Los investigadores descubren los mecanismos de la sobrehidratación que conducen a la hiponatremia, una afección común en pacientes después de una lesión cerebral traumática
Todos estamos familiarizados con los inconvenientes de la deshidratación, pero rara vez escuchamos sobre los efectos nocivos de la sobrehidratación. Se sabe que la acumulación excesiva de líquido puede conducir a niveles peligrosamente bajos de sodio en la sangre o hiponatremia, una afección potencialmente mortal que puede provocar inflamación cerebral. Del mismo modo, se sabe más acerca de los mecanismos en el cuerpo que detectan e impulsan la sed, mientras que se sabe poco acerca de cómo el cerebro detecta un estado de sobrehidratación.
“[La hiponatremia] ocurre en condiciones patológicas comunes, que incluyen lesión cerebral, sepsis, insuficiencia cardíaca y en el uso de drogas, como MDMA (éxtasis)”, dice el Dr. Charles Bourque, cuyo equipo del Centro de Investigación en Neurociencia de la El Instituto de Investigación del Centro de Salud de la Universidad McGill (RI-MUHC) descubrió una pieza clave del rompecabezas de cómo nuestros cerebros detectan la hiponatremia y regulan la sobrehidratación. El nuevo estudio presentado en Cell Reports descubre el mecanismo fundamental de cómo se detecta la hiponatremia en el cerebro.
“Nuestros datos específicos serán importantes para las personas que estudian la homeostasis hidromineral y de electrolitos líquidos, y los médicos que tratan a pacientes que enfrentan hiponatremia”, informa el Dr. Bourque, científico del Programa de Reparación Cerebral y Neurociencia Integrativa (BRAIN) en el RI- MUHC y profesor en el Departamento de Neurología de McGill. Esta condición es más común en pacientes de edad avanzada y puede causar problemas cognitivos y convulsiones en este grupo vulnerable. Si bien sigue siendo incierto cómo se desarrolla la hiponatremia, un defecto en el mecanismo de detección de hidratación del cerebro podría ser el culpable.
No ajeno al estudio de los mecanismos de hidratación en el cuerpo, el equipo del Dr. Bourque, ubicado en el Hospital General de Montreal, también ha realizado varios descubrimientos clave en el pasado sobre cómo el cerebro detecta y previene la deshidratación; cómo la ingesta de sal aumenta la presión arterial; y cómo el reloj biológico del cerebro estimula la sed antes de dormir. En este caso, los experimentos de la autora del primer estudio, Sorana Ciura, estudiante de doctorado en el laboratorio del Dr. Bourque, que ahora se encuentra en el Institut Imagine, Hôpital Necker-Enfants Malades en París, revelaron que las neuronas sensibles a la hidratación del cerebro no detectan la sobrehidratación en del mismo modo que detectan la deshidratación.
Inhibición de las neuronas sensibles a la hidratación
La nueva investigación muestra que la sobrehidratación activa Trpv4, que es un guardián celular implicado en mantener el equilibrio de agua en el cuerpo. Trpv4 es un canal de calcio que se puede encontrar en las células gliales, que son células que actúan para rodear las neuronas sensibles a la hidratación.
“Nuestro estudio muestra que, de hecho, son las células gliales las que primero detectan el estado de sobrehidratación y luego transfieren esta información para apagar la actividad eléctrica de las neuronas [sensoras de hidratación]”, explica el Dr. Bourque. Los investigadores también encontraron que es la liberación del aminoácido taurina lo que actúa para inhibir las neuronas sensibles a la hidratación. Esencialmente, cuando las células gliales detectan una sobrehidratación, el canal Trpv4 desencadena la liberación de taurina, que actúa como un cable trampa para inhibir las neuronas sensibles a la hidratación.
Esperanza para los pacientes con hiponatremia
La capacidad del cerebro para detectar el exceso de hidratación es esencial para mantener el equilibrio de líquidos en el cuerpo y prevenir condiciones como la hiponatremia. “Se utilizarán modelos preclínicos de hiponatremia para examinar si el mecanismo que informamos se ve afectado en esta afección con el objetivo a largo plazo de diseñar nuevos tratamientos o herramientas de diagnóstico”, dice el Dr. Bourque.
“La hiponatremia es común en hasta una cuarta parte de los pacientes hospitalizados que sufren una lesión cerebral traumática y desarrollan la afección”, dice la Dra. Judith Marcoux, neurocirujana del Hospital General de Montreal del MUHC, quien colabora con el profesor Bourque para definir el base para la aparición de hiponatremia en pacientes que sufren una lesión cerebral traumática (LCT).
“Realmente no se sabe nada sobre los mecanismos que conducen a la hiponatremia en estos pacientes”, agrega el Dr. Marcoux. “La hiponatremia puede tener consecuencias catastróficas, como causar convulsiones o llevar a un coma, y la presión intracraneal elevada puede causar más daño al cerebro, lo que puede conducir a una disminución de los resultados neurológicos y funcionales de los pacientes. ”
Este trabajo fue apoyado por subvenciones de los Institutos Canadienses de Investigación en Salud (CIHR) y la Fundación Heart and Stroke de Canadá.
El estudio Trpv4 Mediates Hypotonic Inhibition of Central Osmosensory Neurons via Taurine Gliotransmission fue coautor de Sorana Ciura (Institut Imagine, Hôpital Necker-Enfants Malades); Masha Prager-Khoutorsky, Zahra S. Thirouin, Joshua C. Wyrosdic y Charles W. Bourque (Centro de Investigación en Neurociencia, Instituto de Investigación del Centro de Salud de la Universidad McGill); James E. Olson (Universidad estatal de Wright); Wolfgang Liedtke (Centro de Neurociencia Traslacional, Centro Médico de la Universidad de Duke).
DOI: 10.1016/j.celrep.2018.04.090
Sobre el Instituto de Investigación del MUHC
El Instituto de Investigación del Centro de Salud de la Universidad McGill (RI-MUHC) es un centro de investigación biomédica y de salud de renombre mundial. El Instituto, que está afiliado a la Facultad de Medicina de la Universidad McGill, es el brazo de investigación del Centro de Salud de la Universidad McGill (MUHC), un centro de salud académico ubicado en Montreal, Canadá, que tiene el mandato de centrarse en la atención compleja dentro de su comunidad. El RI-MUHC apoya a más de 420 investigadores y cerca de 1,200 becarios de investigación dedicados a un amplio espectro de investigación fundamental, clínica y de resultados de salud en los sitios del MUHC en Glen y el Hospital General de Montreal. Sus instalaciones de investigación ofrecen un entorno multidisciplinario dinámico que fomenta la colaboración y aprovecha el descubrimiento destinado a mejorar la salud de pacientes individuales a lo largo de su vida. www.rimuhc.ca
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Dr. Martin Passen, a dedicated nutrition educator with a master’s in nutrition education and nearing completion of a clinical nutrition and dietetics master’s. Passionate about sharing valuable information effectively.