¿Cómo reparar el daño cerebral isquémico? Utilidad de los modelos experimentales en la búsqueda de respuestas / How to repair an ischemic brain injury? Value of experimental models in search of answers

El objetivo principal de los modelos experimentales de isquemia cerebral es el estudio del daño isquémico cerebral en condiciones fisiológicamente controladas y reproducibles. Los estudios realizados han sido esenciales para establecer nuevos conceptos sobre los mecanismos subyacentes al daño cerebral isquémico tales como la penumbra isquémica, el daño por reperfusión, los mecanismos de muerte celular o la importancia del daño sufrido por las mitocondrias, las células gliales y la sustancia blanca. Sin embargo, debido a la discrepancia entre los estudios experimentales y clínicos respecto a la eficacia de las terapias que tratan de aminorar o revertir el daño isquémico cerebral, existe una polémica creciente en torno a la utilidad clínica de los modelos experimentales de isquemia cerebral. Uno de los principales motivos del fracaso de las diversas estrategias terapéuticas ensayadas en el ámbito clínico es el enfoque teórico reduccionista de la mayoría de los ensayos farmacológicos, que analizan el efecto de una molécula con un mecanismo de acción conocido dentro de una ruta concreta de progresión del daño isquémico. Este abordaje contrasta con la complejidad estructural y funcional del tejido cerebral y la intricada fisiopatología de las alteraciones celulares y moleculares inducidas por la isquemia. Creemos que el objetivo fundamental de los estudios realizados en modelos experimentales de isquemia cerebral debe ser la obtención de conocimientos básicos acerca de los procesos patobiológicos subyacentes al daño isquémico y que los ensayos clínicos no deberían iniciarse con agentes terapéuticos cuyos beneficios hayan sido escasos o inconsistentes en los estudios experimentales (AU)

The major aim of experimental models of cerebral ischemia is to study the cerebral ischemic damage under controlled and reproducible conditions. Experimental studies have been fundamental in the establishment of new concepts regarding the mechanisms underlying the ischemic brain injury, such as the ischemic penumbra, the reperfusion injury, the cell death or the importance of the damage induced on mitochondria, glial cells and white matter. Disagreement between experimental and clinical studies regarding the benefit of drugs to reduce or restore the cerebral ischemic damage has created a growing controversy about the clinical value of the experimental models of cerebral ischemia. One of the major explanations for the failure of the clinical trials is the reductionist approach of most therapies, which are focused on the known effect of a single molecule within a specific pathway of ischemic damage. This philosophy contrasts to the complex morphological design of the cerebral tissue and the complex cellular and molecular physiopathology underlying the ischemic brain injury. We believe that the main objective of studies carried out in experimental models of cerebral ischemic injury must be a better understanding of the fundamental mechanisms underlying progression of the ischemic injury. Clinical trials should not be considered if the benefit obtained in experimental studies is limited or weak (AU)

Hemangioblastoma quístico de la unión bulbomedular asociado a enfermedad de von Hippel-Lindau. Presentación de dos casos y revisión de la bibliografía / Cystic hemangioblastoma of the junction of the medulla and upper spinal cord associated to von hippel-lindau disease. Two case reports and a review of the literature

Introducción. Los hemangioblastomas son tumores benignos muy vascularizados que pueden presentarse de forma esporádica o bien asociados al síndrome de von Hippel-Lindau en un 20% de los casos. Sólo un 5-20% de los hemangioblastomas se localizan en el tronco cerebral, y los de la unión bulbomedular son los diagnosticados con menor frecuencia. Casos clínicos. Dos pacientes jóvenes fueron diagnosticados de enfermedad de von Hippel-Lindau tras comenzar con un hemangioblastoma quístico de la unión bulbomedular como primera manifestación patológica. Ambos fueron intervenidos mediante craneotomía suboccipital, y se les extirpó completamente ambas lesiones sin presentar déficit neurológicos posquirúrgicos. Uno de los pacientes requirió una reintervención años después por una nueva recidiva de hemangioblastoma sintomático en la médula dorsal. El estudio genético llevado a cabo en ambos pacientes confirmó la presencia de una mutación en el gen VHL, responsable del cuadro sindrómico que padecían. Conclusión. La presencia de hemangioblastomas quísticos de la unión bulbomedular asociados a la enfermedad de von Hippel-Lindau es muy infrecuente. A pesar de la dificultad técnica existente para su extirpación, la incorporación de las últimas técnicas de neuroimagen y microcirugía ha permitido una reducción significativa de la morbimortalidad asociada al tratamiento quirúrgico de estos pacientes (AU)

Introduction. Hemangioblastomas are very highly vascularised benign tumours that can present either sporadically or in association with von Hippel-Lindau syndrome in 20% of cases. Only 5-20% of hemangioblastomas are located in the brainstem, and those that occur at the junction of the medulla and upper spinal cord are the ones that are less commonly diagnosed. Case report. Two young patients were diagnosed with von Hippel-Lindau disease after beginning with a cystic hemangioblastoma at the junction of the medulla and upper spinal cord as the first pathological manifestation. Both of them underwent a suboccipital craniotomy and the two lesions were completely removed without any kind of post-operative neurological deficits. One of the patients required a reintervention some years later due to a new recurrence of a symptomatic hemangioblastoma in the dorsal medulla. The genetic study conducted in both patients confirmed the presence of a mutation in the VHL gene, which is responsible for the syndrome they were suffering from. Conclusions. The presence of cystic hemangioblastomas of the junction of the medulla and upper spinal cord associated to von Hippel-Lindau disease is very rare. Despite the technical difficulties involved in removing them, the incorporation of the latest neuroimaging and microsurgery techniques has made it possible to significantly reduce the morbidity and mortality rate associated to the surgical treatment of such patients (AU)

Modelos experimentales de isquemia cerebral / Experimental models of cerebral ischemia

Objetivo. Revisar los modelos experimentales de isquemia cerebral utilizados en la investigación de la fisiopatología y la terapéutica de esta afección. Se expone de forma clara y sencilla tanto el tipo de lesión cerebral isquémica que cada modelo trata de reproducir como los detalles técnicos específicos para su realización práctica. Desarrollo. Los modelos experimentalesde isquemia cerebral han permitido estudiar la fisiopatología de esta enfermedad bajo condiciones controladas por el investigador y analizar los efectos de nuevas estrategias terapéuticas. El conocimiento adquirido con estos modelos ha mejorado el pronóstico de los pacientes que han sufrido un infarto cerebral isquémico tras la introducción de agentes trombolíticosy neuroprotectores. Para que un modelo sea valioso debe ser fiable y fácil de realizar y debe reflejar lo más fielmente posible las condiciones clínicas que trata de imitar. Debe ser reproducible y tener una baja variabilidad entre individuos (animales) y entre investigadores. Los roedores pequeños, particularmente las ratas, son los animales con los que se han desarrollado la mayoría de estos modelos por tener una fisiología y vascularización cerebral similares a la humana. Conclusión. Los modelos experimentales suponen actualmente la mejor herramienta para el estudio de los mecanismos subyacentes al daño cerebral isquémico, aunque su simplicidad impide reproducir de forma exacta la lesión cerebral observada en la práctica clínica. Ésta puede ser la causa de la discrepancia en la respuesta terapéutica observada entre los estudios experimentalesy los clínicosPST

Aim. To provide a summary of the different experimental models of cerebral ischemia designed both under in vivoand in vitro conditions. A clear and concise description of the specific types of brain lesion reproduced by each model is given together with the most frequent technical troubles associated. Development. Experimental models of cerebral ischemia have contributed substantially to the understanding of the physiopathology of the ischemic brain injury and to test the beneficial effects of new therapies. Outcome of patients suffering from an ischemic stroke has improved considerably with the use of these models, particularly after the introduction of thrombolytic and neuroprotective drugs. Experimental models allow thestudy of the evolving ischemic brain injury under strict and controlled conditions. Usefulness of experimental models is limited by their reliability, simplicity and reproducibility among different researchers. Small rodents, especially rats, have been the preferred animals used to develop models of cerebral ischemic injury, due to their cerebral physiology and vascularisation which is closer to the human. Conclusion. The use of experimental models of cerebral ischemia constitutes the most suitable tool to investigate the physiopathology of this type of injury. However their simplicity prevents an exact reproduction of the cerebral damage observed in clinical settings. This could be the main reason for the discrepancies observed between the therapeutic effect in the experimental and clinical studies

Epilepsia refractaria como presentación de absceso cerebral brucelósico / Refractory epilepsy as the presenting symptom of a brucellar brain abscess

Introducción. La brucelosis es una enfermedad zoonósicaque se transmite de forma ocasional al ser humano desde reservoriosanimales infectados. Representa una entidad de relevanciaen áreas endémicas. Una complicación poco frecuente de la brucelosissistémica es la infección del sistema nervioso, tanto centralcomo periférico. Caso clínico. Varón de 54 años en estudio prequirúrgicode epilepsia refractaria, con expresión clínica en forma decrisis parciales complejas, en el cual se demostró mediante técnicasde neuroimagen una lesión expansiva en el lóbulo temporal derecho,filiada como absceso crónico brucelósico mediante demostraciónserológica, histopatológica y microbiológica directa. Tras eltratamiento combinado mediante resección quirúrgica completa,seguido de un ciclo de tratamiento antimicrobiano, el paciente quedólibre de crisis tras un año de seguimiento. Conclusiones. A pesarde su baja frecuencia, la infección por Brucella debe considerarseen el diagnóstico diferencial de las lesiones expansivas intracraneales,así como en los pacientes cuya forma de presentación son lascrisis epilépticas. Para la realización del diagnóstico es de especialimportancia el conocimiento de la amplia variedad de manifestacionesclínicas y radiológicas a las que puede dar lugar, y que nosiempre encuentran correlato, así como la identificación de factoresde riesgo en la historia clínica

Introduction. Brucellosis is a zoonotic disease that is occasionally transmitted to human beings from infectedanimal reservoirs. It is an important condition in endemic areas. One infrequent complication of systemic brucellosis is theinfection of the central or the peripheral nervous systems. Case report. A 54-year-old male who was being studied prior tosurgery for refractory epilepsy, with clinical expression in the form of complex partial seizures. Neuroimaging findingsrevealed an expansive lesion in the right temporal lobe, which direct serological, histopathological and microbiologicalevidence showed to be a chronic brucellar abscess. After combined treatment involving complete surgical resection followedby a cycle of standard antimicrobial therapy, the patient was seizure-free at one year of follow-up. Conclusions. Despite itslow frequency, infection by Brucella must be considered in the differential diagnosis of intracranial expansive lesions, as wellas in the case of patients whose presenting symptoms are epileptic seizures. To perform the diagnosis it is especially importantto be aware of the wide range of clinical and radiological manifestations that can be produced, and which do not alwayscorrelate. Identification of risk factors on the patient record is also a crucial step

Réplica. Impulso bioeléctrico, cuantificaciones sinápticas y de circuitos cerebrales, origen de la vida y composición principal de las neuronas / Reply. Bioelectrical impulse, synaptic and brain circuit quantifications, the origins of life and the main composition of neurons

No disponible

No disponible

Reconstrucción de la columna toracolumbar inestable: resultados clínicos y neurorradiológicos de un desafío quirúrgico / Reconstruction of thoracolumbar spine instability: clinical and neuroradiological results of a surgical challenge

Introducción. El tratamiento de la inestabilidad de la unión toracolumbar constituye un desafío quirúrgico, por el difícil acceso anatómico a este segmento vertebral y por la gran variabilidad de alteraciones morfológicas y biomecánicas existentes. Objetivo. Describir las indicaciones y los resultados clínicos y neurorradiológicos de las técnicas de fusión-instrumentación anterior o combinada, empleadas en el tratamiento de la inestabilidad toracolumbar. Pacientes y métodos. Se ha tratado quirúrgicamente a 17 pacientes con inestabilidad toracolumbar, con un seguimiento posoperatorio mínimo de un año. Las causas de inestabilidad se clasificaron en tres grupos: 1. Fracturas o fracturas-luxación de origen traumático (n = 7); 2. Fracturas patológicas por invasión tumoral vertebral (n = 6), y 3. Espondilodiscitis de origen infeccioso o degenerativo (n = 5). En todos los casos se empleó un abordaje por vía anterior a la unión toracolumbar mediante toracofrenolaparotomía sin sección de la cúpula diafragmática, con sustitución del segmento vertebral y fusión-instrumentación anterolateral o combinada según el número de columnas de Denis dañadas. Resultados. El tratamiento quirúrgico de reestabilizar la unión toracolumbar logró la desaparición del dolor en bipedestación en el 83% de los casos y mejoró el déficit neurológico en el 50%. La mortalidad quirúrgica fue nula y la morbilidad posquirúrgica del 11,7%, sin que se produjeran atelectasias pulmonares o infecciones respiratorias. Conclusiones. El tratamiento de la inestabilidad toracolumbar mediante la sustitución del cuerpo vertebral dañado y fusión-instrumentación anterior o combinada permite eliminar satisfactoriamente el dolor crónico en posición erguida. La técnica de toracofrenolaparotomía sin sección del diafragma reduce la morbilidad asociada a las alteraciones respiratorias posquirúrgicas

Introduction. Surgical treatment for thoracolumbar union instability represents a challenge, due to the difficult access to this area of the spine, and to the extreme variability of morphological and biomechanical lesions observed. Aim. To describe the indications and clinical and neuroradiological results obtained with procedures of anterior or combined spinal fusion-instrumentation used for the treatment of instable thoracolumbar lesions. Patients and methods. 17 patients with thoracolumbar instability were treated surgically, being followed-up at least for one year. Causes of instability were classified in three groups: (i) fractures or fracture-luxations (n = 7), (ii) pathologic fractures following tumoral invasion (n = 6) and (iii) infectious or degenerative spondylodiscitis (n = 5). In order to carry out the substitution of the injured vertebral body an anterior approach to the thoracolumbar union was performed in all cases, using a modified technique of thoracophrenolaparotomy in which the diaphragmatic dome was not incised. Depending on the number of columns of Denis damaged, the vertebral corpectomy was followed by either an anterolateral or a combined spinal fusion-instrumentation. Results. Pain in standing position was eliminated postoperatively in 83%. Neurological deficits were improved in 50% of cases. Surgical mortality was null and transient postoperative complications occurred in 11.7% of patients, but no lung atelectasis or respiratory infections were observed. Conclusions. Chronic pain associated to thoracolumbar instability can be treated successfully by substitution of the damaged vertebral body followed by anterior or combined spinal fusion-instrumentation. Thoracophrenolaparotomy without division of the diaphragm is feasible and it reduces the morbidity associated to postoperative respiratory complications

La barrera hematoencefálica: desarrollo de una estructura que permite la heterogeneidad funcional del sistema nervioso central / Blood-brain barrier: development of a structure which supports the functional heterogeneity of the central nervous system

Objetivo. Analizar las razones funcionales que justifican la existencia de la barrera hematoencefálica (BHE), con énfasis en su papel crucial como soporte de la unidad funcional neurona-glía.Desarrollo. Se revisan en detalle y de manera integrada las aportaciones de diversas áreas de investigación en fisiología y metabolismo del sistema nervioso central que permiten comprender la necesidad funcional de la existencia de la BHE. En especial, se describen las bases fisiológicas del acoplamiento metabólico-funcional en el tejido nervioso y las interacciones metabólicas entre las neuronas y las células gliales, dos propiedades derivadas directamente de la presencia de la BHE. Se presenta la barrera como un importante determinante de la activación heterogénea del tejido cerebral, detectable mediante tecnologías de neuroimagen funcional, como la tomografía de emisión de positrones y la imagen de resonancia magnética funcional. Conclusiones. La función principal de la BHE es mantener una composición estable del medio extracelular en el tejido nervioso. Esto permite que los cambios de composición iónica y de concentración de neurotransmisores del medio extracelular sean el reflejo indirecto de la generación de potenciales de acción y del estado de neurotransmisión de los circuitos neuronales. Las células gliales inducen el desarrollo de la barrera y son los principales sensores de la función neuronal, debido a su capacidad de recaptación del exceso extracelular de potasio y de neurotransmisores. La homeostasis glial del medio extracelular es específica de circuito, limita el acoplamiento metabólico-funcional a regiones discretas del cerebro y genera el patrón de actividad heterogénea en los diversos módulos del tejido nervioso (AU)

Aims. To analyze the functional reasons justifying the existence of the blood-brain barrier with an emphasis on its fundamental role supporting neuroglial coupling. Development. We review in an integrated manner the contributions of different research areas in physiology and metabolism of the central nervous system which allow to understand the functional need for the existence of the blood-brain barrier. In particular, we describe the physiological basis of the metabolic-functional coupling and the metabolic interactions between neurons and glial cells, two properties directly derived from the presence of the blood-brain barrier. Likewise the blood-brain barrier is presented as an important determinant of the heterogeneous activation of cerebral tissue as detected by neuroimaging technologies as positron emission tomography and functional magnetic resonance imaging. Conclusions. The main function of the blood-brain barrier is to maintain a stable composition of the extracellular milieu in nervous tissue. This allows the changes in ionic composition and neurotransmitter concentration in the extracellular milieu, to reflect indirectly the generation of action potentials and the state of neurotransmission of neuronal circuits. Glial cells induce the development of the blood-brain barrier and are the main sensors of neuronal function, due to their important take up capacity for extracellular potassium and neurotransmitters. Glial homeostasis of the extracellular milieu is circuit-specific, limiting the functional-metabolic coupling to discrete regions of the brain and generating the classical pattern of heterogeneous activity in the different modules of the nervous tissue (AU)

Tratamiento quirúrgico de la espondilodiscitis en la espondilitisanquilosante. Presentación de dos casos / Surgical treatment of spondylodiscitis in ankylosing spondylitis. Two cases report

Introducción. La espondilodiscitis en la espondilitis anquilosante tiene una prevalencia del 5 por ciento. En su patogenia están implicados factores mecánicos e inflamatorios. La intervención neuroquirúrgica es necesaria cuando aparecen complicaciones neurológicas o inestabilidad vertebral. Es una cirugía compleja por la mayor fragilidad de la columna, el estadio avanzado de la enfermedad en estos pacientes y las graves complicaciones pulmonares. Casos clínicos. Presentamos dos pacientes con más de 20 años de evolución de espondilitis anquilosante. Ambos se presentaron con una clínica de varios meses de evolución de dolor lumbar junto con afectación medular. Los hallazgos de imagen revelaron signos de discitis junto con destrucción de los cuerpos vertebrales adyacentes a nivel D11-12 y D12-L1 en uno y otro paciente, respectivamente. En ambos casos se realizó, mediante abordaje anterior, discectomía y resección de los platillos vertebrales adyacentes. A continuación se interpuso injerto autólogo de costilla y se realizó una fijación anterolateral con placa y tornillos sobre los cuerpos vertebrales adyacentes. Evolucionan favorablemente con desaparición del dolor y la clínica neurológica a los 5 y 1 años de evolución. Discusión y conclusiones. Se desconoce la prevalencia de los pacientes intervenidos de espondilodiscitis en el contexto de espondilitis anquilosante. El dolor dorsolumbar de características inflamatorias de nueva aparición en pacientes con espondilitis anquilosante de larga evolución debe hacer sospechar la presencia de espondilodiscitis. Aunque puede estar en relación con un trauma previo, la discitis es el mecanismo fundamental. La RM es la prueba de imagen más sensible. Puede existir una osteoporosis importante y estenosis de canal, además de una grave osificación de todos los ligamentos paraespinales lo que dificulta el abordaje a los cuerpos vertebrales y su posterior fijación. La descompresión del canal medular mediante un abordaje anterior (toracotomía o toracofrenolaparotomía) y fijación espinal anterior es el tratamiento de elección en los casos con afectación neurológica o afectación de la columna anterior y media de Denis (AU)