Infiammazione sistemica postoperatoria e interazioni neuroimmuni (POSINI)

Il trauma chirurgico provoca il rilascio di modelli molecolari associati al danno (DAMP) e altri allarmi (ad es. scatola di gruppo ad alta mobilità (HMGB-1)) mirata ai recettori sulle cellule locali del sistema immunitario innato, come i macrofagi. Questa risposta cellulare al trauma è seguita da un rapido rilascio di una serie di mediatori dell'infiammazione (ad es. fattore di necrosi tumorale alfa (TNFa), interleuchina (IL)-1B, IL-6, IL-8, IL-10) essendo dipendenti dall'attivazione intracellulare del fattore nucleare fattore nucleare kappa beta (NF-kB). Fino a poco tempo fa si riteneva che il cervello fosse protetto da questa cascata di mediatori dell'infiammazione principalmente a causa di una barriera emato-encefalica (BBB) ​​intatta. Tuttavia, vi è ora un numero crescente di prove che la compromissione a lungo termine delle funzioni cerebrali è associata all'attivazione indotta dal trauma del sistema immunitario innato del cervello con conseguente compromissione dei processi cognitivi superiori e rischio di successiva demenza permanente. Tuttavia, il legame tra infiammazione sistemica e deterioramento cognitivo non è completamente compreso.

Uno studio recente ha mappato la segnalazione dalla periferia al cervello dopo un trauma chirurgico e l'impatto del trauma chirurgico maggiore sul cervello umano mediante imaging seriale con tomografia a emissione di positroni (PET). In una serie di pazienti chirurgici, sono stati dimostrati cambiamenti profondi e bifasici dell'attività immunitaria cerebrale dopo chirurgia addominale maggiore con segni di depressione precoce seguiti da un aumento dell'attività immunitaria a 3 mesi dall'intervento. Questi cambiamenti bifasici nell'immunità cerebrale sembrano essere allineati con cambiamenti simultanei nella reattività immunitaria del sangue intero al polisaccaride lipidico (LPS), suggerendo uno stretto legame tra il cervello e il sistema immunitario periferico nella regolazione dell'infiammazione acuta e delle risposte immunitarie. Il lavoro preclinico in modelli animali chirurgici indica l'interruzione del BBB con la migrazione dei macrofagi periferici nel cervello come un percorso di potenziale importanza. L'evidenza da un modello di chirurgia ortopedica nei topi di attività neuro-immunitaria ippocampale alterata indotta da trauma solleva ulteriormente la questione se i marcatori periferici di neurodegenerazione S100b, neurofilamento leggero (NFL), ptau, beta-amiloide) siano associati a disfunzione cognitiva postoperatoria (POCD) .

Il ruolo immunoregolatore del cervello attraverso la via riflessa antinfiammatoria colinergica (mediata dal nervo vagale) è stato identificato come potenziale bersaglio per strategie di trattamento immunomodulatorie nell'infiammazione sistemica. Abbiamo inoltre dimostrato un rilascio distinto di mediatori dell'infiammazione del corpo carotideo umano all'ipossia e l'espressione genica correlata ai mediatori dell'infiammazione, suggerendo un potenziale ruolo del corpo carotideo umano nella segnalazione immunitaria dalla periferia al cervello. La modulazione di una via riflessa infiammatoria derivata dal nervo vagale mediante stimolazione elettrica è stata recentemente applicata con successo nel trattamento dell'infiammazione cronica tra i pazienti con artrite reumatoide.

L'ipotesi è che l'attività del nervo vagale moduli l'infiammazione sistemica nei pazienti dopo interventi di chirurgia maggiore e che questa modulazione sia associata alla performance cognitiva nel periodo postoperatorio.

Con una comprensione più completa della segnalazione immunitaria al cervello dopo un trauma chirurgico e di come questo modello di risposta infiammatoria bifasica sia regolato da componenti cellulari e neuronali, l'impatto della modulazione immunitaria sui processi chiave alla base della disfunzione cerebrale indotta dalla chirurgia può essere esplorato e possibile bersagli neurali e umorali per trattamenti antinfiammatori pertinenti stabiliti.