Interacciones metabólicas neurona-glía durante la isquemia cerebral focal detectadas por resonancia magnética de carbono-13

Resumen

Se han estudiado cuantitativamente los efectos de la isquemia cerebral focal (ICF) sobre las interacciones metabólicas entre neuronas y células gliales mediante la aplicación de la espectroscopía de 13C RM y modelos matemáticos del metabolismo. Se indujo un infarto cortical en el hemisferio cerebral derecho de ratas adultas Long-Evans, mediante la oclusión permanente de la arteria cerebral media derecha y la oclusión transitoria de ambas arterias carótidas durante 90 minutos. Los animales se infundieron a través de la arteria carótida derecha con (1,2-13C2) acetato ó con una combinación de (2-13C,2-2H3) acetato y (1-13C) glucosa, bien inmediatamente después de la reperfusión de la circulación carotídea (grupo 1 hora), o 23 horas más tarde (grupo 24 horas). Se prepararon extractos de ambos hemisferios cerebrales y se analizaron por separado mediante 13C RM y modelización metabólica asistida por ordenador. La ICF redujo el metabolismo oxidativo cerebral de glucosa de manera tiempo-dependiente. La reducción en la oxidación de glucosa se compensó con un incremento del metabolismo glial de glutamato y GABA en el hemisferio ipsilateral de ambos grupos. Se observó un incremento en el metabolismo oxidativo de glutamina en las neuronas de ambos hemisferios en el grupo de veinticuatro horas. En este grupo se observó en el hemisferio ipsilateral un incremento importante en la actividad del reciclaje cerebral de piruvato en el compartimento neuronal. Tomados en conjunto, estos resultados son consistentes con la utilización de glutamato y GAB ó glutamina como sustratos cerebrales alternativos a glucosa por astrocitos ó neuronas durante la isquemia cerebral focal. Se propone un papel neuroprotector frente a la excitotoxicidad glutamatérgica del ciclo glutamato-glutamina-GABA y un papel neuroprotector del reciclaje neuronal de piruvato frente al daño de reperfusión.