Según un estudio de Mayo Clinic publicado por la Nature Neuroscience, las células que actúan en la primera línea de defensa del sistema nervioso central contra las lesiones también juegan un papel en ayudar al cerebro a despertar de la anestesia. Este descubrimiento puede ayudar a allanar el camino para métodos innovadores que abordan las complicaciones post-anestesia.

Al salir de la anestesia, más de un tercio de los pacientes puede experimentar somnolencia extrema o hiperactividad, un efecto secundario llamado delirium. Investigadores de Mayo Clinic descubrieron que las células inmunes especiales en el cerebro llamadas microglías pueden proteger a las neuronas de los efectos secundarios de la anestesia para despertar el cerebro.

«Esta es la primera vez que hemos visto que las microglías mejoran e incrementan la actividad neuronal al involucrar físicamente los circuitos cerebrales», dice el neurocientífico de Mayo Clinic, el Ph.D. Long-Jun, autor principal del estudio.

Los investigadores observaron la presencia de microglías entre las neuronas y las sinapsis inhibitorias, suprimiendo la actividad neuronal bajo anestesia. Las microglías parecen tratar de proteger las neuronas para contrarrestar la sedación.

El cerebro está formado por una red de neuronas que dispara y estimula actividades en todo el cuerpo. Las neuronas están conectadas por sinapsis que reciben y transmiten señales que nos permiten movernos, pensar, sentir y comunicarnos. En este entorno, las microglías ayudan a mantener el cerebro sano, estable y en funcionamiento. Aunque las microglías fueron descubiertas hace más de 100 años, solo en los últimos 20 años se han convertido en un foco importante de investigación.

Al principio, los científicos solo tenían láminas fijas de microglías para examinar, lo que les proporcionaba solo imágenes instantáneas de estas células. Inicialmente, se pensó que cuando las neuronas no estaban activas y el cerebro estaba tranquilo, las microglías eran menos activas. Luego, la tecnología hizo posible observar y estudiar las microglías en detalle, incluso la manera en que se mueven.

«Las microglías son células cerebrales únicas porque tienen procesos muy dinámicos. Se mueven y bailan mientras escanean el cerebro. Ahora tenemos imágenes poderosas que muestran sus actividades y movimientos», dice el Dr. Wu.

Hace unos años, el Dr. Wu y su equipo han liderado investigaciones sobre cómo las microglías y las neuronas se comunican entre sí en cerebros sanos y no saludables. Por ejemplo, mostraron que las microglías pueden atenuar la hiperactividad neuronal durante convulsiones epilépticas . Los investigadores pueden observar estas células en el cerebro en tiempo real y registrar sus movimientos en modelos de ratones despiertos utilizando una tecnología de imagen avanzada que incluye una microscopia electrónica de barrido.

En 2019, investigadores descubrieron que las microglías pueden sentir cuando el cerebro y sus actividades están restringidos, por ejemplo, por la anestesia. Descubrieron que las microglías se vuelven más activas y vigilantes cuando esto ocurre.

«Ahora podemos ver que las microglías aumentan su vigilancia y patrullan la actividad neuronal del cerebro como un oficial de policía por la noche, respondiendo a actividades sospechosas cuando todo está tranquilo», dice el Dr. Wu.

Pacientes con delirium o agitación, cuando salen de la anestesia, pueden también sentirse hiperactivos o sentir una lentitud extrema. Los investigadores creen que la hiperactividad puede ser el resultado de la intervención excesiva de las microglías entre las neuronas y las sinapsis inhibitorias.

«Si podemos explorar el papel de las microglías en varios estados fisiológicos como el sueño, podríamos aplicar este conocimiento para mejorar la atención al paciente en entornos clínicos», explica el Ph.D. Koichiro Haruvaka, autor principal del estudio e investigador principal de Mayo Clinic.

Ver artículo: Haruwaka K, Ying Y, Liang Y, Umpierre AD, Min Yi M, Kremen V, et al. Microglia enhance post-anesthesia neuronal activity by shielding inhibitory synapses. Nature Neuroscience[Internet].2024[citado 20 mar 2024]; 27: 449-461.  https://doi.org/10.1038/s41593-023-01537-8

20 marzo 2024| Fuente: EurekAlert| Tomado de| Comunicado de prensa

Una necesidad apremiante es la de nuevas terapias para tratar lesiones por isquemia-reperfusión, provocadas por la pérdida de oxígeno en las arterias después de episodios de derrame cerebral o paro cardíaco.

Tras el descubrimiento del papel que desempeña el óxido nítrico (NO) en el sistema cardiovascular, los investigadores se han volcado en los últimos años en averiguar cómo funciona esta ´misteriosa molécula de señalización´ para reparar los vasos sanguíneos dañados por un ataque cardíaco.

Al respecto, investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Maryland (UMSOM) y sus colegas de la Universidad Wake Forest (WFU) (EEUU) podrían haber dado con una importante pieza del rompecabezas, según se constata en su estudio publicado, recientemente, en ´Nature Chemical Biology´.

El hallazgo de estos científicos se centra en el hemo, un compuesto que contiene hierro abundante en la circulación y en las células sanguíneas, que se une al NO y lo transporta por el sistema vascular. Esto permite que dicho compuesto regule el flujo sanguíneo, la presión arterial, la formación de coágulos sanguíneos y probablemente otros procesos de señalización implicados en la curación de los vasos sanguíneos dañados.

Ahondando sobre el NO

Los investigadores se mostraron interesados en comprender cómo esta molécula de vida corta viaja desde la sangre hasta los objetivos de señalización en la pared de los vasos sanguíneos. Para abordar esta brecha, el equipo caracterizó la formación de un intermediario estable del NO llamado NO-ferrohemo. Demostraron en estudios con animales que, después de la inyección, el NO-ferrohemo se transporta en la sangre, a menudo unido a la albúmina, y viaja a los vasos sanguíneos y hace que se dilaten, lo que reduce la presión arterial.

«El óxido nítrico, con su vida media extremadamente corta de menos de un segundo en la sangre, debe tener una forma de moverse a través del torrente sanguíneo y hacia los vasos sanguíneos a través de un mecanismo estable», expuso el autor principal del estudio, Anthony DeMartino, profesor asistente de Medicina de la UMSOM. «Estudiamos la química y la cinética de cómo se genera fisiológicamente el NO-ferrohemo en el tubo de ensayo y luego demostramos cómo funciona en un modelo animal, lo que proporciona una fuerte evidencia de nuestra hipótesis».

Para realizar sus estudios, el equipo de investigación decidió investigar el hemo, mejor conocido por su papel en el suministro de oxígeno a través de la hemoglobina en la sangre, pero también un objetivo de señalización común para el NO. Mezclaron hemo férrico (una forma oxidada del compuesto que puede causar daño celular) con NO y el antioxidante glutatión (que se encuentra en niveles altos en la mayoría de las células) para ver cómo reaccionarían en un laboratorio.

Descubrieron que, en presencia de glutatión, el NO reacciona rápidamente uniéndose rápidamente al hemo, formando un compuesto de hemo reducido y estable llamado NO-ferrohemo. El equipo decidió entonces probar los efectos de este compuesto sobre dos propiedades características del NO: como vasodilatador y como regulador de la agregación plaquetaria (que provoca la formación de coágulos sanguíneos). Cuando a los ratones se les infundió NO-ferrohemo, el compuesto tuvo efectos de vasodilatación, aumentando el flujo sanguíneo en las arterias y reduciendo la presión arterial. Además, el NO-ferrohemo inhibió la agregación plaquetaria en muestras de plaquetas de sangre humana.

«La estabilización del NO mediante la formación de NO-ferrohemo le permite difundirse a través de distancias, casi como ´un platillo volador químico´, para unirse directamente y activar las enzimas objetivo que controlan el flujo sanguíneo», explicó el responsable del estudio y autor correspondiente, el Dr. Mark T. Gladwin, decano y vicepresidente de Asuntos Médicos de la UMSOM.

Una necesidad apremiante es la de nuevas terapias para tratar el daño a los vasos sanguíneos llamado lesiones por isquemia-reperfusión. Estas lesiones, provocadas por la pérdida de oxígeno en las arterias después de, por ejemplo, un derrame cerebral o un paro cardíaco, a menudo provocan daño tisular permanente. Descubrir el NO-ferrohema como un «intermediario» biológico representa un paso adelante hacia la comprensión de los matices de los mecanismos de señalización del NO en innumerables estados patológicos.

Referencia

Martin E. NO signal. Nat Chem Biol.2023. https://doi.org/10.1038/s41589-023-01421-3

15/09/2023

Fuente: (IMMedico) Tomado- Noticias /Atención Primaria

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Redacción Ciencia, 5 sep (EFE).- Los riñones femeninos son más resistentes que los masculinos a enfermedades y lesiones, pero hasta ahora se desconocía por qué. Un nuevo estudio experimental ha revelado que la clave está en la testosterona, y que la reducción de sus niveles puede contribuir a mejorar las enfermedades renales.

Así lo recoge una investigación con ratones liderada por científicos de la Escuela de Medicina Keck de la Universidad del Sur de California publicada en la revista Developmental Cell, informa esta universidad en un comunicado.

Al ser los riñones femeninos más fuertes, los investigadores quisieron ver cuándo y de qué manera se ‘feminiza’ o ‘masculiniza’ la actividad genética de los riñones. De este modo, identificaron más de 1 000 genes con distintos niveles de actividad en los riñones de ratones machos y hembras, especialmente diferentes en una unidad de filtración del riñón que se ocupa de reabsorber la nutrientes como la glucosa o los aminoácidos.

Estas diferencias de capacidades entre un sexo y otro aparecieron cuando los ratones entraron en la pubertad, y se acentuaron cuando alcanzaron la madurez sexual. Para entender por qué ocurría esto, los investigadores usaron dos estrategias, por un lado castraron a los ratones machos antes de la pubertad para reducir sus niveles naturales de testosterona, y, por otro, eliminaron los sensores celulares conocidos como receptores de andrógenos que responden a las hormonas sexuales masculinas. Al mismo tiempo, sometieron a otros ratones machos a tres meses de restricción calórica, una forma indirecta de reducir la testosterona.

La conclusión alcanzada es que la reducción de la testosterona, de una u otra manera, ayuda a la recuperación de ciertos tipos de lesiones renales en ratones. Para comprobar si los mismos genes están implicados en las diferencias renales relacionadas con el sexo en los seres humanos, los científicos analizaron un número limitado de riñones y biopsias de donantes masculinos y femeninos. Respecto a los genes que diferían en su actividad variando del sexo, advirtieron un modesto solapamiento de los genes humanos con los de los ratones.

Los científicos realizaron experimentos similares con hígados de ratón, otro órgano que presenta diferencias relacionadas con el sexo, pero vieron que estas surgieron de forma independiente durante la evolución.

Referencia.

Lingyun Xiong, Jing Liu, Seung Yub Han, Kari Koppitch, Jin-Jin Guo, Megan Rommelfanger, Zhen Miao, Fan Gao, Ingileif B. Hallgrimsdottir, Lior Pachter, Junhyong Kim, Adam L. MacLean, Andrew P. McMahon. Direct androgen receptor control of sexually dimorphic gene expression in the mammalian kidney. Developmental Cell, September 05, 2023. DOI: https://doi.org/10.1016/j.devcel.2023.08.010

https://www.cell.com/developmental-cell/fulltext/S1534-5807(23)00406-9

Fuente: (Los Tiempos) Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Los pacientes en estado crítico con shock circulatorio (cuando el corazón no puede bombear suficiente sangre y oxígeno al resto del cuerpo, a menudo como resultado de una insuficiencia cardíaca, sepsis o hemorragia) requieren una estrecha vigilancia y tratamiento, especialmente para mantener una presión arterial adecuada para prevenir lesiones en órganos importantes.

Un equipo dirigido por investigadores del Hospital General de Massachusetts (MGH) en colaboración con investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) desarrolló recientemente un método para monitorear a estos pacientes, que puede ayudar a los médicos a controlar su presión arterial y función cardíaca para reducir el riesgo de muerte. y otros resultados negativos para la salud. El método fue probado y validado en un estudio publicado en Nature Medicine.

El trabajo consistió en diseñar un enfoque para medir una propiedad de la circulación llamada presión crítica de cierre, que es la presión sanguínea a la que los vasos sanguíneos pequeños colapsan y el flujo sanguíneo se detiene. La presión de cierre crítica puede proporcionar una indicación del tono de los vasos sanguíneos en respuesta a la enfermedad y la terapia, pero no ha sido posible medir este parámetro de forma rutinaria en la atención clínica.

El desarrollo del nuevo enfoque utilizó datos de forma de onda de alta resolución del control de la presión arterial de 5532 pacientes en la unidad de cuidados intensivos cardíacos en MGH. Los investigadores desarrollaron un análisis basado en parámetros medidos (incluida la presión arterial, la presión del pulso y la frecuencia cardíaca) para definir la presión de cierre crítica.

Luego definieron un valor llamado presión de perfusión tisular, que se calcula como la diferencia entre la presión arterial promedio y la presión crítica de cierre, y descubrieron que predecía el riesgo de muerte de un paciente, la duración de la estadía en el hospital y el nivel máximo de lactato sanguíneo (un indicador de la oxigenación tisular).

«Cuando se trata a pacientes con shock circulatorio, es esencial mantener objetivos de presión arterial adecuados, aunque los objetivos estándar no se personalizan para pacientes individuales. Hemos desarrollado una nueva métrica que puede identificar a las personas con una perfusión tisular inadecuada que corren el riesgo de sufrir resultados adversos. Creemos que este método se puede utilizar para optimizar las decisiones de tratamiento para los pacientes en la unidad de cuidados intensivos», dice el autor principal Aaron Aguirre, MD, Ph.D., cardiólogo asistente y especialista en cuidados críticos en MGH y profesor asistente de Medicina en Harvard. Escuela de Medicina.

El equipo del Dr. Aguirre llevará a cabo estudios adicionales para comprender cómo varía la presión de perfusión de los tejidos con las diferentes terapias. También planean diseñar ensayos clínicos para probar si su nuevo método puede ayudar a guiar la atención clínica y mejorar los resultados de salud en pacientes en estado crítico.

Referencia: Aaron Aguirre et al, Tissue Perfusion Pressure Enables Continuous Hemodynamic Evaluation and Risk Prediction in the Intensive Care Unit, Nature Medicine (2023). DOI: 10.1038/s41591-023-02474-6 www.nature.com/articles/s41591-023-02474-6

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