REGISTRO ELECTROENCEFALOGRAFICO Y CONDUCTUAL EN …€¦ · 2006 – Avances en la Investigación Científica en el CUCBA XVII Semana de la Investigación Científica 521 ISBN 970-27-1045-6

2006 – Avances en la Investigación Científica en el CUCBA

XVII Semana de la Investigación Científica

521

ISBN 970-27-1045-6

REGISTRO ELECTROENCEFALOGRAFICO Y CONDUCTUAL EN RATAS NEONATAS ASFIXIADAS

Jorge Manuel Ortega Ibarra, Mónica Elisa Ureña Guerrero, Alberto Morales

Villagrán, Silvia Josefina López Pérez ([email protected])

Departamento de Biología Celular y Molecular, Centro Universitario de Ciencias Biológicas y Agropecuarias, Universidad de Guadalajara.

La asfixia perinatal (AP) es una causa potencial de daño cerebral y puede dar lugar a alteraciones en el desarrollo del sistema nervioso central (Panela-Vélez et al. 2006.). La etiología de la AP se relaciona con diversos factores: deterioro de la oxigenación materna (debido a enfermedades cardiovasculares o anemia); insuficiente irrigación placentaria (debido a hipotensión materna o anomalías en la contracción uterina); alteración en el intercambio de gases en la placenta (por desprendimiento prematuro, placenta previa, o insuficiencia placentaria); interrupción en la circulación umbilical (por compresión o accidentes en el cordón); e incapacidad del feto para mantener una función cardiocirculatoria adecuada (debido a anemia fetal o anomalías cardíacas) (Guzmán-Cabañas J., et al., 2005). La AP puede ocurrir antes del nacimiento, durante el embarazo, el trabajo de parto, el parto mismo o inmediatamente después del nacimiento. Aproximadamente el 5% de los casos ocurren antes del inicio del trabajo de parto, el 85% durante el parto y el 10% restante durante el período neonatal (Volpe, 2001). Un evento de este tipo puede generar las condiciones para la aparición de retraso psicomotor, así como el desarrollo de epilepsia de difícil tratamiento (SSA, 2005; Bergamasco, 1984). El hipocampo es una región epileptogénica debido a sus características de conectividad y poblaciones neuronales, y durante la etapa neonatal podrían activarse en esta región mecanismos celulares conducentes al establecimiento de cuadros epilépticos posteriores, como resultado de la presencia de circuitos hiperexcitables sostenidos por una función excitadora ligada a la activación de receptores para neurotransmisores excitatorios (Glutamato y probablemente ácido γ-aminobutírico (GABA) (Nuñez, 2003). El registro electroencefalográfico (EEG) de la actividad neuronal es uno de los elementos más utilizados para observar la presencia de descargas epileptiformes en una población neuronal; las características de este tipo de descargas son: a) incremento en la frecuencia de generación de potenciales de acción y b) aumento en la amplitud de estos potenciales. El registro EEG de la actividad nerviosa en el cerebro de animales neonatos se ha explorado poco, debido principalmente a las dificultades metodológicas de los procedimientos; esta circunstancia se refleja en la escasa información que se tiene en cuanto al estudio de los factores que generan epilepsia en el cerebro infantil. Por lo tanto, el objetivo de este trabajo fue caracterizar la actividad eléctrica que se produce en el hipocampo, así como las manifestaciones conductuales que se presentan durante la inducción de asfixia en etapa neonatal. Se utilizaron ratas machos de la cepa Wistar, de 1 día de nacidos, a los cuales se les implantaron electrodos de cobre en los hipocampos dorsales derecho e izquierdo, mediante cirugía estereotáxica (figura 1).



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Una vez recuperados de la anestesia (aproximadamente 1 hora), los animales se

colocaron en una pequeña caja hermética, conectada a un tanque de O2 8%, en tanto que los electrodos se conectaron al polígrafo a través de un conmutador eléctrico localizado en la tapa de la caja (figura 2a). El registro electroencefalográfico (EEG) se tomó bajo el siguiente esquema de experimentación: 20 min basal, 20 min durante asfixia, 20 min post-asfixia, la señal generada se digitalizó (software PoliView, Astromed, Inc.) y se visualizó en un equipo de cómputo (figura 2b). La actividad conductual del animal se registró a través de grabación en video.

El registro EEG realizado en los animales neonatos presentó características

diferentes a las que se observan en animales adultos. En principio, la amplitud de las descargas fue considerablemente mas pequeña, predominaron la espigas en punta con la aparición repentina de descargas de alta amplitud y su aspecto general fue menos sincronizado que en los adultos. Características semejantes ya han sido reportadas en la literatura para animales de 13 días de edad (Liu, 2006), y reflejan la inmadurez del sistema,

Figura 1. a) Fotografía donde se muestra una rata colocada en el marco esterotáxico donde se realizó la cirugía; b) Las flechas muestra la región donde se implantaron los electrodos para el registro EEG.

b a

Figura 2: a) El animal de experimentación en la caja de asfixia. b) El equipo de registro consta de un polígrafo y una computadora.

Conmutador eléctrico

8% O2

b a



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pues no hay aún circuitos neuronales completamente definidos que generen una actividad eléctrica consistente, además que las funciones excitadoras o inhibidoras de los neurotransmisores no están todavía organizadas, de manera que ciertas corrientes iónicas que contribuyen a la generación de la actividad EEG (principalmente las generadas por GABA) son sustancialmente diferentes que las observadas en el adulto.

Bajo el esquema de experimentación que se utilizó, los resultados del registro EEG muestran un aumento en la amplitud promedio de las descargas durante los 20 min de asfixia comparado con los periodos basal y post-asfixia (figura 3).

También se observó la presencia de segmentos de alta frecuencia durante el periodo de asfixia, que continuaron generándose durante el periodo de postasfixia (figura 4).

HIPOCAMPO IZQUIERDO

HIPOCAMPO DERECHO

BASAL ASFIXIA POST-ASFIXIA 0

250

500

750

µV *

*

Figura 3: La gráfica muestra la comparación de los datos de amplitud durante los tres periodos de experimentación. Se observa un aumento de este parámetro durante el periodo de asfixia, en comparación con el basal y el post-asfixia. * p < 0.05

Figura 5: Registro EEG representativo donde se muestran con flechas los segmentos de alta frecuencia (4-8 Hz) observados en los periodos de asfixia y postasfixia, en relación a la frecuencia promedio del periodo basal (0-4 Hz). HD: hipocampo derecho; HI: hipocampo izquierdo.



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Conductualmente, se observaron alteraciones motoras con una latencia de 2.45 ± 0.14 min después de iniciada la asfixia, los animales presentaron una posición típica, con las extremidades inferiores elevadas y la cola curveada sobre el vientre, que permanece durante todo el periodo de asfixia (figura 6). Una vez que la concentración de oxígeno regresó a la normalidad, el cuerpo del animal fue relajándose hasta llegar a adoptar una posición habitual, con el vientre y las patas sobre el piso de la caja. Esta actividad conductual presenta cierta semejanza con la crisis emprostotónicas que se observan después de la administración de N-metil D-aspartato (NMDA) en animales de 7 días de edad (Mares 2004), aunque no hay los elementos suficientes para asegurar que se trate de un comportamiento totalmente epileptiforme.

Las observaciones que se realizaron en este trabajo sugieren que la asfixia perinatal induce alteraciones en la respuesta electroencefalográfica del hipocampo inmaduro, además de un patrón conductual con característica convulsivas, que podrían ser indicativos de alteraciones en el funcionamiento del sistema nervioso.

Las alteraciones observadas en este trabajo, pueden tener efectos permanentes en el cerebro, por lo que es necesario diseñar nuevos abordajes experimentales que permitan evaluar dicha hipótesis, para contribuir a la comprensión de los factores que generan daño cerebral en la población infantil que sufre de asfixia perinatal hacia la búsqueda de terapias mas adecuadas y eficaces. Este trabajo se realizó con el apoyo del Programa de Mejoramiento del Profesorado (PROMEP), folio UDG-EXB-086.

Referencias

• Bergamasco B., Penna P., Ferrero P., Gavinelli R. (1984) Neonatal hypoxia and epileptic risk: a clinical prospective study. Epilepsia 25, 131–146.

• Guzmán-Cabañas J., Ibarra de la Rosa I., Moñoz-Bonet J. Cuidados Intensivos Neonatales. En: Principios de urgencias, emergencias y cuidados clínicos (J. Gil Cebrián, R. Díaz-Alersi Rosety, Mª. Jesús Coma, D. Gil Bello Eds.) Samiuc, edición electrónica, http://www.samiuc.es/.

Figura 6: Durante el experimento, el animal cambia la postura normal de su cuerpo (basal) a una posición con las patas hacia arriba y la cola curveada sobre el vientre (asfixia).

Basal Asfixia



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• Liu H., Friedman L., Kaur J. (2006) Perinatal seizures preferentially Project CA1 neurons from seizure-induced damage in prepubescent rats. Seizure 15:1-6.

• Mares P., Folbergrova J, Kubova H. (2004) Excitatory aminoacids and epileptic seizures in immature brain, Physiol. Res. 53 (Suppl. 1):115-24.

• Nuñez J.L., Alt J. J., McCarthy M.M. (2003) A new model for prenatal brain damage I. GABAA receptor activation induces cell death in developing rat hippocampus. Exp. Neurol. 118:258-269.

• Penela-Vélez de Guevara M.T., Gil-López,S.G., Martín-Puerto M.J., Romero-Escós M.D., Herrera-Martín M., Urbón-Artero A. (2006) Estudio descriptivo de la asfixia perinatal y sus secuelas. Rev neurol 43 (1):3-6.

• SSA (1995) http://www.salud.gob.mx/unidades/conadic.html/. • Volpe J. (2001) Hypoxic ischemic encephalopathy. Basic aspects and fetal

assessment. In: Neurology of the Newborn (Volpe J. Ed.), WB Saunders, Philadelphia, pp. 296-330.

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