La reactividad de los glóbulos blancos después de un traumatismo quirúrgico y los mecanismos reguladores asociados.

El trauma quirúrgico provoca la liberación de patrones moleculares asociados al daño (DAMP) y otras alarminas (p. ej. HMGB-1) que se dirige a receptores de células locales del sistema inmunológico innato, como los macrófagos. Esta respuesta celular al trauma es seguida por una rápida liberación de una serie de mediadores inflamatorios (p. ej. TNFα, IL-1B, IL-6, IL-8, IL-10) dependen de la activación intracelular del factor nuclear NF-kB. Hasta hace poco se creía que el cerebro está protegido de esta cascada de mediadores inflamatorios principalmente debido a una barrera hematoencefálica (BHE) intacta. Sin embargo, ahora hay cada vez más evidencia de que el deterioro a largo plazo de las funciones cerebrales está asociado con la activación inducida por un trauma del sistema inmunológico innato del cerebro con el consiguiente deterioro de los procesos cognitivos superiores y el riesgo de demencia permanente posterior. Sin embargo, el vínculo entre la inflamación sistémica y el deterioro cognitivo no se comprende completamente.

Estudios recientes han mapeado la señalización de la periferia al cerebro después de un traumatismo quirúrgico y el impacto de un traumatismo quirúrgico mayor en el cerebro humano mediante imágenes PET en serie. En series de pacientes quirúrgicos, se han demostrado cambios profundos y bifásicos en la actividad inmune del cerebro después de una cirugía abdominal mayor con signos de depresión temprana seguidos de un aumento de la actividad inmune a los 3 meses de la operación. Estos cambios bifásicos en la inmunidad cerebral parecen estar alineados con cambios simultáneos en la reactividad inmune de la sangre total al LPS, lo que sugiere un vínculo estrecho entre el cerebro y los sistemas inmunes periféricos en la regulación de la inflamación aguda y las respuestas inmunes. El trabajo preclínico en modelos quirúrgicos con animales indica la alteración de la BHE con la migración de macrófagos periféricos al cerebro como una vía de importancia potencial. La evidencia de un modelo de cirugía ortopédica en ratones de actividad neuroinmunitaria alterada del hipocampo inducida por trauma plantea aún más la cuestión de si los marcadores periféricos de neurodegeneración (S100b, neurofilamento ligero NFL, ptau, beta-amiloide) están asociados con POCD.

La función inmunorreguladora del cerebro a través de la vía refleja antiinflamatoria colinérgica (mediada por el nervio vago) se ha identificado como un objetivo potencial para estrategias de tratamiento inmunomoduladores en la inflamación sistémica. Además, hemos demostrado una liberación distinta de mediadores inflamatorios del cuerpo carotídeo humano en la hipoxia y la expresión genética relacionada con los mediadores inflamatorios, lo que sugiere un papel potencial del cuerpo carotídeo humano en la señalización inmune de la periferia al cerebro. Recientemente se ha aplicado con éxito la modulación de una vía refleja inflamatoria derivada del nervio vagal mediante estimulación eléctrica en el tratamiento de la inflamación crónica entre pacientes con artritis reumatoide.

La hipótesis es que la actividad del nervio vago modula la inflamación sistémica en pacientes después de una cirugía mayor y que esta modulación se asocia con el rendimiento cognitivo en el postoperatorio.

Con una comprensión más completa de la señalización del sistema inmune al cerebro después de un trauma quirúrgico y de cómo este patrón de respuesta inflamatoria bifásica está regulado por componentes celulares y neuronales, se puede explorar y posible explorar el impacto de la modulación inmune en los procesos clave detrás de la disfunción cerebral inducida por la cirugía. Se han establecido objetivos neurales y humorales para tratamientos antiinflamatorios relevantes.

En pacientes de cirugía abdominal, mapearemos la comunicación inflamatoria entre la periferia y el cerebro mediante la descripción de la asociación temporal entre la regulación cerebral de la inmunidad periférica (es decir, cambios temporales en la actividad del nervio vago medido mediante mediciones seriadas de la variabilidad de la frecuencia cardíaca), reactividad sanguínea repetida a LPS mediante desafío en serie con LPS ex vivo y biomarcadores simultáneos de lesión cerebral y inflamatoria del SNC transmitidos por plasma/suero para explorar el impacto de los cambios en la función inmune sistémica y cerebral después de la cirugía en el rendimiento cognitivo a largo plazo.