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9 de Junio de 2021
Medicina

La «asfixia» del hipocampo podría estar detrás de la pérdida de memoria en enfermedades como el alzhéimer

La irrigación sanguínea del hipocampo en ratones es, de normal, precaria, lo que convierte a esta región cerebral en vulnerable a los cambios vasculares.

[iStock/SIphotography]

Uno de los síntomas más precoces que aparecen durante el desarrollo de diversas enfermedades neurológicas, como el alzhéimer, es la pérdida de memoria. Las personas que la sufren van teniendo cada vez más problemas para recordar sucesos recientes, orientarse en lugares cotidianos o realizar actividades que requieren múltiples pasos (como cocinar o hacer la compra). Además, no suelen ser conscientes de esta afectación de la memoria, un dato clave para distinguirlo de los fallos de memoria normales asociados a la edad.

El hipocampo es una región del cerebro humano con forma de caballito de mar que desempeña un papel fundamental en el almacenamiento de recuerdos. Hasta ahora, se desconocía por qué precisamente esta estructura cerebral sufría alteraciones en etapas tan tempranas de varias enfermedades neurológicas. No se trataba de una cuestión sencilla de averiguar: el estudio del funcionamiento del hipocampo in vivo ha estado siempre muy limitado por su inaccesibilidad.

Ahora, científicos de la Universidad de Sussex han conseguido más datos que podrían explicar el mecanismo que hay detrás de la pérdida de memoria. Los resultados de su investigación en ratones, que se publican en la revista Nature Communications, muestran que el hipocampo de estos animales sufre un déficit de oxígeno debido a una limitada irrigación sanguínea.

Los científicos ya eran conscientes por estudios previos en humanos que el hipocampo se caracteriza por ser un tejido muy sensible a niveles bajos de oxígeno (hipoxia). Las neuronas que lo forman requieren un suministro constante de oxígeno y mueren si no reciben este gas durante un breve periodo de tiempo. Ya se había observado anteriormente en pacientes con deterioro cognitivo leve que esta región del cerebro tenía una menor irrigación sanguínea, lo que hacía sospechar que este factor tuviera algo que ver con la alteración en la función del hipocampo.

Para la realización del estudio, los investigadores utilizaron microscopía de excitación de dos fotones sobre los cerebros de ratones para indagar más sobre esta cuestión. Con esta técnica es posible obtener imágenes de fluorescencia de tejidos vivos. En este caso, el fin era visualizar y comparar dos regiones cerebrales en dichos animales: la corteza visual (responsable del procesamiento de la información visual) y el hipocampo de ratos despiertos (el ciclo de vigilia-sueño puede inducir cambios en el funcionamiento de estas áreas).

La investigación se centró específicamente en la función neurovascular. Es decir, en el comportamiento de las neuronas y de los vasos sanguíneos. Además, se registraron los flujos sanguíneos en ambas zonas cerebrales y también el grado de oxigenación de la hemoglobina (la molécula presente en los glóbulos rojos que transporta el oxígeno).

El primer hallazgo relevante de la investigación fue que el hipocampo contaba, en reposo, con un flujo sanguíneo y una oxigenación de la sangre significativamente menor que la corteza visual. Esto se debía a que esta área responsable de la memoria tiene una densidad de capilares menor, así como también un flujo menor en cada uno de estos capilares. En otras palabras, de normal, el hipocampo de los ratones ya se encuentra en una situación poco favorable en cuanto a irrigación sanguínea. Cuando la actividad neuronal de ambas regiones cerebrales se incrementaba y aumentaban, por tanto, las necesidades de oxígeno y glucosa, el aporte sanguíneo del hipocampo era aún más precario. Los capilares en el hipocampo se dilataban menos y con menos frecuencia que en la corteza visual, limitando así el flujo sanguíneo que llegaba a esta área.

El análisis de la expresión de proteínas que están involucradas en la dilatación vascular y de las células que forman parte de estos vasos (los pericitos) mostró que la vasculatura del hipocampo era menos capaz de responder a un aumento de la actividad neuronal para incrementar el flujo sanguíneo. De acuerdo a simulaciones realizadas por los autores, los niveles de oxígeno eran especialmente bajos en las zonas más distantes a los vasos sanguíneos en el hipocampo. En estas regiones las neuronas recibían la cantidad justa de oxígeno para poder seguir funcionando con normalidad. Esto podría explicar por qué el hipocampo es especialmente vulnerable en varias enfermedades neurológicas en las que existen problemas vasculares, ya que ello supone poner en riesgo su ya delicado equilibrio vascular y provoca la «asfixia» de las neuronas que allí se encuentran.

Dado que el estudio se ha realizado en ratones, son necesarias más investigaciones para confirmar que esta situación vascular precaria para el hipocampo ocurre también en humanos que sufren diferentes enfermedades neurológicas con afectación de la memoria. Existen indicios que así lo sugieren. Por ejemplo, un fármaco antihipertensivo llamado nilvadipina que consigue aumentar el flujo sanguíneo en el hipocampo provocó algunas mejorías en un subgrupo de pacientes con alzhéimer leve. Los autores plantean la hipótesis de que, quizás, mejorar la irrigación sanguínea de esta región podría ser una opción terapéutica o preventiva para algunas de estas personas.

Esther Samper

Referencia: «Neurovascular coupling and oxygenation are decreased in hippocampus compared to neocortex because of microvascular differences», Kira Shaw et al. en Nature Communications, vol. 12, 3190, 27 de mayo de 2021.

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