Patologicamente, os astrocitomas podem ser classificados em graus I-IV de Kernahan, mas, clinicamente, é mais útil subdividi-los em formas malignas e de baixo grau.
Os astrocitomas malignos englobam os graus III e IV de Kernahan, incluindo o glioblastoma multiforme. A idade máxima é de 55 anos e constituem cerca de 50% dos tumores intracranianos primários. O crescimento é rápido e a infiltração pode ser extensa. O tumor pode espalhar-se através do corpo caloso como o chamado astrocitoma em "borboleta".
Os astrocitomas de baixo grau abrangem os graus I e II de Kernahan. O pico de incidência ocorre em crianças e adultos jovens e representam cerca de 15% dos tumores intracranianos primários. São difusos e de crescimento lento, infiltrando-se no cérebro circundante. Não existe um bordo ou uma cápsula definitiva. Histologicamente, são reconhecidos os subtipos fibrilar, protoplasmático e gemistocítico. Um outro tipo de baixo grau é o astrocitoma pilocítico ou "juvenil", que ocorre no hipotálamo, no nervo ótico e no cerebelo. Alguns consideram que o tipo pilocítico é um hamartoma e não um tumor verdadeiro.
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