Manuale di Chirurgia Plastica Ricostruttiva ed Estetica

PARTE 3 - PATOLOGIE CONGENITE E ACQUISITE DELL’ESTREMO CEFALICO
CAPITOLO 13

Embriologia cervico-facciale e sindromi facciali complesse

BIBLIOGRAFIA CAPITOLO
Mario Zama

UO Chirurgia Plastica e Maxillo-facciale, Ospedale Pediatrico Bambino Gesù, IRCCS, Roma

mario.zama@opbg.net

Giorgio Spuntarelli

UO Chirurgia Plastica e Maxillo-facciale, Ospedale Pediatrico Bambino Gesù, IRCCS, Roma

Angelica Pistoia

UO Chirurgia Plastica e Maxillo-facciale, Ospedale Pediatrico Bambino Gesù, IRCCS, Roma

Fasi precoci dello sviluppo embrionale

L’estremità cefalica dell’embrione umano subisce uno sviluppo precoce a partire dalla metà della terza settimana di vita intrauterina, durante la quale i tre foglietti germinali iniziano la differenziazione specifica nella regione cranica. Questo sviluppo precoce sostiene la rapida crescita della testa che rappresenterà quasi il 50% della lunghezza totale del corpo fino all’ottava settimana di sviluppo.
Alla fine del processo di gastrulazione, si formano i tre strati germinali primari – detti anche foglietti embrionali – rappresentati da ectoderma, mesoderma ed endoderma, i quali sono alla base degli eventi di morfogenesi e organogenesi.
Nel corso della 3ª settimana di sviluppo, l’ectoderma in prossimità della notocorda si differenzia in neuroectoderma; queste cellule si organizzano a formare prima la placca neurale, successivamente la doccia neurale e, infine, il tubo neurale. Dalla regione di fusione per la formazione del tubo neurale, si distaccano alcune cellule che costituiscono un foglietto distinto, le creste neurali. Questa struttura di nuova insorgenza, si trova inizialmente interposta tra tubo neurale ed ectoderma a destino epidermico (epiectoderma). In questo modo, all’inizio della 4ª settimana di sviluppo, il foglietto ectodermico risulta suddiviso in tre regioni distinte: l’epiectoderma di superficie, destinato a formare l’epidermide e i suoi annessi, il foglietto delle creste neurali e il neuroectoderma che formano l’abbozzo del primitivo sistema nervoso. Le cellule delle creste neurali sono uniche in quanto, nonostante la loro origine ectodermica, sono costituite da tessuto ectomesenchimale pluripotente, paragonabile ai tre strati germinali primari; queste cellule migrano, sempre nel corso della 4ª settimana, al di sotto dell’ectoderma, per formare degli abbozzi di cellule mesenchimali che costituiranno i primi archi branchiali.
Nella regione craniale, dopo la completa obliterazione del tubo neurale, l’ectoderma si ripiega lievemente verso l’interno formando lo stomodeo che, insieme all’infossamento nella regione caudale, delimita l’orientamento del canale alimentare. Lo stomodeo rappresenta la struttura di riferimento per la migrazione dei diversi processi che andranno a costituire il volto. Sempre nella regione craniale, l’ectoderma formerà quattro ispessimenti pari e simmetrici; due di questi prenderanno il nome di placodi ottici (primitivi occhi), gli altri due di placodi otici (primitive orecchie).

Apparato branchiale e sviluppo dell’estremo cefalico

L’embrione umano subisce importanti modifiche nella regione craniale dalla metà della 3ª settimana, anche se lo sviluppo della faccia si verifica in gran parte tra la quarta e l’ottava 1.
Durante la 4ª settimana, dagli ispessimenti delle cellule mesenchimali derivate delle creste neurali, si sviluppa l’apparato branchiale, anche detto faringeo, in gran parte responsabile della formazione del viso, collo, cavità nasali, bocca, laringe e faringe.
Tale sistema è formato dalla sovrapposizione di anelli incompleti posteriormente, definiti “archi”, ciascuno dei quali è costituito da tutti e tre i foglietti embrionali. Sulla superficie degli archi è possibile andare e riconoscere alcuni elementi definiti “solchi” e “tasche”, deputati allo sviluppo di specifiche strutture.
L’ectoderma di rivestimento esterno – passando fra un arco e l’altro – andrà a costituire i “solchi”, il mesoderma – nella porzione centrale – separa i due foglietti marginali e infine l’endoderma di rivestimento interno forma le “tasche”. Si sviluppano in questo modo 5 archi branchiali (I, II, III, IV e VI, in quanto il V arco regredisce), 5 tasche e 4 solchi (Fig. 1A).
Il primo solco branchiale si invagina internamente per formare il condotto uditivo esterno, sul fondo del quale l’ectoderma di rivestimento compone la superficie esterna della membrana timpanica.
Il secondo arco branchiale aumenta notevolmente di dimensione, portandosi caudalmente, verso gli ultimi tre solchi branchiali, i quali insieme costituiscono il seno cervicale. La crescita, che inizia durante la 5ª settimana, forma in principio solamente una riduzione del seno, limitandolo a una piccola apertura, la vescica cervicale. Successivamente, alla fine della 7ª settimana, il seno cervicale si oblitera completamente, lasciando una superficie liscia (Fig. 1B).

Le tasche branchiali sono rivestite dal foglietto endodermico, che andando incontro a differenziazione, porta alla genesi di diversi organi: dalla tasca I alcune strutture dell’orecchio medio, come la tuba uditiva; dalla II tasca originano le tonsille palatine; dalla III le paratiroidi inferiori – che successivamente assumeranno una posizione più caudale – e il timo; dalla IV le ghiandole paratiroidi superiori e una massa timica che poi regredisce; infine, dalla V il corpo ultimo branchiale, le cui cellule in seguito si disporranno nella tiroide a formare le cellule parafollicolari.
Ogni arco contiene un nucleo di cellule mesenchimali derivate sia dal mesoderma delle placche parassiali, sia dalle cellule della cresta neurale. Durante la migrazione le cellule della cresta neurale si dividono e, successivamente, sotto l’induzione dell’endoderma faringeo, si differenziano e raggiungono la loro destinazione finale (Fig. 2) 2.

Lo sviluppo della faccia, e in particolare delle strutture ossee e cartilaginee, avviene per mezzo della migrazione delle cellule delle creste neurali intorno alla cavità orale primitiva, lo stomodeo. Queste cellule vanno a formare dei “processi” inizialmente costituiti da tessuto epiteliale ectodermico che, in seguito, viene invaso da tessuto mesodermico e dalle cellule della cresta neurale provenienti dal mesencefalo e dal romboencefalo.
I processi sono 5 e compaiono nel corso della 4ª settimana di sviluppo (Fig. 3) 3:

  • processo frontale o frontonasale, impari e mediano, si sviluppa dal tetto dello stomodeo i cui ispessimenti (placodi olfattivi) formano in seguito i processi nasali, laterale e mediale per ciascun ispessimento;
  • due processi mandibolari, pari e simmetrici, originano dal I arco branchiale e vanno a formare il pavimento della cavità orale;
  • due processi mascellari, pari e simmetrici, derivano dalla porzione laterale del primo arco e formano le pareti laterali dello stomodeo.

La differenziazione delle strutture derivate dagli archi – e gli eventi principali che si verificano – dipendono dalle interazioni epitelio-mesenchimali, e possono essere brevemente riassunte in questo modo:

  1. al concludersi della 4ª settimana si sviluppa il mento e l’abbozzo del labbro inferiore a partire dai processi mandibolari che si uniscono sulla linea mediana;
  2. al termine della 6ª settimana i processi nasali mediani si fondono formando il terzo medio del massiccio facciale. La porzione laterale di ciascun processo forma l’ala nasale e il condotto lacrimale: quella superiore costituisce il setto nasale, mentre la porzione inferiore, definita “processo intermascellare”, formerà 3 zone:
    – il filtro del labbro superiore;
    – la zona intermedia incisiva che ospiterà i 4 incisivi, detta anche premaxilla;
    – la porzione più interna che costituirà il palato primitivo.
    Il segmento intermascellare sarà poi continuo con la porzione rostrale del setto nasale.
  3. i due processi mascellari si uniscono formando l’arco della mascella, il labbro superiore e gli abbozzi delle future guance.

Lo stomodeo inizialmente è separato dal resto dell’apparato digerente da una sottile membrana che prende il nome di membrana buccofaringea. La rottura della membrana avviene tra il 24-26° giorno, permettendo di creare una continuità tra stomodeo e intestino faringeo, formando ben presto l’orofaringe. Durante la 4ª settimana, a livello del I arco, in corrispondenza della faccia interna rivestita da endoderma, si formano tre abbozzi, uno mediano e due laterali, seguiti da altri due, che insieme andranno a costituire l’abbozzo della lingua e dell’epiglottide. Dalla 6ª settimana, dall’epitelio delle arcate mandibolari e mascellari, si formano per proliferazione cellulare due rigonfiamenti che formano le creste labiali. La porzione centrale di queste creste va incontro a un’involuzione formando il solco labiale che, in seguito, costituirà il vestibolo della bocca, dividendo così le labbra dalle gengive. Anche un altro solco, il gengivo-linguale, svilupperà una depressione necessaria alla formazione della lingua e alla separazione di questa dalla gengiva. Dal secondo arco branchiale, e in particolare dal foglietto mesodermico, deriva invece la muscolatura labiale la cui innervazione sarà di pertinenza del nervo faciale (II arco). Il palato primitivo deriva dal massiccio mediano della faccia – il processo intermascellare – che inizialmente costituisce il pavimento delle cavità nasali. Nella parte più interna di ciascuna fossa nasale il suddetto processo si assottiglia per formare la membrana oronasale che divide la cavità orale da quelle nasali. Al 40° giorno, avviene la perforazione della membrana oronasale, creando una continuità tra le cavità; questa verrà interrotta successivamente, quando la discesa della lingua permetterà la formazione del palato definitivo. Intanto, dai processi mascellari si sviluppano due lamine, ossia i processi palatali laterali; durante l’8ª settimana, l’orientamento dei processi palatali laterali cambia da verticale a orizzontale e inizia la fusione: tra di loro, lungo la linea mediana; superiormente, con il setto nasale; e in avanti, con il palato primario. Questa fusione avviene in senso anteroposteriore, portando alla formazione del palato secondario. Durante questo processo la mandibola si sposta anteriormente, permettendo quindi di creare più spazio per la divisione delle camere oro-nasali, senza interferenze da parte della lingua. Il punto in cui il rafe incontra il palato primitivo può essere riconosciuto attraverso la localizzazione di un piccolo foro, il forame incisivo, attraverso il quale avranno il loro decorso i nervi nasopalatini. Gli eventi di fusione, richiesti per la normale formazione del palato secondario, iniziano all’incirca all’8ª settimana e si completano verso la decima. Alla fine di questi movimenti e della fusione dei diversi processi facciali, si sarà quindi sviluppato il palato definitivo; nella sua parte anteriore, che comprende anche il palato primitivo, si sviluppano dei processi di ossificazione diretta, costituendo così il palato duro; la zona posteriore, invece, non ossifica e formerà il palato molle e l’ugola. Successivamente, sempre con ossificazione diretta, la mascella cresce insieme allo sviluppo dei tessuti facciali; l’altezza dell’osso mascellare è parzialmente dovuta anche alla formazione delle radici dentali. La mandibola, che prima appariva come una barra cartilaginea, ossifica in direzione posterolaterale, sostituendosi alla cartilagine del Meckel, I arco branchiale. La mandibola si sviluppa attraverso la presenza di varie parti: il condilo per la funzione dell’articolazione, il corpo, il processo angolare per l’inserzione dei muscoli masticatori, il processo coronoideo per l’inserzione del muscolo temporale, infine il processo alveolare strettamente legato allo sviluppo dei denti dell’arcata inferiore. All’inizio della 6ª settimana, i processi nasali si trovano sul bordo superiore del labbro, in prossimità della linea mediana, rendendo il viso più simile alla forma definitiva. Il labbro superiore è composto dai due processi mascellari e dai processi nasali mediali che formano il filtro labiale. I processi nasali laterali modellano gli estremi delle fossette nasali, mentre la porzione centrale è di pertinenza dei processi mediali. Alla fine della 7ª settimana, la crescita della porzione laterale del viso, a discapito del primitivo processo frontonasale, porta ad avvicinare gli occhi verso la regione anteriore della faccia; la bocca, ormai fusa nei vari processi, risulta più limitata nelle dimensioni, e anche il naso ha un’estensione minore rispetto alla settimana precedente, creando un aspetto del volto simile a quello definitivo della faccia umana (Fig. 4) 4.

Sindromi facciali complesse

Le anomalie congenite craniofacciali sono un gruppo di difetti causati da anomalie dello sviluppo dei tessuti molli e/o scheletrici della testa e del volto. Numerose sindromi cranio-facciali derivano da un alterato sviluppo del I e II arco branchiale, i quali, durante il secondo mese di gestazione, danno origine al volto e alle orecchie: più precocemente avviene l’anomalia di sviluppo, tanto più grave sarà la malformazione che si manifesta alla nascita. Le cause comprendono diverse migliaia di sindromi genetiche, come pure fattori prenatali ambientali. Di seguito un elenco di quelle ritenute più frequenti.

Sindrome di Moebius

La sindrome di Moebius è una malattia rara caratterizzata da paralisi dei nervi cranici 5-7. Classicamente, la sindrome di Moebius è definita dalla paralisi del sesto e settimo nervo cranico che si manifesta con facies caratteristica, amimica, e incapacità di deviare lateralmente gli occhi per paralisi bilaterale dell’abducente. La mimica facciale costituisce una componente fondamentale per comunicazione e socializzazione umana e la sua assenza provoca, nella comunicazione verbale e non verbale, un importante effetto invalidante. La sindrome di Moebius ha un’incidenza allo 0,002% delle nascite. Spesso la forma classica della sindrome è accompagnata da paralisi dei nervi ipoglosso (XII), trigemino (V), glossofaringeo (IX) e vago (X) e il quadro clinico viene complicato da ptosi, nistagmo e frequenti pliche epicantali. La facies, oltre la sintomatologia funzionale descritta, solitamente presenta il naso largo, con punta globosa, limitazione della massima apertura della bocca, ipoplasia della lingua, insufficienza velo-faringea con difficoltà dell’alimentazione, scialorrea e ipoplasia mandibolare. I pazienti presentano solitamente nel primo anno di vita difficoltà all’alimentazione con possibile riduzione della crescita che migliora progressivamente. In circa il 10% dei pazienti è presente ritardo mentale. L’eziologia non è chiara. Nella maggior parte dei casi, l’incidenza è sporadica, ma sono stati descritti alcuni casi di familiarità. I modelli di ereditarietà genetica della sindrome di Moebius sono eterogenei; può essere autosomico recessivo, autosomico dominante o addirittura legato all’X. La terapia medica e chirurgica ha come obiettivo il miglioramento del linguaggio e delle funzionalità del cavo orale 8,9.

Malattia di Parry Romberg

La malattia di Romberg, nota anche come atrofia emifacciale progressiva (PHA), ha incidenza pari allo 0,032% delle nascite 10-12. La PHA può coinvolgere uno o più tessuti del volto, con maggior frequenza per la cute e il sottocute; nel 95% dei casi è monolaterale. All’esordio, solitamente la cute interessata appare sottile con alterazione della pigmentazione, ipo o iperpigmentazione. In alternativa, l’esordio può manifestarsi con un area circoscritta di atrofia del grasso sottocutaneo. Quadro caratteristico della patologia è la fronte a “colpo di sciabola”: depressione lineare, quasi verticale, della fronte che si estende al sopracciglio e attaccatura dei capelli. L’esordio della patologia è fra la prima e seconda decade di vita, con manifestazione lenta e progressiva dei sintomi. L’andamento della patologia si presenta con un’iniziale fase attiva in cui l’involuzione maggiore avviene a carico del tessuto sottocutaneo e, successivamente, della cute e dei muscoli. L’atrofia muscolare solitamente è caratterizzata da assottigliamento del tessuto compresa la lingua, ma raramente vi è perdita funzionale totale. Più è precoce l’esordio, più è probabile il coinvolgimento dello scheletro facciale. In questi casi la mandibola e il 1/3 medio del volto sono maggiormente interessati, con alterazione dell’occlusione dentale, basculamento del piano occlusale, iposviluppo più o meno grave maxillo-mandibolare sul piano sagittale e asimmetria facciale. La comparsa di enoftalmo spesso è causata da atrofia dei tessuti periorbitari (Fig. 5).

La PHA può interessare anche altri distretti del corpo oltre al volto, associandosi a disfunzioni del sistema nervoso. L’eziologia del PHA è sconosciuta e non mostra predilezione genetica; è presente in tutte le razze e non ci sono prove di una base ereditaria; spesso si associa a patologie autoimmuni, ragion per cui sembrano configurarsi quali fattori predisponenti. La diagnosi si basa sui segni clinici e referti istopatologici bioptici. La terapia medica e chirurgica ha come obiettivo il miglioramento della simmetria del volto mediante il ripristino del trofismo cutaneo e sottocutaneo, da realizzarsi preferibilmente quando il quadro clinico appare stabile. Nei pazienti che presentano asimmetria scheletrica del volto, può rendersi necessaria la correzione chirurgica 13,14.

Sindrome di Treacher Collins o Franceschetti-Klein

La sindrome di Treacher Collins è una patologia craniofacciale con incidenza di 1/50.000 nati vivi 15,16. La patologia è geneticamente determinata; la trasmissione è autosomica dominante con una penetranza del 90% ed espressione variabile, anche all’interno della stessa famiglia. La sindrome è dovuta alle mutazioni del gene TCOF1 (5q32-q33.1) – che codifica per la fosfoproteina nucleolare Treacle – o dei geni POLR1C (6p21.1) e POLR1D (13q12.2) – che codificano per le subunità delle RNA polimerasi I e III. La manifestazione clinica ha gravità variabile. Il quadro clinico completo è caratterizzato da ipoplasia/aplasia del corpo e dell’arco dello zigomo, pseudo-protrusione dell’osso mascellare sul piano sagittale, ipoplasia mandibolare associata a mento con maggiore altezza verticale; anomalie dell’orecchio esterno e medio, con frequente aplasia, ipoplasia e/o anchilosi degli ossicini. La maggior parte dei pazienti ha perdita dell’udito con grado da moderato a severo. Spesso i pazienti hanno limitazione della massima apertura della bocca e necessitano di tracheotomia salvavita alla nascita. Una caratteristica distintiva chiave della sindrome è che è bilaterale e simmetrica. I tessuti molli periobitari mostrano piega antimongolica della rima palpebrale inferiore. Molto frequente la presenza di coloboma delle palpebre inferiori nel punto d’incontro tra il terzo esterno e il terzo medio, con agenesia delle ciglia nel terzo esterno. La radice del naso appare allargata con ipoplasia del terzo medio del volto a livello del malare. L’ipoplasia mandibolare provoca spesso open-bite anteriore con verticalizzazione del piano occlusale che contribuisce all’aspetto marcatamente convesso e lungo del profilo del volto (Fig. 6). Circa 1/3 dei pazienti affetti da Treacher Collins ha una schisi del palato.

La terapia medica e chirurgica è mirata a sostenere e correggere funzionalmente i disturbi dell’udito e i dismorfismi craniofacciali cadenzando le procedure chirurgiche con lo sviluppo del paziente e le sue esigenze psico-sociali 17,18.

Microsomia craniofacciale

La microsomia craniofacciale rappresenta una delle sindromi congenite più frequenti del distretto testa collo con un’incidenza di 1:5.000 nati vivi circa 19,20. La patologia è caratterizzata da ipoplasia di grado variabile dello scheletro e dei tessuti molli del volto. L’ampio spettro delle deformità che si possono osservare in questa sindrome è dovuto all’interessamento di grado variabile delle strutture craniofacciali derivate dal I e dal II arco branchiale. Non sono presenti in letteratura prove certe della trasmissione genetica della sindrome. Viene comunemente accettata la teoria teratogena dell’insulto vascolare con emorragia e formazione di ematomi durante lo sviluppo del I e II arco branchiale che generano malformazioni nelle strutture da questi derivate.
Vengono interessate dalla sindrome il mascellare superiore, la mandibola, le strutture scheletriche, i muscoli della masticazione, le orecchie, i nervi e i tessuti molli del volto in vario grado. La deformazione più evidente è quella della mandibola, in particolare della porzione ascendente del ramo che può essere assente, o ridotto, e deviato medialmente. Il dismorfismo del condilo mandibolare solitamente riflette il grado di ipoplasia del ramo. L’articolazione temporo-mandibolare può essere ipoplasica, creare una pseudo-articolazione con la base cranica o essere, nelle forme più gravi, totalmente assente. L’aumento di ampiezza dell’angolo del piano mandibolare è dovuto a ipoplasia di un ramo, con aumento di ampiezza della dimensione orizzontale del corpo. È presente basculamento del piano occlusale consensuale a quello mascellare dal lato affetto. Clinicamente, la guancia si presenta ipoplasica dal lato coinvolto, con rotazione e deviazione del mento dal lato affetto. Il complesso zigomatico può essere ridotto in tutte le sue dimensioni; l’arco zigomatico può essere ridotto in lunghezza o anche assente. Il deficit dei tessuti molli, unito all’ipoplasia scheletrica, provoca spesso riduzione della distanza fra commessura orale e trago. Anche l’osso temporale è coinvolto nella malformazione, presentando iposviluppo o assenza del processo stiloideo e/o mastoideo, con ipopneumatizzazione dello stesso. L’orbita è spesso ridotta in tutte le dimensioni con possibile presenza di microftalmo (Fig. 7).

Il coinvolgimento dell’osso frontale crea una pseudo-plagiocefalia. L’anomalia nervosa più frequente è la paralisi – di vario grado – del nervo facciale: anomalia della porzione intracranica del nervo facciale o del nucleo nel tronco encefalico; anomalia del decorso nell’osso temporale. Circa 1/4 dei pazienti presenta deficit a livello dei territori forniti dal ramo marginalis del nervo facciale dal lato affetto. L’ipoplasia della guancia è di grado variabile e comunemente aggravata da macrostomia. Molto frequente è l’otodisplasia di vario grado. La classificazione più diffusa è quella basata sull’iposviluppo mandibolare proposta da Pruzansky nel 1969 e modificata come segue da Mulliken e Kaban nel 1987:

  • tipo I: il condilo e il ramo sono ridotti in dimensioni, ma viene mantenuta la morfologia generale;
  • tipo IIA: il ramo e il condilo hanno morfologia anormale, ma la fossa glenoidea ha mantenuto nell’osso temporale una posizione simile a quella del lato sano; la funzionalità dell’ATM è conservata;
  • tipo IIB: il ramo e il condilo sono ipoplastici, malformati e posizionati su un piano diverso rispetto al controlaterale; la funzionalità dell’ATM è ridotta rispetto alla controlaterale;
  • tipo III: il ramo è assente così come l’articolazione temporo-mandibolare.

La terapia medica e chirurgica è mirata a sostenere e correggere funzionalmente i dismorfismi craniofacciali cadenzando le procedure chirurgiche con lo sviluppo del paziente e le esigenze sue psico-sociali 21-23.