Nel mal di schiena cronico, vengono segnalati cambiamenti strutturali e funzionali nel cervello, che sono correlati alla durata del dolore. Le firme neurologiche identificate dalla moderna diagnostica per immagini giocheranno probabilmente un ruolo di supporto nella prevenzione del mal di schiena cronico in futuro.
Perché alcune persone soffrono spesso di mal di schiena, anche se non sembrano esserci lesioni o malattie riconoscibili? Questo dolore lombare non specifico, soprattutto nella regione lombare e spesso anche nei glutei, è la forma più comune di mal di schiena: Nell’85% dei casi, non è possibile fare una diagnosi precisa e basata sulla patologia [1]. È importante notare che la presenza di un mal di schiena non specifico non significa che si tratti di un dolore di origine psicosomatica, ma solo che si può escludere una malattia fisica grave come causa. Comprensibilmente, molti pazienti e medici sono insoddisfatti della diagnosi di ‘mal di schiena non specifico’, con l’opinione comune che il mal di schiena possa essere trattato in modo specifico in base alla sua presunta origine (ad esempio, origine dal disco, dall’articolazione facciale o dall’articolazione sacroiliaca). Sebbene il trattamento sia spesso d’aiuto, ad oggi non ci sono prove evidenti che la “classificazione” basata sull’origine aumenti significativamente il successo del trattamento [2]. Inoltre, i sintomi del mal di schiena acuto di solito migliorano spontaneamente, con o senza trattamento. Tuttavia, nel 10-15% dei pazienti, il problema diventa cronico. Il mal di schiena cronico è quando il dolore dura più di tre mesi. La maggior parte delle linee guida per il trattamento raccomanda l’educazione del paziente al dolore, l’attività fisica e la fisioterapia, gli interventi farmacologici con farmaci antinfiammatori non steroidei e oppioidi (per un breve periodo di tempo) e la manipolazione della colonna vertebrale (ad esempio, la chiropratica) per il mal di schiena cronico [3]. Il tasso di successo delle procedure invasive (ad esempio, la spondilodesi) per il mal di schiena cronico non è solitamente migliore dei trattamenti conservativi [4].
Anche i costi sanitari del mal di schiena sono degni di nota: Secondo uno studio dell’Ufficio federale della sanità pubblica (2011), i disturbi muscoloscheletrici sono al primo posto in termini di costi indiretti su con oltre 12 miliardi di franchi svizzeri all’anno, di cui circa 7,5 miliardi sono sostenuti per il mal di schiena cronico. Una recente conferenza internazionale sulla salute ha definito il mal di schiena come il più grande disturbo a livello mondiale, misurato in “anni di vita con disabilità” [5]. Questi fatti evidenziano un’urgente necessità di ricerca per comprendere meglio il mal di schiena cronico, in particolare la transizione da acuto a cronico e le sue cause, in modo da poter offrire programmi di prevenzione e terapie più efficaci.
Niente cervello, niente dolore
A causa delle cause spesso non specifiche, viene suggerito un possibile coinvolgimento del cervello nella patogenesi del mal di schiena, oltre a fattori periferici sconosciuti. La percezione del dolore umano è un fenomeno complesso e il risultato dell’elaborazione nervosa centrale. Senza il cervello e i suoi complessi meccanismi di elaborazione e modulazione del dolore, la sensazione soggettiva del dolore non sarebbe possibile, perché il cervello non è semplicemente un ricevitore passivo di informazioni nocicettive. Tuttavia, il postulato dello scienziato naturale e filosofo francese René Descartes, vecchio di quasi 400 anni e ormai superato, secondo il quale una puntura nel dito scatena sempre un’identica reazione di dolore nel cervello, persiste ancora ostinatamente. Se, inoltre, la causa della sensazione di dolore è sconosciuta, viene spesso invocata la dicotomia descritta da Descartian di corpo e anima, per cui il sospetto è diretto verso un dolore immaginario o simulato. Oggi sappiamo che il dolore può essere percepito senza la presenza di una fonte nocicettiva – ma può verificarsi anche il contrario. Inoltre, ci sono sempre più prove che il dolore cronico (alla schiena) non è solo legato a possibili fattori periferici, ma anche a cambiamenti nel cervello. Ma come? Questi cambiamenti sono rilevanti in relazione al dolore o sono solo un effetto collaterale?
Cambiamenti nel cervello nel dolore cronico
Di seguito, i cambiamenti nel cervello vengono suddivisi in cambiamenti strutturali e funzionali, sapendo che questa suddivisione non può essere considerata strettamente dicotomica e che, ad esempio, i cambiamenti funzionali possono andare di pari passo con i cambiamenti strutturali.
Cambiamenti strutturali: Negli ultimi anni, un gran numero di studi ha dimostrato che nei pazienti affetti da dolore cronico si verificano cambiamenti strutturali del cervello sotto forma di variazioni del volume della materia grigia e bianca. Di seguito, questo articolo si concentra sui cambiamenti della materia grigia, in quanto esistono molte più prove scientifiche al riguardo. Rispetto ai controlli sani, i pazienti con dolore cronico mostrano cambiamenti nella materia grigia in diverse regioni cerebrali, spesso segnalati nella corteccia prefrontale dorsolaterale, nel talamo, nel tronco encefalico, nell’insula, nella corteccia somatosensoriale primaria (S1) e nella corteccia parietale (Fig. 1). Tuttavia, il consenso tra i ricercatori termina con questa osservazione. Molto rimane poco chiaro e speculativo.
Uno studio dell’Università di Amburgo [6] ha indagato due domande importanti in questo contesto: 1. Questi cambiamenti osservati sono reversibili e 2. questi cambiamenti sono una conseguenza o una causa del dolore cronico? Per rispondere a queste domande, gli autori hanno utilizzato la morfometria basata sui voxel dei dati di risonanza magnetica del cervello (scansioni cerebrali strutturali), un metodo comunemente usato per studiare lo spessore/densità della materia grigia. A tale scopo, sono stati esaminati pazienti (n=32) con osteoartrite dell’anca, un disturbo con una chiara causa periferica, che di solito migliora dopo la sostituzione dell’articolazione (l’88% dei pazienti è libero dal dolore dopo la sostituzione dell’articolazione) [7]. I risultati hanno confermato le scoperte sulla neuroplasticità di altre sindromi di dolore cronico: Rispetto a un gruppo di controllo, i pazienti hanno mostrato cambiamenti significativi nella materia grigia in una serie di regioni cerebrali. Un altro gruppo di pazienti (n=10) è stato esaminato di nuovo 16-18 settimane dopo l’intervento di sostituzione dell’anca e queste scansioni cerebrali sono state confrontate con le scansioni cerebrali preoperatorie. In questo caso, i ricercatori hanno scoperto un aumento della materia grigia dopo l’intervento nelle regioni cerebrali che mostravano atrofia prima dell’intervento. Ciò suggerisce che alcuni dei cambiamenti cerebrali osservati sono reversibili, ma questo non ha riguardato tutte le regioni cerebrali studiate. Inoltre, sarebbe stato necessario un confronto tra il gruppo di pazienti post-operatori e i controlli sani, per dimostrare che non c’erano più cambiamenti tra questi gruppi nella densità della materia grigia. Tuttavia, gli autori concludono ragionevolmente che i cambiamenti nella materia grigia sono una conseguenza del dolore cronico e non la causa. Tuttavia, in questo caso si consiglia cautela perché, come gli autori discutono correttamente, probabilmente non è solo la percezione del dolore dei pazienti a cambiare quando il “generatore nocicettivo periferico” viene rimosso, ma anche il loro stile di vita con attività sociali e sportive. Pertanto, non si può sostenere in modo definitivo che l’inversione dei cambiamenti della materia grigia sia una conseguenza della riduzione del dolore. Tuttavia, sulla base di questi studi e di altri simili, vi è una crescente evidenza che questi cambiamenti sono reversibili con un trattamento efficace. Tali cambiamenti nella materia grigia sono riportati anche in quadri di dolore senza una chiara fonte nocicettiva, ad esempio nel dolore fantasma, nella fibromialgia, nell’emicrania o nella sindrome del dolore regionale complesso. Per esempio, è stato dimostrato in un gruppo di pazienti con diversi modelli di dolore cronico che la terapia cognitivo-comportamentale per undici settimane ha determinato un aumento della materia grigia in diverse regioni cerebrali (corteccia prefrontale, cingolata, parietale e somatosensoriale). Questi cambiamenti erano strettamente correlati al successo della terapia, in particolare alla riduzione del dolore e del suo significato (catastrofizzazione) [8]. Inoltre, il cosiddetto training di discriminazione sensoriale, in cui si eseguono esercizi tattili e sensomotori specifici, sembra avere effetti positivi sulla neuroplasticità e sulla percezione del dolore nei pazienti con mal di schiena cronico [9].
Cambiamenti funzionali: Quattro anni fa, un team di ricercatori dell’Università di Chicago ha pubblicato risultati affascinanti [10]. Utilizzando la risonanza magnetica funzionale (fMRI), i ricercatori hanno confrontato l’attività cerebrale dei pazienti con un mal di schiena di circa due mesi (acuto/subacuto, n=94) con i pazienti che soffrivano di mal di schiena da più di dieci anni (cronico, n=59). Il dolore acuto comporta sempre un certo schema di attività cerebrale (noto anche come matrice del dolore o firma neurologica del dolore). Ora, i pazienti con dolore acuto alla schiena hanno mostrato il noto modello di attività associato al dolore acuto. In confronto, però, i pazienti con dolore cronico hanno mostrato un modello di attività alterato: Le regioni cerebrali del dolore acuto hanno mostrato una minore attività neuronale, mentre è stata osservata un’attività significativamente maggiore nelle regioni associate alle emozioni (corteccia prefrontale, amigdala). Gli autori sono riusciti a dimostrare lo stesso effetto anche in un disegno di studio longitudinale: L’attività cerebrale legata al dolore è cambiata in direzione dell’attività associata alle emozioni nei pazienti che sono diventati cronici, ma non nei pazienti che si sono ripresi dopo la fase acuta. Lo studio è stato quindi in grado di dimostrare concretamente, per la prima volta, che il mal di schiena in fase acuta e cronica presenta modelli di attività cerebrale diversi. Inoltre, una firma neurologica in evoluzione potrebbe servire come biomarcatore per identificare gli individui che sono inclini alla cronicità (ma va sottolineato che questo è ancora molto lontano).
Questi risultati sono supportati dalla consapevolezza che i fattori psicosociali giocano un ruolo importante nella cronicizzazione del mal di schiena, mentre i fattori somatici passano sempre più in secondo piano. Di particolare importanza è il modello paura-evitazione, che descrive come le convinzioni e le percezioni cognitive sfavorevoli possano influenzare negativamente lo sviluppo della malattia nel dolore correlato al movimento. Ora possiamo studiare e mappare tali processi nel cervello.
Nell’ultimo studio fMRI del nostro gruppo di ricerca, abbiamo esaminato 20 pazienti con dolore cronico alla schiena e vari gradi di comportamento di evitamento della paura (misurato da questionari ben validati) e ci siamo concentrati sulla connettività di due regioni cerebrali che sono fortemente coinvolte nella modulazione del dolore sopraspinale (Fig. 2): Il grigio periacqueduttale (PAG) e l’amigdala. Durante le registrazioni fMRI, ai partecipanti sono stati presentati video standardizzati (durata: 4 secondi) di movimenti potenzialmente pericolosi per la schiena nella vita quotidiana (ad esempio, passare l’aspirapolvere, raccogliere un vaso di fiori pesante). I movimenti neutri, come la camminata tranquilla sulle scale, hanno costituito la condizione di controllo. L’analisi ha mostrato che i pazienti avevano una connettività amigdala-PAG significativamente più bassa rispetto ai soggetti sani di controllo. Tuttavia, questo avviene solo durante la visione dei video potenzialmente pericolosi, non nella condizione di neutralità. Inoltre, la forza di questa connettività era correlata negativamente con l’espressione del comportamento di evitamento della paura dei pazienti: Più alto è il punteggio del questionario, più bassa è la connettività tra l’amigdala e il PAG. Queste sono probabilmente le prime indicazioni di come il comportamento di paura e di evitamento, come componente psicologica, influenzi i sistemi biologici di modulazione del dolore, contribuendo forse alla cronicizzazione del mal di schiena.
Domande aperte e uno sguardo al futuro
Molte domande sono ancora aperte: Ci sono cambiamenti specifici nel cervello a seconda del modello di dolore cronico o questi rappresentano un effetto generale in qualsiasi tipo di dolore cronico? Ci sono cambiamenti che possono essere caratterizzati come fattori di vulnerabilità per il dolore cronico?
Le prove attuali suggeriscono chiaramente che il cervello cambia strutturalmente e funzionalmente nel dolore cronico alla schiena, ma non sappiamo ancora esattamente cosa significhino questi cambiamenti. Uno degli autori di questo articolo (PS) ha condotto uno studio che indica che vari meccanismi possono portare a cambiamenti della materia grigia e che è improbabile che i processi neurodegenerativi ne siano la causa [11]. Inoltre, la maggior parte dei risultati degli studi proviene da analisi di correlazione, che non consentono di trarre conclusioni causali. Tuttavia, queste firme neurologiche potrebbero essere utili in futuro per identificare sottogruppi di pazienti affetti da mal di schiena cronico o anche per determinare i fattori di rischio. Ma anche il possibile effetto della manipolazione spinale sul cervello nel dolore cronico alla schiena potrebbe essere quantificato con l’aiuto della moderna diagnostica per immagini. Oltre ad altri metodi promettenti come la spettroscopia funzionale nel vicino infrarosso [12], la metodologia dell’imaging funzionale, soprattutto la fMRI, sta diventando sempre più raffinata. Recenti studi di fMRI rivelano cambiamenti nella struttura di rete del cervello dei pazienti affetti da dolore cronico, che sono specificamente alterati a seconda della durata del dolore [13]. Oggi è anche possibile identificare i pazienti affetti da mal di schiena cronico utilizzando solo i modelli di attività cerebrale e algoritmi specifici, con un’accuratezza predittiva di oltre il 90% [14]. Se questi studi possono essere confermati in diversi laboratori di ricerca in tutto il mondo, si potrebbero generare nuove affermazioni e domande a livello individuale.
Messaggi da portare a casa
- Fino all’85% dei pazienti con mal di schiena, non è possibile fare una diagnosi precisa: il cervello gioca un ruolo importante, oltre a fattori periferici sconosciuti.
- Nel mal di schiena cronico, vengono segnalati cambiamenti strutturali e funzionali nel cervello, che sono correlati alla durata del dolore.
- Questi cambiamenti nel cervello sono reversibili con una terapia appropriata e sono correlati alla riduzione del dolore.
- Le firme neurologiche identificate con la moderna diagnostica per immagini, sensibili allo sviluppo e alla progressione del mal di schiena, probabilmente svolgeranno un ruolo di supporto nella prevenzione del mal di schiena cronico in futuro.
Letteratura:
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