Estrés nitrosativo/oxidativo sistémico en pacientes con lesión cerebral aguda (NOX)

FONDO:

La lesión cerebral aguda debida a lesión cerebral traumática (TBI), hemorragia intracerebral (HIC) y hemorragia subaracnoidea aneurismática (HSA) es una causa importante de mortalidad y discapacidad permanente en todo el mundo. Independientemente de su etiología, la lesión cerebral aguda se asocia con una activación generalizada de procesos celulares y bioquímicos que pueden agravar el daño después de la lesión primaria; esto se denomina lesión cerebral secundaria.

El óxido nítrico (NO) es un potente vasodilatador endógeno producido a partir de la arginina por la enzima óxido nítrico sintasa (NOS), que existe en tres isoformas: NOS endotelial, neuronal e inducible (eNOS, nNOS e iNOS). En condiciones de inflamación y estrés oxidativo (p. ej., en una lesión cerebral aguda), los radicales libres pueden reaccionar con el NO para formar peroxinitrito (ONOO-), que es altamente reactivo y puede dañar directamente macromoléculas biológicas como lípidos y proteínas. Este fenómeno, es decir, una mayor producción de especies reactivas de nitrógeno que potencialmente conducen a daño celular, se denomina estrés nitrosativo.

Se cree ampliamente que el estrés oxidativo/nitrosativo y las alteraciones asociadas en el metabolismo del NO están involucrados en el desarrollo de la lesión cerebral secundaria, pero el papel exacto de estos mecanismos sigue sin entenderse por completo. Mientras que algunos autores creen que la disfunción de NOS y la baja biodisponibilidad de NO resultante es una causa importante de lesión cerebral secundaria, otros argumentan que una sobreproducción de NO mediada por iNOS es una respuesta desadaptativa que conduce a una lesión tisular agravada debido al estrés nitrosativo.

Los investigadores plantean la hipótesis de que la lesión cerebral aguda está asociada con una elevación inmediata de los biomarcadores circulantes de estrés oxidativo y una reducción en la biodisponibilidad de NO debido a la formación de peroxinitrito (estrés nitrosativo), y que esto representa un mecanismo importante detrás del desarrollo de daño cerebral secundario. lesión. Esta disminución en la disponibilidad de NO podría contribuir a un círculo vicioso en el que el aumento resultante de la resistencia microvascular, la hipoperfusión cerebral y la hipoxia del tejido cerebral aumentan aún más la producción de radicales libres. Sin embargo, también se plantea la hipótesis de que la disminución inicial en la disponibilidad de NO es seguida por un aumento de los metabolitos de NO mediado por iNOS en los días posteriores a la lesión. El presente estudio exploratorio intentará caracterizar estos cambios y su papel en pacientes con lesión cerebral aguda.

HIPÓTESIS:

1. Los pacientes tendrán los niveles más altos de marcadores de estrés oxidativo/nitrosativo y los niveles más bajos de metabolitos de NO inmediatamente después del ictus, con una reducción progresiva de los marcadores de estrés oxidativo/nitrosativo y un aumento de los metabolitos de NO durante los días siguientes.
2. El grado de estrés oxidativo/nitrosativo se asociará con un curso clínico desfavorable (p. ej., episodios de neuroempeoramiento), mal resultado neurológico y muerte.
3. Los pacientes con una enfermedad de mayor gravedad (p. ej., una puntuación más alta de la Federación Mundial de Cirujanos Neurológicos para pacientes con SAH) tendrán un mayor grado de estrés oxidativo/nitrosativo en comparación con los pacientes con una enfermedad de menor gravedad.
4. El grado de estrés oxidativo/nitrosativo se asociará con el grado de lesión de la unidad neurovascular determinada por biomarcadores.
5. El grado de estrés oxidativo/nitrosativo se asociará con evidencia de disfunción orgánica sistémica.
6. El grado de estrés oxidativo/nitrosativo y el agotamiento relativo de NO se asocia con hipoxia del tejido cerebral, crisis metabólica cerebral y despolarizaciones de propagación cortical (en un subgrupo de pacientes sometidos a neuromonitorización multimodal).

MÉTODOS:

El estudio es un estudio observacional, prospectivo, exploratorio, de un solo centro, que incluirá a 50 pacientes con SAH, 50 pacientes con ICH y 50 pacientes con TBI ingresados ​​en la Unidad de Cuidados Neurointensivos (UCIN) en Rigshospitalet, Copenhague. La inclusión de pacientes continuará hasta que se haya inscrito el número planificado de pacientes, o hasta el 1 de mayo de 2023, momento en el que se detendrá la inclusión y los datos se analizarán independientemente del número de pacientes incluidos.

Las muestras de sangre arterial se recolectarán en 3 puntos de tiempo: día 0-2 (temprano), día 3-5 (intermedio) y día 6-8 (tardío) después de la admisión. Si no se dispone de un catéter arterial, se pueden extraer muestras de vena central o venosa periférica como alternativa. Las muestras de sangre solo se recolectarán durante la admisión a la UCIN y/o unidad de cuidados intermedios, y la recolección de muestras se detendrá en caso de alta a otro departamento.

Los datos demográficos, clínicos y paraclínicos se obtendrán de la historia clínica electrónica de cada paciente. Los datos de la neuromonitorización multimodal (es decir, la presión intracraneal, la oxigenación del tejido cerebral, la microdiálisis cerebral y/o la electrocorticografía) se recopilarán continuamente junto con los parámetros fisiológicos cuando estén disponibles. El resultado neurológico (según lo determinado por la escala de Rankin modificada) se determinará a los 6 meses en relación con una visita de seguimiento ambulatorio en el hospital o mediante entrevistas telefónicas.

ANÁLISIS BIOQUÍMICOS:

Las muestras de sangre se analizarán para los siguientes marcadores de estrés oxidativo: el radical ascorbato, los hidroperóxidos lipídicos, la mieloperoxidasa y los antioxidantes glutatión, α/γ-tocoferol, α/β-caroteno, retinol y licopeno.

Se determinarán los siguientes metabolitos de NO: concentración total de NO en plasma (nitrato (NO3-) + nitrito (NO2-) + S-nitrosotioles (RSNO)) y NO total unido a glóbulos rojos (nitrito (NO2-) + nitrosil hemoglobina (HbNO) ) + S-nitrosohemoglobina (HbSNO)). Además, se determinará la 3-nitrotirosina como marcador sustituto del peroxinitrito.

Se determinarán los siguientes biomarcadores de lesión de la unidad neurovascular: S100ß, proteína ácida fibrilar glial, enolasa específica de neurona, hidrolasa L1 carboxi-terminal de ubiquitina, cadena ligera de neurofilamento y tau total.