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¿Puede la oxigenoterapia hiperbárica retrasar el deterioro cognitivo?

Artículo original: Can Hyperbaric Oxygen Therapy Delay Cognitive Decline?, Charmi Porwal

Traducido por Emma Bartlett

Editado por Franz Jaron, Ida Parry, Lena Lange, Giorgia Salani

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Las capacidades mentales cambian a lo largo de la vida, primero como resultado de la maduración del cerebro y más tarde con el envejecimiento de las células cerebrales y sus miles de millones de interconexiones complejas. A medida que envejecemos, nuestras habilidades cognitivas, como el razonamiento conceptual, la velocidad de procesamiento y las actividades de resolución de problemas, disminuyen gradualmente a lo largo del tiempo. Realizar muchas tareas simultáneamente y dividir eficazmente la atención para cada una de ellas parece casi imposible.

El envejecimiento produce cambios a nivel celular y subcelular a microescala que afectan a la red neuronal y a la plasticidad sináptica. Además de los cambios estructurales, la disfunción cerebrovascular es una característica distintiva adicional del envejecimiento que incluye descensos regionales del flujo sanguíneo cerebral (FSC) y una disminución del metabolismo cerebral. La investigación muestra que, con el tiempo, el metabolismo cerebral alterado contribuye a un deterioro general de las funciones cognitivas. Pese a resultar chocante, la compleja interacción entre el metabolismo y la función cerebral se conoce desde hace años. Lo que no queda claro es si el restablecimiento del metabolismo cerebral normal podría ayudar a parar o retrasar el deterioro cognitivo relacionado con la edad.

Esta idea fue puesta a prueba recientemente por el profesor Shai Efrati y sus colegas del Centro Sagol de Medicina e Investigación Hiperbárica en Tel Aviv, donde investigaron los efectos de la oxigenoterapia hiperbárica (TOHB) como tratamiento para el deterioro cognitivo relacionado con la edad en adultos mayores sanos. Su teoría era que el envejecimiento cognitivo podía detenerse repostando el cerebro, es decir, restableciendo el suministro vascular en varias regiones cerebrales. Su estudio demostró que el tratamiento con la TOHB, que consistía en aplicar oxígeno puro al 100% a más de 65 pacientes en entornos presurizados (es decir, una cámara hiperbárica) cinco veces a la semana, puede ayudar a mejorar las funciones cognitivas. ¿Cómo? Los investigadores afirman que la TOHB aumenta la solubilidad del oxígeno en la sangre, así induciendo los mecanismos celulares necesarios para la regeneración de las células sanguíneas. En otras palabras, este tratamiento puede estimular la liberación de factores de crecimiento y células madre, y por su parte, provocar la regeneración fisiológica de los vasos sanguíneos, aumentando en última instancia el flujo sanguíneo del cerebro.

Los investigadores afirman que la TOHB aumenta la solubilidad del oxígeno en la sangre, induciendo los mecanismos celulares necesarios para la regeneración de las células sanguíneas.

Tuve el placer de hablar con el Dr. Amir Hadanny, uno de los autores de esta investigación. Es neurocirujano y médico hiperbárico. Ha publicado más de 25 trabajos de investigación centrados en los efectos de la TOHB y su impacto en el rendimiento cognitivo y físico. Sus colaboraciones anteriores con el Centro Sagol se centraron en los protocolos de TOHB para restaurar la función cerebral en pacientes post-accidente cerebrovascular en fase crónica de recuperación, así como en pacientes con lesiones cerebrales traumáticas. En un futuro cercano, el equipo tiene como objetivo examinar el potencial de la TOHB en el tratamiento de otras condiciones cognitivas como el TEPT (“PTSD” en inglés), afirmando que el trauma emocional tiene un impacto biológico en el cerebro. A continuación, puede leer nuestra entrevista completa con el Dr. Amir Hadanny.

  1. ¿Cuál es la principal conclusión de su estudio? ¿Podría darnos una visión general de su investigación y su impacto en futuras investigaciones en neurociencia?

El estudio demostró por primera vez en humanos que los protocolos específicamente diseñados para la oxigenoterapia hiperbárica (TOHB) pueden mejorar significativamente el rendimiento cognitivo de adultos mayores sanos. El Prof. Shai Efrati y yo diseñamos nuestro estudio basándonos en protocolos únicos de la TOHB, que desarrollamos en el Centro Sagol durante los últimos 10 años. El estudio clínico controlado aleatorizado incluyó a 63 adultos sanos (>64) que se sometieron a la TOHB (n=29) o a un período de control (n=33) (envejecimiento natural con el tiempo sin tratamiento activo) durante tres meses. El criterio principal de valoración del estudio incluyó un cambio en la función cognitiva general, que medimos usando una batería completa de evaluaciones cognitivas computarizadas y estandarizadas antes y después de la intervención o del control. Evaluamos el flujo sanguíneo cerebral (FSC) mediante una novedosa técnica de imagen por resonancia magnética para la perfusión cerebral. Esta investigación fundamental puede tener un impacto en nuestra forma de ver y tratar el proceso de envejecimiento.

  1. ¿Qué es la oxigenoterapia hiperbárica (TOHB)? ¿Podría contarnos un poco más sobre su aplicación en la medicina clínica?

La oxigenoterapia hiperbárica (TOHB) utiliza oxígeno al 100% en una presión ambiental superior a una atmósfera absoluta (ATA). Esto aumenta la cantidad de oxígeno disuelto en los tejidos del cuerpo, lo que inicia una cascada de eventos metabólicos regenerativos, incluida la angiogénesis, es decir, la creación de nuevos vasos sanguíneos. La TOHB se ha utilizado históricamente para estimular la curación de intoxicaciones por monóxido de carbono, accidentes de buceo, infecciones graves, heridas diabéticas que no cicatrizan, lesiones por radiación, entre muchas otras condiciones, y ha demostrado ser seguro y eficaz. Al aumentar la oxigenación de la sangre, podemos desencadenar los procesos de regeneración que incluyen la creación de nuevos vasos sanguíneos para ayudar al cuerpo a curarse.

Vista exterior de las cámaras de la TOHB donde los pacientes recibieron el tratamiento de oxígeno en el Centro Sagol de Terapia de Oxígeno Hiperbárico en Tel Aviv, Israel. Crédito: Centro Sagol de Terapia de Oxígeno Hiperbárico.
  1. El cerebro se encoge con la edad y se producen cambios en todos los niveles, desde las moléculas hasta la morfología. ¿Qué consecuencias tienen los cambios en la memoria y la cognición relacionados con la edad?

El deterioro cognitivo relacionado con la edad se caracteriza por una disminución gradual de la capacidad cognitiva en el proceso normal de envejecimiento. Algunas habilidades cognitivas -como la velocidad de procesamiento, la atención, el razonamiento conceptual y la memoria- disminuyen y se ralentizan gradualmente con el tiempo debido a los cambios estructurales del cerebro. El volumen de materia gris y blanca en el cerebro comienza a disminuir a medida que envejecemos, lo que puede deberse a la muerte de las neuronas o a la disminución del tamaño neuronal y la densidad sináptica. Las neuronas sufren cambios morfológicos con el envejecimiento, como la disminución de la longitud de la dendrita, entre otros cambios. Es probable que estos cambios morfológicos contribuyan directamente a la reducción de la densidad sináptica, lo que conduce al deterioro cognitivo a medida que las personas envejecen.

Algunas habilidades cognitivas, como la velocidad de procesamiento, la atención, el razonamiento conceptual y la memoria, disminuyen y ralentizan gradualmente con el tiempo debido a los cambios estructurales del cerebro.

  1. Describa el protocolo de la oxigenoterapia hiperbárica (TOHB) y el mecanismo por el que la paradoja hiperóxica-hipóxica puede restaurar la función cerebral.

El protocolo incluyó 60 sesiones de oxígeno al 100% a 2 ATA, incluyendo 3 descansos de aire durante cada sesión. Al aplicar el oxígeno al 100% en tales intervalos, hacemos uso de lo que llamamos la Paradoja Hiperóxica-Hipóxica. La hiperoxia (aumento de los niveles de oxígeno) intermitente repetida puede inducir muchos mediadores y mecanismos celulares que generalmente se inducen durante la hipoxia, o sea, la disminución de los niveles de oxígeno. La Paradoja Hiperóxica-Hipóxica, esencialmente, “engaña” al cuerpo llevándolo a un estado de hipoxia a través de estos intervalos, desencadenando mecanismos regenerativos, incluyendo la proliferación de células madre y la angiogénesis. La angiogénesis se induce principalmente en regiones cerebrales que indican isquemia (disminución del suministro de sangre) o disfunción metabólica. A su vez, la formación de nuevos vasos sanguíneos puede mejorar el flujo sanguíneo cerebral y, en consecuencia, mejorar la actividad metabólica neuronal.

Vista interior de las cámaras de la TOHB donde los pacientes recibieron el tratamiento en el Centro Sagol de Terapia de Oxígeno Hiperbárico en Tel Aviv, Israel. Crédito: Centro Sagol de Terapia de Oxígeno Hiperbárico.
  1. Los nootrópicos “drogas inteligentes” ya están probados para tener un papel terapéutico en el tratamiento de los déficits cognitivos. ¿Cuál es el significado añadido de la terapia de oxígeno hiperbárico? Al comparar ambas intervenciones, ¿cuál proporciona beneficios a largo plazo?

Algunos nootrópicos, particularmente estimulantes como Ritalin o Adderall, han sido ampliamente investigados y utilizados en pacientes con TDAH (“ADHD” en inglés) para obtener resultados positivos significativos en la función cerebral. Hay un segundo grupo de compuestos sintéticos que afectan a los neurotransmisores clave glutamato y acetilcolina, que se ha descubierto que proporcionan leves mejoras de la memoria en personas con lesiones cerebrales o deterioro cognitivo patológico, pero no tienen ningún efecto demostrable en individuos sanos. Lo que es más interesante de nuestra investigación es que el presente estudio muestra un efecto positivo de la TOHB en adultos “normales” de envejecimiento saludable, lo que significa que uno no tiene que sufrir una lesión cerebral para obtener beneficios de este tratamiento. El tratamiento repetido de TOHB puede mejorar las puntuaciones cognitivas globales, la memoria, la atención y otras métricas cognitivas en adultos saludable mas ancianos – esto es lo que hemos demostrado por primera vez.

  1. ¿Cuál fue el mayor desafío en su descubrimiento?

El estudio actual tiene varias limitaciones que deben tenerse en cuenta. En primer lugar, se debe observar el tamaño limitado de la muestra, lo que posiblemente contribuye a la disminución de la sensibilidad y a los cambios en falsos negativos. En segundo lugar, el grupo de control no tuvo intervención en lugar de una intervención simulada. Aunque los evaluadores de resultados estuvieran cegados, los participantes no estaban cegados. En tercer lugar, la duración del efecto aún no se ha determinado en los seguimientos a largo plazo. Continuamos nuestra investigación para determinar los efectos a largo plazo y desarrollar una metodología de pruebas que permita un estudio razonable doble ciego, que siempre ha sido un desafío junto a la investigación en medicina hiperbárica.

  1. El estudio se llevó a cabo en adultos saludable mas ancianos. ¿Cree que sus hallazgos podrían ampliarse a pacientes que sufren de enfermedades neurológicas crónicas como el Alzheimer? ¿Se esperaría mejoras en el rendimiento cognitivo en pacientes con Alzheimer o hay algún estudio que lo haya analizado?

Creemos que nuestro estudio tiene implicaciones que van más allá del envejecimiento saludable de la población. Nuestra visión es habilitar a una generación de adultos mayores que sea libre del Alzheimer. La hipótesis es que si podemos introducir este tratamiento antes en adultos sanos, podemos prevenir totalmente la aparición del Alzheimer. Aún estamos en una fase muy temprana de nuestra investigación para probar esta hipótesis en este momento, pero esa es la visión. Sin embargo, estamos realizando estudios en modelos de ratones actualmente en colaboración con la Escuela Sagol de Neurociencia de la Universidad de Tel Aviv. El objetivo de esta colaboración es comprender los efectos biológicos de laTOHB a nivel molecular básico con el fin de ralentizar o prevenir la enfermedad del Alzheimer.

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Escrito por Charmi Porwal
Ilustrado por Gil Torten
Traducido por Emma Bartlett
Editado por Marco Travaglio y Nerissa Culi
Editado en español por Franz Jaron, Ida Parry, Lena Lange, Giorgia Salani

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Author

  • Charmi Porwal

    Charmi Porwal se licenció en Fisioterapia en D.Y. Universidad de Navi Mumbai en 2018. Durante su tiempo allí, trabajó y entrenó a niños con múltiples trastornos del desarrollo para ayudarlos a mejorar sus funciones motoras y sensoriales. Más recientemente, decidió cambiar su enfoque hacia aspectos fundamentales de la neurociencia, tras unirse al Laboratorio de Neurobiología Celular en el Instituto Tata de Investigación Fundamental, Mumbai, en 2019. Su trabajo consiste en investigar los mecanismos subyacentes al tráfico de carga neuronal y en C.elegans. Actualmente, su interés se centra en comprender la patología neuronal que subyace al trastorno del espectro autista. Más específicamente, se interesa en comprender cómo la experiencia sensoriomotora alterada en los niños se traduce en deficiencias estructurales durante el neurodesarrollo.

Charmi Porwal

Charmi Porwal se licenció en Fisioterapia en D.Y. Universidad de Navi Mumbai en 2018. Durante su tiempo allí, trabajó y entrenó a niños con múltiples trastornos del desarrollo para ayudarlos a mejorar sus funciones motoras y sensoriales. Más recientemente, decidió cambiar su enfoque hacia aspectos fundamentales de la neurociencia, tras unirse al Laboratorio de Neurobiología Celular en el Instituto Tata de Investigación Fundamental, Mumbai, en 2019. Su trabajo consiste en investigar los mecanismos subyacentes al tráfico de carga neuronal y en C.elegans. Actualmente, su interés se centra en comprender la patología neuronal que subyace al trastorno del espectro autista. Más específicamente, se interesa en comprender cómo la experiencia sensoriomotora alterada en los niños se traduce en deficiencias estructurales durante el neurodesarrollo.