paziente di raggiungere con l’indice la punta del naso per evidenziare o meno la presenza dell’arresto o di un rallentamento nel raggiungimento dell’obiettivo richiesto.

Si ricerca la presenza o meno di turbe nell’articolazione del parola come la disartria, considerando il linguaggio non solo dal punto di vista articolatorio, ma anche in relazione a competenze lessicale semantica, morfo-sintattica ed informativa.

Altri esami che possono rivelarsi necessari sono:

• Gli esami del sangue: confermano o escludono la condizione sospetta.
• Test delle urine: sono utile al rinvenimento di alcune anomalie sistemiche che possono essere legate ad alcune forme di atassia.
• Studi di imaging: quali la tomografia computerizzata (TAC) o la risonanza magnetica (MRI) del cervello per determinare le cause potenziali.
• I test genetici :per stabilire se è presente la mutazione del gene che causa una delle condizioni dell’atassia.

Trattamento riabilitativo

Ad oggi non esiste ancora una terapia farmacologica efficace per questa patologia quando essa presenta un’origine tipo neurologico. La fisioterapia riveste, pertanto, un ruolo fondamentale, in quanto consente ai pazienti di contrastarne i sintomi principali. Gli obiettivi che il trattamento riabilitativo mira a raggiungere si concentrano sul favorire l’apprendimento di nuove condotte motorie mediante le funzionalità residue, evitare la perdita della normale mobilità e della forza muscolare, permettere il mantenimento di una buona respirazione e nel complesso consentire al paziente l’autonomia e l’autosufficienza nello svolgimento delle attività della vita quotidiana.

Il compito del terapista consiste nell’identificare l’esperienza più utile per ricostruire la funzione alterata ad un livello più complesso. Per facilitare il riapprendimento di condotte motorie funzionali, si ritiene utile proporre al paziente esercizi che rappresentino delle situazioni programmate all’interno della quali il soggetto abbia la necessità di utilizzare determinati processi cognitivi, come l’attenzione e la memoria, così da ripristinare la capacità di organizzare sequenze motorie più raffinate attraverso lo svolgimento di compiti connessi alla necessità di acquisire determinate informazioni, secondo l’Esercizio Terapeutico Conoscitivo. Nell’atassia sensitiva, il paziente presenta un deficit propriocettivo e per mezzo degli esercizi proposti, si vuole ricreare una condizione nella quale possa riacquisire la capacità di stabilire corretti rapporti spaziali tramite il riconoscimento di percorsi o superfici, pressioni, attrito e peso, con l’ esclusione della vista. In tal modo il malato deve ricorrere non solo alle contrazioni muscolari o agli adattamenti tonici per relazionarsi con l’oggetto del problema conoscitivo, ma adottare delle strategie, cosicché il cervello strutturi il suo agire secondo l’azione da compiere per ottenere un definito scopo. Le operazioni conoscitive richieste al paziente consisteranno in operazioni spaziali e di contatto:

• Le prime definiscono il rapporto tra il corpo e l’ oggetto, per il riconoscimento di distanza, direzione e forma. All’ interno di queste si possono distinguere ancora due operazioni legate allo spazio del “cosa”, che permette di riconoscere l’oggetto o il percorso, e “lo spazio del dove”, che mi dà indicazioni su dove è posizionato il corpo nel raggiungerlo.
• Le seconde consentono di riconoscere percorsi, resistenze, attrito e consistenze, utili anche nel migliorare la fluidità del gesto .

Esse riguardano essenzialmente mano e piede, che rappresentano superfici conoscitive nelle azioni del raggiungere e nella deambulazione. In tal modo il paziente riesce a valutare la resistenza che gli viene offerta attraverso i sussidi e ad imprimere una risposta proporzionata ad essa.

Un altro elemento focale su cui concentrare l’intervento riabilitativo è la postura del paziente atassico, che risulta fortemente alterata per quanto riguarda l’equilibrio e la coordinazione. Il controllo della postura è deputato ad adattare le risposte automatiche del corpo a perturbazioni inattese e nel generare risposte anticipatorie come le reazioni di aggiustamento da parte dei muscoli equilibratori tali che venga mantenuto fisso il centro di gravità. Nell’atassia cerebellare dove si riscontra un deficit dell’equilibrio sia nella posizione ortostatica che nella deambulazione possono essere proposti esercizi con la tecnica della  “Stabilizzazione ritmica” sia a livello degli arti superiori che di quelli inferiori. Il principio neurofisiologico alla sua base si ritrova “nell’induzione successiva dello stimolo”, che si attiva mediante una serie di contrazioni isometriche su due schemi antagonisti tra loro, con lo scopo di  stabilizzare e di potenziare la parte che viene stimolata.

Gli esercizi verranno proposti seguendo una progressione piramidale: dalla posizione supina a quella in seduta laterale,alla quadrupedia,al cavalier servente per giungere alla postura eretta, andando a diminuire in modo graduale la base di appoggio. Gli esercizi verrano eseguiti sui tre piani dello spazio: il piano frontale permetterà di stabilizzare gli inclinatori del tronco, il piano orizzontale di rinforzare i rotatori ed il piano sagittale un’allungamento dei muscoli coinvolti nei movimenti di flesso-estensione.

Anche il mantenimento di una buona dinamica respiratoria risulta importante: pertanto la proposta di esercizi respiratori tramite il Breathing Control, cioè respirazioni a volume corrente, consente di agire simultaneamente sui muscoli del diaframma, sugli intercostali, sui parasternali e sugli scaleni, per consentire la conservazione di una adeguata compliance polmonare.

In conclusione, il precoce indirizzamento ad un trattamento riabilitativo diretto alla specifica sintomatologia del paziente con atassia può risultare determinante nel migliorare il progredire e la degenerare della patologia.

ENGLISH

A malfunction of the mitochondria, the cell power plants, causes the development of SCA28, a hereditary form of ataxia. After 10 years of study and thanks to the support of the Telethon Foundation, the discovery of the research team led by Prof. Alfredo Brusco and Filippo Tempia of the University of Turin and NICO

.Our daily movements provide an unconscious coordination, operated by the cerebellum, the oldest part of the brain. The loss of this ability, called "ataxia", is a common symptom of many neurological diseases. A part of the ataxias is hereditary, that is, it has a genetic cause: a single gene, among the 20,000 that make up our genome, has mutated and fails to synthesize the corresponding protein or synthesizes a malfunctioning protein. This causes in patients a progressive and irreversible degeneration of the cerebellum, but the reasons why this phenomenon occurs are often unknown.

 In a work published in the important international journal Neurobiology of Disease, the groups of Prof. Alfredo Brusco (Department of Medical Sciences) and Prof. Filippo Tempia (Department of Neuroscience Rita Levi-Montalcini and NICO - Neuroscience Institute Cavalieri Ottolenghi) of University of Turin have clarified the mechanism through which a form of hereditary ataxia called SCA28 arises and develops. In 2006, the same groups had contributed to the discovery of the mutated AFG3L2 gene.

The research - started over 10 years ago - was conducted by Dr. Cecilia Mancini and Eriola Hoxha thanks to the support of the Telethon Foundation, and is the result of the collaboration of numerous researchers from national and international centers (University of Turin, Milan and Bologna; San Raffaele Institute of Milan and Institute of Biotechnology of the University of Helsinki).

 Thanks to molecular biology techniques, the researchers introduced in the mouse genome a variant of the AFG3L2 gene present in the patients, thus generating a mouse model of ataxia SCA28. As in humans, mice have developed a mild form of disease, visible only in adulthood and slowly progressive. «The study of this model created in the laboratory has allowed us to discover that the disease is caused by a defect in the function of the mitochondria, the so-called energy power plants of the cell» explains prof. Alfredo Brusco of the Department of Medical Sciences of the University of Turin.

 "In the SCA28, the AFG3L2 protein does not work properly, and the mitochondria take on an abnormal shape progressively losing its ability to synthesize ATP. The cause of this "malfunction" - continues the prof. Brusco - is in the role of AFG3L2, which has the task of cleaning up the mitochondria from abnormal or degraded proteins. In SCA28 mitochondria accumulate these waste products without being able to eliminate them: in the long run they always work worse causing cell damage. "

 "This mechanism, known as" mitochondrial proteostasis ", is important in aging and is involved in other well-known neurodegenerative diseases, such as Alzheimer's and Parkinson's disease. Results on mice - adds prof. Filippo Tempia of the Department of Neuroscience and NICO - Neuroscience Institute Cavalieri Ottolenghi of the University of Turin - have allowed us to identify some drugs able to inhibit the synthesis of mitochondrial proteins, and that could be able to reverse the pathological process and slow down or prevent the progression of the disease ".

 "This work increases our understanding of the mechanisms responsible for the ataxias and will lead to new discoveries about the function of the cerebellum. The study - concludes prof. Brusco - opens up new possibilities to explore in the treatment of this and other neurological diseases ".

What is Ataxia?

Ataxia is a motor disorder, in which in the absence of paralysis, the progressive loss of muscle coordination occurs. It involves an alteration of the movement both:

In the dynamic, since an alteration occurs in the execution of voluntary movements, which are poorly finalized due to lack of measurement and direction.

In the static, in which the preservation of the position of the trunk with respect to the limbs and the head is compromised.

Other relevant symptoms refer to a poor articulation of the word called dysarthria, to the incoordination of ocular movements, that is, the nystagmus, to the alteration of the osteotendine reflexes (r.o.t) and to the incontinence.

Incidence

The disease affects 4.5 subjects per 100,000 individuals and in Italy about 5,000 suffer from it. The ataxic disorder has a very diverse etiopathogenesis.

What are the causes?

It can have a hereditary base:

Autosomal dominant in spinocerebellar forms (SCA).

For DNA repair defects such as in ataxia-telangiectasica.

From mitochondrial alterations such as in Friedrerich ataxia which represents the most widespread form of hereditary recessive ataxia.

From metabolic diseases, usually rather rare, that cause a characteristic ataxia with isolated vitamin E deficiency.

Moreover, ataxia appears to be a secondary symptom of other pathologies of different nature: it may occur together with cognitive disorders and urinary incontinence in normotensive hydrocephalus in the elderly, for cranial neoplasia or spinal cord injury, for immune pathologies as in Miller Fisher's disease (a form of Guillan-Barré syndrome) or as a result of infectious diseases such as Creautzfeldt-Jacob or the appearance of meningitis.

The classification

Ataxia can be distinguished based on the site of the lesion in:

Cerebellar ataxia

In cerebellar ataxia the lesion occurs in the cerebellum considered as the center of the coordination of muscular movements. In this structure information regarding proprioceptive sensibility from the spinocerebellar bundles, visual information from the superior colliculus and vestibular information through the flocconodular lobule arrive. All motor pathways send information to the cerebellum when they receive motor commands. As the movement proceeds, the cerebellum has the task of comparing proprioceptive information with those already experienced in the previous movement. Therefore, its lesion causes a loss of the comparison between the afferents and the motor efferences with consequent impossibility in controlling the precision and fluidity of the movements. Signs of this suffering are static ataxia, in which there is a tendency to fall with a narrow base and the ataxia of the march, in which the gait is characterized by lateral deviations and an extended support base, similar to the gait of a drunkard. with the upper limbs far from the body, in a position called "balance".

Frequent is the hypotonia, more visible at the level of the muscles of the limbs than the muscles of the trunk and the asthenia that does not hinder the movement of the movements, although it makes them scarcely incisive due to the absence of energy.

Then there is segmental ataxia that modifies the motor engram of the gesture with the manifestation of dismetria, which can be highlighted with delay in the beginning and in the arrest of the execution of the gestures, amplitude and measure errors in the attempt to reach an object; static and kinetic tremor in the execution of large and irregular movements and dysdiaconocinesia, which makes it impossible to perform rapid and alternating movements.

The muscles used for the production of the voice and the word are involved with the appearance of dysarthria and for this reason the language is characterized by a timed and hyphenated timeline.

The last characteristic symptom is the nystagmus which causes oscillatory, rhythmical and involuntary movements of the ocular globes. The most frequent causes of cerebellar dysfunctions are cerebrovascular diseases, multiple sclerosis, the abuse of drugs such as antiepileptics or alcohol. Secondly they may also be due to cerebellar abscesses, posterior cranial fossa tumors, cerebellar degeneration both of an inherited nature such as in Friedreich's ataxia and either induced by alcohol or paraneoplastic, Arnold-Chiari malformations and hypothyroidism.

Sensitive ataxia

Sensitive ataxia is the result of a lesion of the proprioceptive fibers in the posterior cords where the thalamic spinal pathways and the fascicles of the cuneato and the gracilis are found. These sensitive fibers are responsible for information on the position, the movement of the various body segments and tactile discrimination.

The resulting symptoms are partially corrected through the visual canal, for this reason in its absence (eyes closed by the patient), the disorder tends to suffer a marked deterioration. Differently in the cerebellar ataxia there is no change of the disturbance with the closing of the eyes and this is the semiological difference necessary to make the differential diagnosis between the two types of ataxia, diagnosis that can be performed by the Romberg sign. In the march, the patient proceeds with caution and the pace worsens a lot if changes in brightness occur, the base is enlarged with a tendency to "throw the limbs" and to "heel" and usually the subject keeps his arms abducted to increase his barycentre and seek greater stability. There is also a reduction in deep reflexes and an alteration of profound sensitivity such as hypopallesthesia and paresthesia.

In the upper limbs, especially in the most distal portions, at the level of the hand appear clinical signs such as pseudoathetosis, for which the patient can not keep the fingers in hyperextension; marked clumsiness, especially in the execution of fine movements that require high precision and difficulty in recognizing objects held in the hand with closed eyes.

Labyrinthine ataxia

A similar form of the disorder is due to damage involving the vestibular system located in the inner ear, consisting of the vestibule and the three semicircular canals that provide information on the positions and movements of the head. This cause of instability is recognizable by the presence of specific symptoms such as vertigo, the rotational nystagmus, the deviation of walking from the side where the lesion is located and in the march on the spot the tendency to describe a circle on the side of dysfunction, dubbed as " star gear ".

Cerebral ataxia

This latter form can occur following lesions of the frontal, parietal or temporal cortex, where information necessary to allow the achievement of body balance is processed. At the level of each portion of the cortex, information is gathered and processed that, through their integration, allows each individual to have a perception of the space that surrounds him and of his presence inside the space and, for this reason, are essential for balance and motor coordination.

Diagnosis

The diagnosis of ataxia is based primarily on the execution of the clinical examination and on the appearance of the typical symptomatology. During the clinical examination we will evaluate the posture maintenance in orthostatism by means of the diagnostic test called Roomberg test, in which the patient is asked to stand with his arms extended forward and the heels together with open eyes for a few seconds. to repeat the same action a second time with your eyes closed. These simple requests make it possible to make the differential diagnosis between cerebellar and sensory ataxia: the test is considered positive for sensory ataxia if the patient tends to have oscillations in the first 30 seconds in which he performs a closed maneuver; differently, if the oscillations are present regardless of the use of the visual canal, the test is considered negative due to the presence of cerebellar ataxia.

In the deambulation the evaluation of distinct elements is performed. It starts from the base of support that usually tends to increase, we also evaluate the width of the steps, the control of the position of the upper limbs than the lower, the trajectory of the gear which differs in the different forms of ataxia, the possible presence of the arrest in proceeding, as it performs the walk of the tightrope walker and of the hops and the necessity to use the visual control during the walk.

As for segmental coordination, the gesture is examined in its constituent components such as fluidity, precision and duration. Maneuvers are achieved both with the upper limbs and the lower limbs. An example is represented by the heel knee and nose index tests, where the patient is asked to reach with the index the tip of the nose to highlight whether or not the presence of the arrest or a slowdown in achieving the required target.

We look for the presence or absence of disorders in the articulation of the word as dysarthria, considering the language not only from the articulatory point of view, but also in relation to semantic, morpho-syntactic and informative lexical skills.

Other tests that may prove necessary are:

Blood tests: confirm or exclude the suspected condition.

Urine tests: they are useful for the discovery of some systemic anomalies that may be linked to some forms of ataxia.

Imaging studies: such as computerized tomography (TAC) or magnetic resonance imaging (MRI) of the brain to determine potential causes.

Genetic tests: to determine if there is a mutation in the gene that causes one of the conditions of ataxia.

Rehabilitation treatment

To date there is still no effective pharmacological therapy for this condition when it has a neurological type origin. Physiotherapy therefore plays a fundamental role, as it allows patients to counteract their main symptoms. The objectives that the rehabilitation treatment aims to reach focus on favoring the learning of new motor conduits through the residual functions, avoiding the loss of normal mobility and muscle strength, allowing the maintenance of good breathing and overall allowing the patient to autonomy and self-sufficiency in carrying out the activities of daily life.

The therapist's task is to identify the most useful experience to reconstruct the altered function at a more complex level. To facilitate the re-learning of functional motor conduits, it is considered useful to propose to the patient exercises that represent programmed situations within which the subject needs to use certain cognitive processes, such as attention and memory, so as to restore the capacity to organize more refined motor sequences by carrying out tasks related to the need to acquire certain information, according to the Cognitive Therapeutic Exercise. In sensitive ataxia, the patient has a proprioceptive deficit and by means of the proposed exercises, he wants to recreate a condition in which he can reacquire the ability to establish correct spatial relations through the recognition of paths or surfaces, pressures, friction and weight, with vision exclusion. In this way the patient must resort not only to muscular contractions or tonic adaptations to relate to the object of the cognitive problem, but to adopt strategies, so that the brain structures its action according to the action to be performed to obtain a definite purpose. The cognitive operations requested by the patient will consist of space and contact operations:

The former define the relationship between the body and the object, for the recognition of distance, direction and form. Within these two can be distinguished operations related to the space of the "thing", which allows you to recognize the object or the path, and "the space of where", which gives me directions on where the body is positioned in reaching it .

The latter allow to recognize paths, resistances, frictions and consistencies, useful also in improving the fluidity of the gesture.

They essentially concern hand and foot, which represent cognitive surfaces in the actions of reaching and walking. In this way the patient is able to evaluate the resistance offered to him by means of subsidies and to give a proportionate response to it.

Another focal element on which to concentrate the rehabilitative intervention is the posture of the ataxic patient, which is strongly altered in terms of balance and coordination. Posture control is responsible for adapting the automatic responses of the body to unexpected perturbations and generating anticipatory responses such as adjustment reactions by the balancing muscles such that the center of gravity is kept fixed. In cerebellar ataxia where there is a balance deficit both in the orthostatic position and in the ambulation, exercises can be proposed with the technique of "Rhythmic stabilization" both in the upper and lower limbs. The neurophysiological principle at its base is found "in the subsequent induction of the stimulus", which is activated by a series of isometric contractions on two opposing patterns, with the aim of stabilizing and strengthening the part that is stimulated.

The exercises will be proposed following a pyramidal progression: from the supine position to the lateral sitting, to the quadruped, to the servant cavalier to reach the upright posture, gradually decreasing the support base. The exercises will be performed on the three planes of the space: the frontal plane will allow to stabilize the tilts of the trunk, the horizontal plane to strengthen the rotators and the sagittal plane an extension of the muscles involved in the flexion-extension movements.

The maintenance of a good respiratory dynamics is also important: therefore the proposal of breathing exercises through Breathing Control, that is, breathing at current volume, allows simultaneous action on the muscles of the diaphragm, on the intercostals, on the parasternal and on the scalene, to allow conservation of adequate lung compliance.

In conclusion, the early addressing to a rehabilitative treatment directed to the specific symptomatology of the patient with ataxia can be decisive in improving the progress and the degeneration of the disease.

Da:

http://www.lescienze.it/lanci/2018/12/04/news/atassia_scoperto_il_difetto_cellulare_responsabile_di_una_rara_malattia_neurologica-4215043/?ref=nl-Le-Scienze_07-12-2018

http://www.fisioterapia-maniscalco.it/patologie/atassie/