Tratar un cerebro usando una cámara hiperbárica
El profesor Shai Efrati dirige actualmente uno de los centros de oxigenoterapia hiperbárica más grandes del mundo: el Centro Sagol .
Puso en marcha un programa de investigación centrado en los efectos biológicos de la oxigenoterapia hiperbárica y, más concretamente, en la neuroplasticidad cerebral (regeneración del tejido cerebral dañado).
En este vídeo explica de forma muy sencilla cómo y por qué funciona.
El resto del artículo es una transcripción de este vídeo.
Shai Efrati explica cómo tratar el cerebro con oxigenoterapia hiperbárica
Hola a todos, estoy muy feliz de estar aquí. Antes de empezar a hablar de nuestro nuevo enfoque terapéutico, primero debemos entender qué estamos tratando... Y es por eso que debemos fijarnos en el objetivo.
Puedes ver en el lado derecho el universo. Es grande. En realidad es enorme. Será muy difícil para nosotros entender todos los diferentes ingredientes y todas las diferentes conexiones que tenemos en este gran universo.
A la izquierda vemos el cerebro. Una célula neuronal. Y mirándolo, se puede decir que es enorme.
Es difícil comprender todas las interacciones entre los diferentes elementos de este sistema.
La pregunta principal, para mí como físico, es cuándo quiero hacer algo que se aplique al paciente. ¿Cómo podemos simplificar un sistema biológico tan complejo? Y para simplificar las cosas, podemos mirar esto. Y lo siento por las fotos:
¿A la derecha qué vemos? Es lo mismo. Bien, vemos una lesión clásica. Una lesión que todos conocemos. Si nos fijamos en la parte deformada del pie, podemos ver tejido necrótico. Un tejido totalmente perdido. No podemos curar este tejido. Él va a caer. Pero cerca podemos ver tejido dañado. Pero no completamente muerto. Y si le aportamos buena oxigenación y células madre, este tejido podría sanar.
¿A la izquierda qué vemos? Es lo mismo. Vemos una herida y en el centro de la herida vemos tejido necrótico que se ha perdido por completo. Y rodeando este tejido necrótico, vemos tejido al que, si le aportamos buena oxigenación y células madre, este tejido puede sanar.
¿Cuál es la principal diferencia entre los dos? La principal diferencia es que la lesión en la pierna la vemos y entendemos a qué nos enfrentamos. Pero la lesión aquí requiere algo (nota del editor: señala su cabeza), es alta tecnología. Miramos el escáner, miramos la resonancia magnética. Hablamos del cerebro como algo místico. Cognitivo... memoria... personalidad... ¡Es un pañuelo!
Y hoy nos queda bastante claro que las cosas básicas que se necesitan para reparar, para curar una herida periférica, son las mismas cosas básicas que necesitamos para curar las heridas que tenemos aquí, arriba (nota del editor: asoma la cabeza ).
Las cuatro cosas principales que necesitamos como base para cualquier proceso de curación.
- Incluyendo la energía porque claro, si no tenemos suficiente oxígeno en los tejidos no pasará nada.
- Necesitamos un disparador . Para cualquier proceso de regeneración, necesitamos un desencadenante que lo inicie.
- Necesitamos células madre .
- Y necesitamos angiogénesis , generación de nuevos vasos sanguíneos.
Y diré algunas palabras sobre cada uno.
Oxígeno (energía)
Cuando se trata del cerebro, es el 2% de nuestro cuerpo pero consume más del 20% de la demanda total de oxígeno de todo el cuerpo. En un momento dado, el cerebro utiliza todo el oxígeno que se le suministra. Y todo lo que el cerebro tiene que hacer es tomar una preferencia. A dónde debería ir el oxígeno ahora, cuál es la parte más importante en este momento. Entonces, si muevo la mano, la infusión irá más hacia la parte responsable del movimiento motor de la mano. Si es la pierna, será la parte de la pierna. Podemos ver la perfusión en la resonancia magnética.
Todos lo sabemos, en nuestras rutinas. Cuando conduzco y llamo al mismo tiempo. Me pierdo el turno. Es una limitación fisiológica. ¿Por qué me pierdo el turno? Porque ahora la infusión se traslada principalmente a la parte que se encarga de la discusión y menos de la conducción, así que me perderé el turno. Para comprender si el oxígeno es realmente un factor limitante para la actividad cerebral de un ser humano sano, utilizamos esto: nuestro centro hiperbárico. Esto es lo que parece:
Es bastante diferente de lo que podrías pensar. Podemos colocar a los pacientes dentro y jugar con la presión y los gases. Este es mi patio de recreo. Me gusta. Encerramos allí a estudiantes de neurofisiología, que se consideran muy inteligentes, y les pedimos que realizaran múltiples tareas. Realizar una función motora, al mismo tiempo que una función cognitiva. No es fácil hacerlo al mismo tiempo. Les pedimos que hicieran esto en condiciones "normales" y también con oxígeno hiperbárico.
Podemos ver claramente que, incluso con un cerebro sano, saludable y funcional, cuando aumentamos la cantidad de oxígeno (nota del editor: en condiciones hiperbáricas) nuestra capacidad para realizar una tarea más compleja mejora significativamente. No hace falta decir qué sucede cuando tenemos una patología cerebral. Entonces tenemos nuestro primer elemento básico.
Hipoxia (el desencadenante)
El siguiente es: “el detonante”. Si quieres iniciar algo, tenemos que iniciarlo. Y el desencadenante más poderoso de nuestro cuerpo para el proceso de regeneración es la hipoxia. La hipoxia ha estado en las noticias durante las últimas semanas, ya que hay 3 ganadores del Premio Nobel por la cascada de factores inducidos por la hipoxia.
Cuando tenemos hipoxia, aumenta el HIF (factor inducible por hipoxia).
HIF es un factor de transcripción y, cuando se activa, muchos genes aguas abajo de la cascada serán reguladores. Entre otros, tenemos por ejemplo VEGF (Factor de Crecimiento Endotelial Vascular). Tendremos nuevos vasos sanguíneos que se generarán. Resulta que el cuerpo en realidad no siente el valor absoluto del oxígeno. El cuerpo siente la fluctuación a nivel celular.
Como la hipoxia es peligrosa, colocamos al paciente en la cámara hiperbárica, aumentamos el oxígeno a un nivel muy alto, luego lo reducimos rápidamente pidiéndole que se quite la máscara y luego se la vuelva a poner. Al realizar esta fluctuación, el cuerpo experimenta este descenso (de hiperoxia a normoxia) como hipoxia. Y así inducimos HIF. A esto lo llamamos la paradoja hiperóxica-hipóxica. A nivel celular, podemos ver que cuando hacemos esto, la célula responde aumentando el HIF.
También podemos verlo a nivel de tejido; en este cerebro de rata podemos ver la inducción de HIF.
También vemos esto en humanos, con tratamientos repetibles. Después de 30 sesiones y 60 sesiones, el ambiente externo se percibe como hipoxia incluso si no estamos en hipoxia. Entonces tenemos el HIF.
Células madre
Otra cosa que necesitamos: células madre. No necesito explicarte las células madre, juego mucho con ellas en nuestro laboratorio. Pensamos en llevar las células madre al siguiente nivel. En lugar de extraerlos e inyectarlos. Estimular al cuerpo para que produzca células madre. ¿Cómo hacemos esto? Una vez más, ¡con la fluctuación! Oxígeno alto, luego descenso rápido a la normalidad. Al hacer esto, se puede ver el dramático aumento de células madre hematopoyéticas, que medimos en una muestra de sangre.
Y lo más emocionante: por primera vez vemos que también podemos desencadenar la proliferación de células madre mesenquimales en humanos.
Las células madre mesenquimales son las células que tenemos en el tejido. Podemos hacer que proliferen hasta el punto de poder detectarlos en la sangre.
¿Qué pasaría si tomáramos la mejor planta del mundo y la plantáramos en el desierto de la imagen de la izquierda? Probablemente no mucho, ella morirá. Pero si cogemos esta planta y la colocamos en buena tierra y con suficiente agua, crecerá y proliferará. Por lo tanto, no basta con tomar las células madre, especialmente si se trata de tejido dañado.
A la izquierda se puede ver tejido con perfusión normal. Este no es tejido dañado.
Tenemos daños en tejido relativamente hipoperfundido (nota del editor: derecha), donde no tenemos suficiente oxígeno. No tenemos suficiente agua para las plantas. En este caso, si pones las células madre aquí, será muy difícil que crezcan.
Al colocar este tejido en un ambiente de oxígeno hiperbárico, podemos aumentar el oxígeno disuelto en la sangre a tal nivel que ya no necesitamos glóbulos rojos. Una vez que superamos las 2 atmósferas, la cantidad de oxígeno disuelto en la sangre es suficiente para cubrir toda la demanda energética. Así, la sangre (oxígeno) se difunde incluso hasta el tejido dañado y mal perfundido.
Angiogénesis
Eso es bueno, pero si queremos que algo sea persistente necesitamos angiogénesis.
Y para la angiogénesis, necesitaremos células madre como desencadenante y energía. ¡Así que lo tenemos todo!
Y de hecho podemos ver claramente cómo se genera la angiogénesis.
Esta es una rata con accidente cerebrovascular (accidente vascular cerebral) especial (nota del editor: una raza de rata de laboratorio especialmente modificada para sufrir un accidente cerebrovascular).
Podemos verlo aún más hermoso, como se puede ver aquí en nuestra colonia de ratas que normalmente envejece.
Tenemos una colonia de ratas envejecidas en nuestro laboratorio y podemos ver que al inducirlas a ser hiperbáricas... no hiperbáricas... es la fluctuación que generamos con el oxígeno. Podemos estimular la angiogénesis en el cerebro.
También podemos verlo en humanos, mediante resonancia magnética de perfusión:
Podemos ver el cambio en el flujo sanguíneo cerebral y el volumen sanguíneo cerebral. Y eso significa que podemos generar angiogénesis en el cerebro humano.
Imágenes del cerebro
Ahora lo tenemos todo: energía, desencadenante, células madre y angiogénesis.
Entonces la siguiente pregunta importante es: ¿cuál es la herida óptima? ¿Cómo seleccionar la herida óptima que será adecuada para este tratamiento? Para ello, necesitamos buenas imágenes cerebrales.
Necesitamos imágenes que combinen imágenes anatómicas y metabólicas del cerebro. Y eso es lo que hacemos aquí. Combinamos SPECT con MRI, mientras simplificamos las cosas para los físicos. No somos muy inteligentes, especialmente el que está delante de ti. Necesito que esto se simplifique. Y usamos colores:
- En azul marcamos la zona necrótica, que está completamente muerta.
- El verde es disfunción metabólica.
- El rojo es el tejido totalmente funcional.
Se puede ver claramente que el azul permanece azul, lo que es necrótico permanece necrótico. Pero el tejido metabólico verde y disfuncional puede rejuvenecerse y regenerarse.
La presentación clínica seguirá la parte que ha sido curada. Entonces, si es la parte responsable de la mano, la mano se moverá. Si es la pierna, la pierna se moverá.
Y lo importante es que podemos predecir los resultados con el paciente. Podemos decir: "No creo que tu pierna se mueva, pero creo que volverás a hablar". "¿Te parece bien? ¿Sí o no?"
Puede decir sí o no. Si dice que sí, su esposa puede negarse: “¡No quiero que hable!”. Ese es otro problema. Esto es muy emocionante de ver y discutir con el paciente. Pero es nuestro trabajo.
Aquí hay otro ejemplo clásico: una víctima de un derrame cerebral que no puede mover la mano ni la pierna. Y vea en la línea superior, a la izquierda, el tejido metabólico disfuncional responsable de la mano y la pierna. El verde se ha vuelto amarillo. Esto significa que la mano y la pierna se mueven nuevamente.
En la segunda línea, ves el área de Broca en verde. Ella (nota del editor: la paciente) no puede hablar. Y después del tratamiento, puede hablar. No estábamos tratando su capacidad para hablar. Sólo nos ocupamos de las lesiones. Y sea quien sea el responsable de esta lesión, sucederá. Nuestro trabajo es tratar estas heridas. No importa dónde esté la lesión.
Podemos ver otros ejemplos:
Hoy utilizamos resonancia magnética de perfusión y DTI y este es otro ejemplo. Puede ver la resonancia magnética anatómica "clásica" a la izquierda. Puede ver la perfusión mediante resonancia magnética, combinada con imágenes anatómicas.
Podrás ver el antes y el después y comprobar cómo la función cognitiva ha mejorado notablemente. Una vez más, no tratamos la función cognitiva, sino las lesiones.
Tenemos un proyecto en marcha que analiza lo que se llama deterioro cognitivo relacionado con la edad. Ese es un tema para otra conferencia, quizás el próximo año. Lo que vemos en el deterioro cognitivo debido a la edad, lo vemos en las manchas blancas en el cerebro en la resonancia magnética y esta marca es una lesión trucada en el cerebro. Esta es una perfusión media, tejido pequeño y este paciente está perfectamente sano. No sufrió ningún derrame cerebral, ataque cardíaco ni diabetes. Sólo deterioro cognitivo relacionado con la edad.
Y nuevamente, estamos en el negocio de las lesiones. Vemos una herida adecuada, ¡tratamos la herida! En el medio se puede ver “el antes” y a la derecha “el después”. Se puede ver el aumento significativo de la perfusión. Sin discusión. Es tu cerebro antes, es tu cerebro después. Podemos medir el Delta. Por supuesto, las unidades funcionales cognitivas mejoran pero no tratamos las cognitivas. Tratamos lesiones.
Conclusión
Voy a tomarme un descanso aquí porque se me acabó el tiempo, ¡pero lo que presentamos aquí es una nueva perspectiva sobre cómo mirar el cerebro como tejido! ¡Sorpresa, sorpresa! Efectivamente es un tejido y los elementos básicos necesarios para el cuidado de heridas de las extremidades u otras partes del cuerpo, las bases son esenciales también para las heridas que tenemos en el interior de este tejido que veamos indirectamente. Todo lo que necesitamos es presentar el cerebro de la misma manera que vemos otras lesiones en el cuerpo. Muchas gracias.
¿Cómo se desarrolla una sesión en una cámara hiperbárica?
A continuación os ofrezco un breve vídeo para mostraros concretamente el desarrollo de una sesión (que también llamamos “ buceo ”) en cámara hiperbárica. Los subtítulos están disponibles para personas con problemas de audición.