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Los investigadores encuentran por qué la ventilación en la UCI puede causar daño cerebral
Desde hace tiempo se sabe que los pacientes que han sido ventilados mecánicamente en unidades de cuidados intensivos sufren algún tipo de discapacidad mental como resultado. Ahora, los investigadores han descubierto un mecanismo molecular que puede explicar por qué sucede esto.
El estudio, publicado en el American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, fue realizado por investigadores de la Universidad de Oviedo en España, el Hospital St. Michael's en Canadá y la Escuela Perelman de Medicina en la Universidad de Pensilvania.
Los investigadores dicen que un mínimo del 30% de los pacientes en unidades de cuidados intensivos (UCI) sufren algún tipo de disfunción mental, como ansiedad, depresión y, con mayor frecuencia, delirio. Observan que la incidencia de delirio en pacientes ventilados mecánicamente es de alrededor del 80%.
Plantearon la hipótesis de que esto podría deberse en parte al daño en el hipocampo, pero no está claro cómo la ventilación causa este daño.
La dopamina es una causa de apoptosis
Los investigadores han descubierto un mecanismo molecular que puede explicar por qué algunos pacientes que están ventilados mecánicamente en las UCI sufren trastornos mentales.
Para su estudio, el equipo de investigación analizó los cerebros cosechados de los ratones que se habían conectado a la ventilación a baja o alta presión durante 90 minutos, junto con los cerebros de los ratones de control que no habían estado en ventilación.
En comparación con los ratones de control, los ratones con ventilación mostraron evidencia de muerte celular neuronal en el hipocampo como resultado de la apoptosis, el proceso de muerte celular programada (PCD).
El equipo de investigación descubrió que el proceso de apoptosis fue causado por la supresión de Akt inducida por la dopamina, una molécula que habitualmente evita la apoptosis neuronal.
Señalan que en los ratones ventilados, la supresión de Akt era claramente evidente en el hipocampo y se relacionó con niveles aumentados de dopamina (hiperdopaminérgicos) en esa área del cerebro. Los ratones ventilados también mostraron una expresión génica incrementada de tirosina hidroxilasa, una enzima crítica en la síntesis de dopamina.
El aumento resultante de la dopamina, según los investigadores, aumenta la fuerza de la activación del receptor de la dopamina en el hipocampo.
Para confirmar estos hallazgos, los investigadores inyectaron bloqueadores del receptor de dopamina tipo 2 (D2) en los ventrículos del cerebro de un grupo de ratones. Esto redujo significativamente la apoptosis inducida por la ventilación en el hipocampo.
Disbindina-1 'protege contra la apoptosis'
Luego, los investigadores analizaron las consecuencias de la ventilación y la elevación de la dopamina en el hipocampo sobre la disbindina-1, una proteína que afecta los niveles de los receptores D2 de la superficie celular, la cognición y, potencialmente, el riesgo de psicosis.
Los resultados mostraron que los ratones que experimentaron ventilación a alta presión mostraron una expresión génica aumentada de disbindin-1C. Más adelante en el proceso, los ratones ventilados también mostraron una expresión génica incrementada en los niveles de proteína de dysbindin-1C.
La dopamina sola mostró efectos similares sobre dysbindin-1C al analizar preparaciones de cortes de hipocampo, según los investigadores, y estos efectos fueron inhibidos por los receptores D2.
Los investigadores dicen que dado que dysbindin-1 es capaz de reducir los receptores D2 de la superficie celular, así como proteger contra la apoptosis, es posible que el aumento de la expresión de disbindin-1 en ratones ventilados pueda desencadenar "respuestas compensatorias" a la apoptosis hipocampal inducida por ventilación.
Señalan que esto podría aplicarse potencialmente a los pacientes de la UCI, dado que un estudio adicional encontró que la disbindina-1 total se incrementó en las neuronas del hipocampo de los humanos ventilados que fallecieron, pero no en los humanos no ventilados.
Potencial de drogas nuevas y mejoradas
Los investigadores dicen que estos hallazgos pueden conducir a nuevos usos de fármacos ya establecidos, así como al desarrollo potencial de nuevos fármacos que pueden desencadenar ciertas vías moleculares capaces de resolver los efectos adversos sobre la función cerebral como resultado de la ventilación de la UCI.
El Dr. Konrad Talbot, profesor asistente de investigación en Neurobiología en el Departamento de Psiquiatría de Penn Medicine, dice:
"El estudio indica la necesidad de reevaluar el uso de antagonistas del receptor D2 para minimizar los efectos cognitivos negativos de la ventilación mecánica en pacientes de la UCI y evaluar la posibilidad novedosa de que la elevación en la expresión de disbindin-1C también pueda reducir esos efectos".
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