El líquido cefalorraquídeo (LCR) o líquido cerebroespinal (LCE) es un líquido normalmente transparente e incoloro que baña el encéfalo y la médula espinal, que se encarga de distribuir los nutrientes y eliminar los desechos, a través del sistema glifático– una extensión del sistema linfático, descrito por primera vez por Nedergaard y sus colegas en el 2012- a través de la entrada del LCR a lo largo de los espacios perivasculares y del cerebro.
Este flujo de LCR a través del sistema glifático depende de la acuaporina-4, (AQP4), una proteína del canal de agua (proteína de membrana plasmática que regulan el paso de agua entre el interior y el exterior de la célula) que se encuentra aumentada en los extremos de las células neuronales llamadas astrocitos, que se encuentran en contacto con los vasos sanguíneos y con los espacios que contienen LCE.
Se ha observado que el flujo del sistema glifático es afectado por el tipo de ondas cerebrales producidas, como en el caso de las ondas lentas (delta), que aumentan no solo en los animales que duermen naturalmente en la fase profunda del sueño no REM (del inglés REM: Rapid Eyes Movement), sino también durante los efectos de la anestesia con ketamina / xilazina, sin embargo, los mecanismos subyacentes que facilitan el flujo de LCR y la importancia de la AQP4 son poco conocidos.
El estudio
En un reciente estudio, que aparece en la revista Science Advances ,los investigadores querían probar la hipótesis de que la anestesia se puede utilizar para manipular tanto los espectros de electroencefalogramas (EEG) como la función cardiopulmonar y regular diferencialmente el flujo del sistema glifático, para lo cual realizaron experimentos con ratones que fueron anestesiados con seis regímenes anestésicos diferentes.
Mientras los animales estaban anestesiados, el equipo científico rastreó varios parámetros: la actividad eléctrica cerebral, la actividad cardiovascular y el flujo de limpieza del LCR, medido a través del análisis de la distribución de un marcador fluorescente en las distintas áreas cerebrales, obtenidos con los diferentes anestésicos generales que fueron empleados.
Sueño y mecanismo de limpieza cerebral
Los hallazgos indicaron que una combinación ketamina y xilazina (K / X) mostraba mayor similitud a la actividad eléctrica lenta (ondas delta) y constante en el cerebro y la frecuencia cardíaca lenta asociada con el sueño no REM profundo, que mostraron ser óptimas para la función del sistema glifático.
En una explicación resumida de Maiken Nedergaard, Codirector del Center for Translational Neuromedicine at the University del Rochester Medical Center (URMC) y autor principal del estudio:
“El sueño es fundamental para la función del sistema de eliminación de desechos del cerebro y este estudio muestra que cuanto más profundo sea el sueño mejor“, “Estos hallazgos también se suman a la evidencia cada vez más clara de que la calidad del sueño o la falta de sueño puede predecir la aparición de la enfermedad de Alzheimer y la demencia“.
La investigadora Lauren Hablitz se refiere a los mecanismos químicos involucrados en las reacciones electroquímicas relacionadas con el flujo glifático:
“Las ondas sincronizadas de la actividad neural durante el sueño profundo de ondas lentas, específicamente los patrones de disparo que se mueven desde la parte frontal del cerebro hacia la parte posterior, coinciden con lo que sabemos sobre el flujo de LCR en el sistema glifático“, “Parece que los químicos involucrados en el disparo de las neuronas, es decir, los iones, impulsan un proceso de ósmosis que ayuda a extraer el líquido a través del tejido cerebral.”
Implicancias de los hallazgos
Se sabe que a medida que envejecemos se hace más difícil mantener constante el sueño no REM profundo, que ayuda a mantener una buena función del sistema glifático. Esto reviste varias implicancias clínicas relevantes, como el vínculo entre el sueño, el envejecimiento y la enfermedad de Alzheimer, que se asocia con la acumulación de proteínas tóxicas como la beta amiloide y la tau a nivel cerebral, por lo que varios investigadores han sugerido que la insuficiente función del sistema glifático, debido a la interrupción del sueño, podría actuar como un factor determinante para esta patología. Estos hallazgos guardan relación con las observaciones clínicas que asocian la privación del sueño y un mayor riesgo de padecer Alzheimer.
Los hallazgos también pueden explicar por qué determinados anestésicos pueden llevar a un deterioro cognitivo en adultos mayores, que corresponden a aquellos que no indujeron ondas cerebrales lentas y disminuyeron la actividad glifática, como indica Tuomas Lilius, del Center for Translational Neuromedicine at the University of Copenhagen en Dinamarca y coautor del estudio:
“El deterioro cognitivo después de la anestesia y la cirugía es un problema importante“. “Un porcentaje significativo de pacientes ancianos que se someten a cirugía experimentan un período postoperatorio de delirio o tienen un deterioro cognitivo nuevo o empeorado al momento del alta“.
Como aplicación clínica, este estudio también demuestra que el sistema glifático puede optimizarse al mejorar la calidad del sueño, como a través del empleo de la terapia del sueño u otros tratamientos, especialmente dirigidos a las poblaciones en riesgo de padecer algunas patologías neurológicas que se ven afectadas por trastornos del sueño.
