Influencia de Tres Protocolos Diferentes de Anestesia en el Cerebro de Ratas Envejecidas: Un Estudio de Imagen por Resonancia Magnética Funcional en Estado de Reposo
La imagen por resonancia magnética funcional en estado de reposo (IRMf-ER) se ha consolidado como una herramienta esencial para estudiar la función cerebral, especialmente en enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer (EA) y el Parkinson (EP). Esta técnica no invasiva utiliza la señal dependiente del nivel de oxígeno en sangre (BOLD, por sus siglas en inglés) para analizar respuestas funcionales. La conectividad funcional (CF), un método clave en IRMf-ER, evalúa las correlaciones en las fluctuaciones espontáneas de baja frecuencia de la señal BOLD durante el reposo. Aunque la IRMf-ER en animales se realiza bajo anestesia para minimizar artefactos por movimiento, el tipo de anestésico utilizado puede alterar significativamente los patrones de CF. Este estudio compara los efectos de tres protocolos anestésicos comunes—isoflurano (ISO), ISO + dexmedetomidina (DEX) y α-cloralosa (AC)—en la CF del cerebro de ratas envejecidas.
El envejecimiento se asocia con deterioro cognitivo y cambios en la conectividad cerebral, lo que convierte a las ratas envejecidas en modelos ideales para estudiar enfermedades neurodegenerativas. Sin embargo, los efectos de la anestesia en el cerebro envejecido son poco conocidos. Este estudio busca comparar los patrones de CF en ratas ancianas bajo tres protocolos anestésicos, proporcionando información relevante para futuras investigaciones.
Materiales y Métodos
Veinticuatro ratas Wistar macho (19 meses) fueron divididas aleatoriamente en tres grupos: ISO (n=8), ISO+DEX (n=8) y AC (n=8). La anestesia con ISO se indujo al 3% y se mantuvo al 1–1,3%. El grupo ISO+DEX recibió una inyección intramuscular de DEX (0,015 mg/kg) seguida de infusión continua (0,03 mg/kg/h). La AC se administró como dosis única intravenosa (60 mg/kg) con refuerzos cada hora (30 mg/kg). Se monitorearon parámetros fisiológicos (frecuencia cardíaca, respiratoria y saturación de oxígeno) durante el escaneo. Previo a la IRMf-ER, todas las ratas fueron evaluadas en el laberinto acuático de Morris (LAM) para confirmar una línea base cognitiva homogénea.
La IRMf-ER se realizó en un equipo Bruker Pharmascan de 7,0T. Las imágenes anatómicas se adquirieron mediante secuencias de eco rápido, mientras que las imágenes BOLD utilizaron secuencias EPI-SE-FOVsat. Los datos se preprocesaron y analizaron con el software spmratIHEP (basado en SPM12 y REST). Los mapas de CF se generaron mediante correlaciones de Pearson entre la corteza retrosplenial (RSC) y otros vóxeles intracraneales. Las diferencias entre grupos se evaluaron con ANOVA unidireccional y pruebas t post hoc.
Resultados
Se observaron diferencias significativas en los patrones de CF entre los protocolos. En comparación con ISO+DEX, el ISO aumentó la CF en regiones posteriores (corteza parietal asociativa, visual y temporal asociativa) y redujo la CF en regiones medias (hipotálamo y cuerpo amigdalino). La corteza temporal asociativa izquierda (L-TeA), parte de la red de modo predeterminado (DMN) en ratas, mostró mayor CF bajo ISO. Por el contrario, la AC suprimió globalmente la CF, con disminuciones en hipocampo, tálamo y RSC (componentes clave de la DMN), aunque se detectó un aumento compensatorio en el cerebelo.
Fisiológicamente, ISO+DEX indujo bradicardia y menor frecuencia respiratoria respecto a ISO y AC, sin diferencias en saturación de oxígeno o temperatura corporal.
Discusión
Los hallazgos subrayan la importancia de seleccionar protocolos anestésicos adecuados en estudios de IRMf-ER con modelos envejecidos. El ISO podría ser viable para estudios que no enfoquen la L-TeA, mientras que la AC, al suprimir la CF globalmente, no sería ideal para investigar la DMN. Además, la sensibilidad a anestésicos en ratas envejecidas podría estar modulada por cambios en receptores y metabolismo, requiriendo ajustes de dosis.
Este estudio proporciona una comparación integral de los efectos anestésicos en la CF cerebral de ratas ancianas, destacando consideraciones críticas para el diseño experimental. Futuras investigaciones deberán explorar los mecanismos subyacentes a estas alteraciones y sus implicaciones en enfermedades neurodegenerativas.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000001126