Mucho se ha avanzado en la búsqueda de los factores de riesgo que permitan prevenir el daño encefálico o reducirlo. El encéfalo es un órgano muy exigente. No permite que las neuronas destruidas sean reemplazadas. No acepta que sobrevivan si carecen de oxígeno, glucosa y otras sustancias que transporta la sangre, salvo por pocos minutos. Permite que en algunos casos esté, genéticamente determinado, el suicidio (apoptosis) de las neuronas, células irremplazables, mientras los otros órganos "aún gozan de buena salud". Quizás la neuroprotección permitirá ganar esta batalla y a ella nos referiremos. Es un tema muy complejo; buscaremos simplificarlo siguiendo la intención de esta publicación periódica.

Cuando el tejido cerebral es sometido a isquemia aguda sufre dos tipos de daño: Uno inmediato y uno tardío. El inmediato, que es por lo demás, irreversible, ocurre en el área que circunda al vaso ocluido, donde el flujo sanguíneo es igual a cero y se denomina CORE. Rodeando al core hay un área llamada ZONA DE PENUMBRA, cuyo flujo sanguíneo ha disminuido notablemente, aunque sin llegar a desaparecer. Aquí se producen cambios de tipo funcional. Si en esta zona de penumbra no se restituye el flujo sanguíneo cerebral, el daño celular se hace permanente.

Dentro de las variables que determinan este daño final, las más importantes son la magnitud de la reducción del flujo sanguíneo cerebral, su distribución (global o focal) y duración antes de la reperfusión.

La isquemia cerebral no es un evento único sino un PROCESO, como tal es posible modificar su curso y alterar el resultado final. De modelos experimentales, se desprende que las intervenciones deben ser llevadas a cabo a la brevedad, idealmente en los minutos que siguen a la oclusión arterial. El no considerar este aspecto puede haber llevado al fracaso los estudios clínicos hasta ahora realizados.

El concepto de CITOPROTECCION no es nuevo. Hace décadas se sabe que la hipotermia tiene un efecto protector sobre el tejido neuronal afectado por isquemia. El mecanismo exacto por el cual actúa es aún desconocido, pero se presume que sería una menor liberación de neurotransmisores a nivel presináptico.

El mayor avance de los últimos años ha sido el reconocer las etapas de la CASCADA ISQUÉMICA, las que podrían ser modificadas, con el objeto de obtener el menor daño posible tras un evento isquémico.

Cascada Isquémica.

1. Todo se inicia con la reducción del flujo sanguíneo cerebral: Las reservas energéticas de la célula se acaban. Ya no es posible mantener el potencial de reposo de la membrana plasmática Þ Se produce depolarización por dos mecanismos: falla de la ATPasa Na+/K+ y otro que explicaremos a continuación.
2. El segundo mecanismo que perpetúa la depolarización, es que la célula libera desde sus vesículas del terminal presináptico, neurotransmisores (NT) excitatorios como el glutamato: Este NT se une a sus receptores postsinápticos, tales como el receptor N-Metil D-Aspartato (NMDA) el que está acoplado a un canal iónico que permite el ingreso de sodio y calcio a la célula.
3. Una vez que la concentración de Calcio alcanza un cierto nivel, se activan por su intermedio, proteasas intracelulares, que inician la "autodigestión" de los componentes celulares, con producción de Radicales Libres y Oxido nítrico
4. En algún momento este proceso pasa del citoplasma al núcleo, y comienza la expresión génica de citoquinas: Factor de Necrosis Tumoral, Interleukina-1, moléculas de adhesión intercelular, que inician el proceso inflamatorio Þ Aumento de permeabilidad y migración de células inflamatorias.
5. Dentro de las células que llegan al área en cuestión, juegan un rol muy importante los leucocitos que se adhieren a la microvasculatura, son activados allí y contribuyen al daño del tejido.
6. Finalmente, se llega a la apoptosis celular

Rol del Calcio en la muerte neuronal (6).

Sin duda alguna la acción de este ion es fundamental, tanto en forma directa como indirecta. Cuando la concentración citoplasmática de calcio sobrepasa un límite, se activan distintas enzimas cuya acción es dañina para la célula. Vamos a citar algunas: Fosfolipasa A, enzima que libera Ácido Araquidónico desde la membrana, formando radicales libres; Fosfolipasa C, que libera la reserva intracelular de calcio y aumenta la síntesis de Óxido Nítrico. Otras ejercen un daño directo, como Calpaína que produce proteólisis del citoesqueleto. Por último, el Complejo Calcio-Calmodulina activa Proteínas Kinasas (p. Ej. Kinasa II, Proteína Kinasa C) que fosforilan proteínas y alteran la homeostasis neuronal.

Objetivos de la neuroproteccion (2, 3).

El objetivo principal de las investigaciones en esta área, es desarrollar fármacos que intervengan en la cascada isquémica y reduzcan la cantidad de tejido dañado. De este modo se podrá obtener un mejor resultado clínico, traducido no sólo en sobrevida, sino en calidad de vida de los pacientes que sufren eventos vasculares agudos.

Modelos experimentales y animales han demostrado ser útiles en modular la cascada isquémica, reduciendo el área final de necrosis. Esto sería más efectivo en casos de isquemia focal, donde la zona de penumbra es extensa.

Se ha aprendido en estos modelos que si se inicia la terapia al mismo tiempo que la isquemia, y antes de la reperfusión, se obtiene un beneficio mayor y que la disminución del área de necrosis se alcanza sólo cuando la terapia se inicia en menos de una hora del inicio de la isquemia. Este aspecto es muy importante, y debe considerarse al definir la ventana terapéutica para el inicio de la terapia de reperfusión (por ej. Trombolisis).

Terapia multimodal (4).

Ahora que se ha logrado reconocer distintas etapas en el proceso que conduce hasta la muerte de la célula neuronal, lo ideal sería influir en cada una de ellas. Resulta lógico pensar que si actuáramos en distintos niveles, sería más probable alcanzar efectos significativos y mensurables desde el punto de vista clínico. Así, las estrategias usadas hasta el momento, por ej. Reperfusión (Trombolisis) intentan modificar la 1° etapa (reducción flujo sanguíneo), las terapias de Neuroprotección intentan modificar la cascada a partir de la 2° (liberación de neurotransmisores excitatorios) y en un futuro seguramente el objetivo será investigar opciones de intervención a nivel genético, por ej. inhibiendo la transcripción de genes que codifican citoquinas.

Daño por reperfusion.

El principal factor que influye en el éxito de la terapia es el tiempo en que se obtiene la reperfusión cerebral. Cuando existe daño de la barrera hematoencefálica, la reperfusión puede ocasionar edema cerebral y hemorragia. No obstante, aún en ausencia de estas alteraciones, la reperfusión del tejido isquémico puede llevar a un aumento de la producción de radicales libres, expresión génica de citoquinas e inflamación que aumentan el daño celular.

Algunas alternativas terapéuticas ensayadas (1,4,5,7).

1. Bloqueadores de Canales de Calcio. Son el 1° grupo estudiado. Se han descrito distintos tipos de canales:
   Canal de Calcio asociado al receptor NMDA. Es uno de los más estudiados. Ya nos referimos a él al mencionar la cascada isquémica. Además de ser activado por ligando (glutamato) es capaz de activarse frente a los cambios de voltaje (depolarización).
   Tipo N. Es un receptor presináptico, se activa ante los cambios de voltaje y es responsable de la liberación de neurotransmisores.
   Tipo L. Presente también en los vasos sanguíneos, sensibles a dihidropiridinas como Nimodipino.
   Otros tipos. Tienen características diferentes de activación y desactivación, pueden ser similares al tipo L son insensibles a las dihidropiridinas.
   Nimodipino actúa bloqueando los receptores tipo L. Su utilidad ha sido demostrada sólo en la prevención del vasoespasmo asociado a hemorragia subaracnoídea aneurismática. Lamentablemente, en accidente vascular isquémico no se han reproducido estos resultados: No disminuye la mortalidad, ni mejora el resultado funcional, comparado con placebo. Actualmente hay otros en estudio
2. Antagonistas del Glutamato:
   Glutamato es el principal NT excitatorio del cerebro. Durante la isquemia aumenta su liberación desde el presináptico, lo que lleva a pérdida de la homeostasis iónica y energética en la célula.
   En los estudios se ha intentado actuar a dos niveles: Disminuir su liberación presináptica o bloquear su acción en los receptores postsinápticos:
   1. Inhibición de liberación presináptica. Estos compuestos actúan sobre canales de sodio y/o calcio. Su estudio se encuentra en fase III. Por ej.: Fenitoína, fosfenitoína, derivados de lamotrigina
   2. Antagonistas de receptores de glutamato. Los receptores de glutamato se dividen en 2 grupos:
      1. Receptores ionotrópicos. Se llaman así porque están acoplados a un canal iónico. Su activación produce cambios rápidos de la permeabilidad de la membrana postsináptica al sodio y calcio (resulta en aumento de sodio y calcio intracelular, depolarización). Se reconocen 2 subtipos:
         • NMDA : n-metil-D-aspartato
         • AMPA: ácido a -amino-3-hidroxi-5-metil-isoxazolepropiónico
      2. Metabotrópicos. Acoplado a 2° mensajero, vía fosfatidil inositol (IP3). Efecto fisiológico desconocido.
         Los estudios han apuntado básicamente a los receptores ionotrópicos.
         Receptor Inonotrópico NMDA: Antagonistas no competitivos:
         La mayoría de los estudios han debido discontinuarse por efectos colaterales: cataplexia, cambios conductuales (Fenciclidina, Dizolcipina). Sin embargo algunos aún están en evaluación, tal es el caso de CERESTAT (actualmente en estudio fase III) y SULFATO DE MAGNESIO que ha demostrado ser seguro, bien tolerado, ha demostrado mejoría clínica. Se usa durante los primeros días de un accidente vascular, en dosis de carga de 8 mmoles seguido de una infusión de 65 mmoles en 24 horas (7)
         Receptor Inonotrópico NMDA: Antagonistas competitivos:
         Los estudios con estas sustancias fueron interrumpidos precozmente por aumento de mortalidad y/o efectos adversos.
         Receptor Inonotrópico AMPA: Antagonistas:
         Este receptor tiene una distribución más amplia que el NMDA, claramente asociado con neurotransmisión excitatoria. Han sido estudiados sólo en modelos animales, aún no probados en humanos.
         En resumen, estos compuestos han demostrado ser eficaces en lograr reducción del tamaño del infarto, sin embargo, con excepción del magnesio, sus efectos adversos han sido tan importantes, que se ha debido discontinuar su estudio. La gran gama de efectos colaterales refleja la importancia y lo complejo de la acción del glutamato en la fisiología cerebral.
3. 3. - Activadores de Receptores GABA y Adenosina
   GABA es el NT inhibitorio más importante del cerebro, está presente en todas las neuronas. Actúa a través de un canal de cloruro y su efecto es la hiperpolarización de la membrana. Algunos fármacos, como barbitúricos y benzodiazepínicos se unen a estos receptores, logrando el mismo efecto.
   En teoría, si aumentamos el GABA en el espacio sináptico y se activan sus receptores postsinápticos, se lograría contrarrestar la acción depolarizante y excitatoria del glutamato.
   Vigabatrina, usado en epilepsia, inhibe a la transaminasa que cataboliza al GABA, aumentando la concentración de éste en el espacio sináptico. Su acción ha sido benéfica en estudios animales
   Uso combinado de antagonistas del glutamato y agonistas GABA aún no ha sido estudiado.
   Receptores Adenosina.
   Los niveles de Adenosina están aumentados en el tejido isquémico. Este nucleósido estimula una serie de procesos que en su conjunto disminuyen el daño por isquemia: Aumenta el flujo sanguíneo, disminuye la liberación de neurotransmisores excitatorios, hiperpolariza la membrana celular, disminuye la producción de radicales libres. Actúa a través de un receptor acoplado a Proteína G.
4. Atrapadores de Radicales libres
   Los radicales libres del oxígeno (ion superóxido, peróxido de hidrógeno, radicales hidroxilo) se producen por la reducción enzimática incompleta del oxígeno y por la reintroducción de oxígeno en un ambiente con poder reductor elevado, en este caso el foco isquémico. Median el daño al tejido cerebral durante la etapa de reperfusión, sea ésta espontánea o inducida, a través de peroxidación lipídica de la membrana plasmática, oxidación de las proteínas y daño del DNA.
   Superóxido dismutasa, catalasa, quelantes del fierro, vitamina E, Trilazad, intentan disminuir este proceso. Pueden tener un rol importante en los casos en que se usa terapia de reperfusión con rTPA
5. Oxido Nítrico
   Neurotransmisor cuyo rol en el tono vascular es conocido, aunque la totalidad de sus funciones en el tejido neuronal se desconoce. Aparentemente al producirse en exceso contribuye a la neurotoxicidad, por generación de nuevos radicales libres. Tendría un rol importante en acción del glutamato en su receptor NMDA.
   7-Nitroindazol Inhibe la formación neuronal de NO. Estudios en etapa preclínica
6. Moduladores del proceso inflamatorio: Anticuerpos anti ICAM-1(intercellular adhesive molecule)
   La proteína ICAM-1 es una proteína de la superficie endotelial que facilita la adhesión de leucocitos, que como vimos al analizar la cascada isquémica, pueden producir daño por distintos mecanismos (liberación de proteasas, radicales del oxígeno, obstrucción mecánica del lumen vascular, etc.)
   Desde un atractivo punto de vista teórico, Anticuerpos dirigidos contra estas proteínas ICAM-1 lograrían inhibir la migración de los leucocitos hacia el tejido isquémico. Estudio clínico en proceso
7. Gangliósido GM1
   No se conoce exactamente su mecanismo de acción. Probablemente interfiere con la traslocación del la Proteína Kinasa C. En forma experimental se ha visto que protege a células de cultivo del daño ocasionado por adición de glutamato.
   Dos ensayos controlados y randomizados de gangliósido GM1 en infarto cerebral agudo han sido negativos, sin embargo parece haber un subgrupo de pacientes jóvenes tratados, que se beneficiarían de la terapia

Conclusiones:

1. El conocimiento la cascada isquémica ha llevado al desarrollo de nuevas estrategias citoprotectoras
2. Se ha comprendido la utilidad de terapias combinadas.
3. Debido a que las drogas empleadas alteran los procesos intracelulares, se espera efectos colaterales.
4. Evidencia clínica y de laboratorio indica que la ventana terapéutica para el inicio de estas terapias es corta
5. En la actualidad NO se cuenta con una droga citoprotectora efectiva

REFERENCIAS:

1. De Keysler J., Sulter G., Luiten P.G. Clinical trials with neuroprotective drugs in acute ischemic stroke: are we doing the right thing?. Trends in Neuroscience 22, N°12: 535-540, 1999.
2. Hacke W. (ed): Neuroprotective strategies for early intervention in acute ischemic stroke. Cerebrovascular disease (Suppl) 1997.
3. Hill M.D., Hachinski V. Stroke treatment: Time is brain. Lancet 352 (Suppl): 10-14, 1998.
4. Hachinski V. Thrombolysis and neuroprotection in acute stroke. 2000 Syllabi-on CD-Rom. American Academy of Neurology.
5. Hardman J., Limbird L., Molinoff P., Ruddon R., Gilman A. The pharmacological basis of therapeutics. 9° Edition. Mac Graw Hill., 1998.
6. Klinke R., Silbernagl S. Lehrbuch de Physiologie. 2° Auflage. Georg Thieme Verlag, 1996.
7. Barneth H., Mohr J., Stein B., Yatsu F. Stroke Pathophysilogy, Diagnosis and Management. 3° Edition. Churchill-Livingstone, 1999.