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Despolarización Cortical Extendida (CSD)

Despolarización extendida (SD, por sus siglas en inglés) es una expresión genérica que engloba las ondas de despolarización súbita y casi completa de los gradientes de iones transmembrana neuronales que provocan edema citotóxico y se propagan a unos 3 mm/min en la sustancia gris del cerebro. El espectro continuo de la SD describe el espectro que va desde las SD de corta duración en tejido metabólicamente intacto hasta las SD de duración intermedia y las SD terminales en tejido fuertemente isquémico. Así, las SD se producen en trastornos que afectan al ser humano: desde el aura jaquecosa benigna hasta las paradas circulatorias, pasando por los accidentes cerebrovasculares. Esto significa que, aunque hay zonas de solapamiento, también existen grandes variaciones en el mecanismo de acción a lo largo del espectro continuo. Por ejemplo, la SD provoca una hiperperfusión transitoria, que puede ir seguida o no por una oligohemia leve en tejidos normales (respuesta neurovascular normal), o una hipoperfusión grave (respuesta neurovascular inversa = isquemia extendida), que puede ir seguida o no por una hiperemia en tejido con riesgo de enfermedad progresiva.[mfn]Dreier, J. P. (2011). “The role of spreading depression, spreading depolarization and spreading ischemia in neurological disease.” Nat. Med 17(4): 439-447.[/mfn]

Imágenes en tiempo real

Perimed fue la primera empresa en comercializar sistemas de imágenes de microcirculación basadas en el láser, y en los últimos 40 años ha desempeñado un papel de liderazgo en el perfeccionamiento de estas técnicas.

PeriCam PSI se utiliza para registrar los cambios hemodinámicos debidos a la punción con agujas o la aplicación tópica de una solución de potasio muy concentrada ([2], [3], [4]). Con este instrumento se pueden obtener mapas bidimensionales del flujo sanguíneo cerebral cortical con una resolución espacial y temporal muy elevada. Se pueden definir regiones de interés (círculos) en las que se cuantifica el flujo sanguíneo cerebral a lo largo del tiempo.

PeriCam PSI puede medir hasta ~100 imágenes por segundo. De este modo, se pueden ver los cambios dinámicos rápidos, como las pulsaciones provocadas por el latido cardíaco, en forma de imágenes de alta calidad.

Despolarización Cortical Extendida (CSD) - Imágenes obtenidas con PeriCam PSI

Imágenes de despolarización extendida en cerebro de ratón obtenidas con PeriCam PSI. Se puede visualizar y cuantificar (gráfico) la perfusión absoluta (fila superior) y, con el modo de imágenes de diferencias especialmente desarrollado a tal efecto (fila inferior), se puede realizar un seguimiento espectacular del cambio en la perfusión provocado por la onda de SD.

Imágenes de moteado láser de depresión cortical extendida provocada por agujas

Modo de imágenes de diferencias de depresión cortical extendida provocada por agujas

Bibliografía:

  1. Dreier, J. P. (2011). “The role of spreading depression, spreading depolarization and spreading ischemia in neurological disease.” Nat. Med 17(4): 439-447.
  2. The antagonism of prostaglandin FP receptors inhibits the evolution of spreading depolarization in an experimental model of global forebrain ischemia. Dániel P. Varga, Írisz Szabó, Viktória É. Varga, Ákos Menhyárt, Orsolya M. Tóth, Mihály Kozma, Armand R. Bálint, István A. Krizbai, Ferenc Bari, Eszter Farkas. 2020, Neurobiology of Disease, Vol. 137, p. 104780.
  3. Na+/K+-ATPase α isoform deficiency results in distinct spreading depolarization phenotypes. Clemens Reiffurth, Mesbah Alam, Mahdi Zahedi-Khorasani, Sebastian Major and Jens P Dreier. 3, 2019, Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism, Vol. 40, pp. 622-638.
  4. Systemic administration of l-kynurenine sulfate induces cerebral hypoperfusion transients in adult C57Bl/6 mice. Dániel Péter Varga, Ákos Menyhárt, Tamás Puskás, Ferenc Bari, Eszter Farkas, Zsolt Kis, László Vécsei, József Toldi, Levente Gellért. 2017, Microvascular Research, Vol. 114, pp. 19-25.

Ejemplo de caso:

Centro de Investigación de los Accidentes Cerebrovasculares de Berlín, Universidad de Medicina Charité de Berlín

Prof. Jens P. Dreier Universidad de Medicina Charité de Berlín, Centro Alemán de Investigación de los Accidentes Cerebrovasculares de Berlín

La respuesta neurovascular inversa a la SD se observa como un déficit de perfusión extendido que provoca la prolongación de la SD (Dreier 2011). El análisis de contraste de moteado láser (LASCA o LSCI) es una herramienta ideal para diferenciar las respuestas neurovasculares normal (fig. 1) e inversa a la SD (fig. 2), ya que permite visualizar los cambios de perfusión en el espacio y el tiempo, y puede combinarse fácilmente con diferentes métodos electrofisiológicos para medir, por ejemplo, la SD o variables adicionales como la presión parcial de oxígeno en los tejidos..

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