Severidad del status epilepticus en ratas con diabetes mellitus tipo 2

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y no se genera la misma cantidad de ATP, es posible que la apertura de los canales KATP

contribuya a retrasar la latencia al inicio de la primera crisis generalizada y el inicio del SE en el grupo diabético. Por otro lado, existe evidencia que muestra que las ratas tratadas con STZ presentan una reducción de las respuestas mediadas por el receptor AMPA en el área CA1 del hipocampo, aunque sin cambios en los receptores NMDA (Chabot et al.,1997). Es posible entonces que la latencia mayor a las convulsiones que presentaron las ratas con DM2 se deba también en parte a una alteración de los receptores AMPA, de manera que se requiera un tiempo mayor para alcanzar el umbral de excitación requerido para desarrollar una crisis generalizada, en comparación con los sujetos control.

Los resultados de este estudio también mostraron que las ratas diabéticas presentaron convulsiones de mayor severidad durante el SE, ya que se tuvieron un mayor número de crisis generalizadas fase V. Este hallazgo es consistente con lo observado por Schauwecker (2011), en cuyo trabajo se reportó que ratones a los cuales indujo DM1 con la administración de STZ presentaron crisis de mayor duración al ser administrados con kainato, lo que indica un aumento en la sensibilidad a las convulsiones. Por su parte Huang y colaboradores (2008) también observaron un incremento en la severidad del SE en ratas adultas con DM1, misma que se manifestó como un porcentaje más alto de convulsiones graves (fase 3-5). Es posible que mecanismos promovidos por la DM2 como el estrés oxidativo, el deterioro en la barrera hematoencefálica o el cierre de los canales KATP a consecuencia de la concentración alta de glucosa extracelular y el incremento de ATP intracelular una vez iniciada la crisis epiléptica, contribuyan a aumentar la severidad de la crisis (Huang et al., 2007; Yamada et al.,2001;

Young et al., 2016).

Si ahora se considera la evidencia clínica, llama la atención que el desarrollo de crisis epilépticas en pacientes diabéticos es más frecuente en la práctica clínica de lo que se pudiera pensar. Por ejemplo, Hennis y colaboradores (1992) reportaron 7 casos de pacientes adultos, hombres y mujeres, con glucemias superiores a 300mg/dL al momento que requerir hospitalización por presentar crisis focales, 3 de ellos no tenían diagnostico previo de DM2 y fueron identificados al momento de ser hospitalizados. Estos autores dieron seguimiento de al menos 18 meses después de dar de alta a los pacientes, y hacen énfasis en que al menos 4 de los casos reportados tuvieron crisis focales recurrentes en el momento en el que el control glucémico se perdió, lo que hace evidente la relación entre la hiperglucemia diabética y el

desarrollo de crisis epilépticas refractarias a tratamientos antiepilépticos comunes. En un estudio más reciente, Huang y colaboradores (2008) realizaron una comparación prospectiva, realizando un seguimiento de dos años, en pacientes adultos, hombres y mujeres, ingresados en el Departamento de Neurología del Hospital Universitario Nacional Cheng Kung entre 2000 y 2004, diagnosticados con epilepsia con y sin DM, para evaluar la frecuencia y severidad de las crisis epilépticas. Estos autores evidenciaron que existe un incremento de la frecuencia de las crisis epilépticas y el desarrollo de SE en pacientes diabéticos, en comparación con los no diabéticos; aunado a esto, se observó que, en el grupo diabético, mientras mayor fueran los niveles de hemoglobina glicada, lo que implica un mal control de la glucemia, existió un mayor riesgo de presentar crisis epilépticas. Los resultados del presente estudio pre-clínico apoyan que la hiperglucemia diabética se relaciona con una mayor facilitación a presentar convulsiones más severas. Por otro lado, Chiewthanakul y colaboradores en 2015 realizaron un estudio para determinar la asociación entre la hiperglucemia y el control de SE. En su estudio revisaron retrospectivamente el historial clínico de 211 pacientes mayores de 15 años diagnosticados con SE en el Hospital Khon Kaen desde el 1 de octubre de 2010 al 30 de septiembre de 2012, dividieron a los pacientes en dos grupos: con convulsiones controladas y no controladas para evaluar los factores que contribuían a presentar un SE no controlado, ellos observaron que la hiperglucemia se asocia con SE no controlado, donde cada 1 mg de glucosa plasmática aumentada, aumentaba la posibilidad de tener SE no controlado en un 1% . A su vez Keezer y colaboradores también en 2015, publicaron un estudio retrospectivo de pacientes admitidos en el Centro Medico de Reino Unido por presentar epilepsia refractaria de enero de 2001 a enero de 2011, observaron que en aquellos pacientes donde se presentaba DM1 y epilepsia, el diagnostico de diabetes precedía al de la epilepsia y la prevalencia de pacientes con DM1 concomitante con epilepsia es de 9.9 casos por cada 1000 pacientes.

Estos estudios clínicos demuestran que existe una relación entre la hiperglucemia diabética y la presencia de crisis epilépticas, que van desde crisis parciales hasta una mayor probabilidad de presentar un SE, aunado a que las crisis epilépticas en pacientes con hiperglucemia son de difícil control por fármacos antiepilépticos comunes.

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10.2 Neurodegeneración y pérdida neuronal después del status epilepticus en ratas con diabetes mellitus tipo 2

Está bien documentado que el SE promueve daño neuronal y muerte neuronal (Trinka et al., 2015; Turski et al., 1983; Kubova et al., 2001), en varias regiones cerebrales, entre las que destacan regiones del sistema límbico debido a su alto susceptibilidad a presentar actividad epiléptica (Turski et al., 1983, Fujikawa et al., 2000) y a las aferencias y aferencias que existen entre ellas, que facilita la propagación de dicha actividad (Waxman, 2011) Esto se ha abordado tanto en estudios realizados en animales de laboratorio y en personas con SE. Sin embargo, se conoce poco sobre si la comorbilidad entre diabetes y crisis epilépticas favorece el daño cerebral.

Los estudios que se han realizado con el modelo de litio-pilocarpina en ratas adultas muestran un pico de neurodegeneración a las 24 h después del SE (con un rango entre 18 y 26 horas) (Wasterlain y Treiman, 2006). Es decir, es una consecuencia aguda del mismo.

Esta degeneración se observa en prácticamente todo el cerebro, aunque la región más evaluada es sin duda alguna el hipocampo (Turski et al., 1983; Sloviter et al., 1981; Kubova et al., 2001) En cuanto a la pérdida neuronal, ésta se ha documentado más tardíamente, es decir a partir de las 48 h y hasta semanas después del SE (Tuunanen et al.,1999; Kubova et al., 2001)

Los resultados de este estudio mostraron que después del SE, las ratas con DM2 tuvieron una exacerbada perdida neuronal en todas las regiones analizadas, que incluyen el hipocampo, el tálamo, la amígdala y la corteza piriforme. Además, se observó la presencia de numerosas células en degeneración en estas regiones, acompañadas de desintegración de tejido. Estos hallazgos pueden deberse a cambios en la bioquímica cerebral propios de la DM2, como el estrés oxidativo, el deterioro en la barrera hematoencefálica (BHE) y la homeostasis de calcio alterada (Biessels et al. 2005; Alatawi et al., 2018), mismos que pueden ser potenciados o bien sumarse a los cambios que producen per se las crisis epilépticas, para así en conjunto, promover mayor neurodegeneración que además se evidencia con extensa pérdida celular. De hecho, después del SE existe también un aumento de producción de especies reactivas de oxígeno y nitrógeno, peroxidación lipídica, alteración

de la BHE y la activación de vías de muerte celular (Cock et al., 2002, Frantseva et al., 1999;

Librizzi, et al., 2012; Park, et al., 2019; Ramos-Riera et al., 2023). Así mismo, se ha observado que en la región de hipocampo en condiciones de DM2 los astrocitos disminuyen la captación de glutamato, lo que resulta en niveles elevados de glutamato en la hendidura sináptica haciendo más excitables a las neuronas y por tanto susceptibles a excitotoxicidad (Nardin et al., 2016).

En términos de perdida neuronal, los resultados del presente proyecto concuerdan con lo reportado por Schauwecker en 2012, quien observó que a ratones diabéticos (DM1) a los que se les indujo SE con el modelo de ácido kainico, tuvieron una profunda pérdida neuronal en la región de hipocampo en las áreas CA1, CA3 y el hilus durante la etapa aguda después del estado epiléptico.

En lo que respecta a la desintegración de tejido, en un estudio publicado por Kalani y colaboradores en 2015, se analizó el deterioro tisular en ratones diabéticos que sufrieron accidente cerebrovascular mediante una tinción con violeta de cresilo, analizando el cambio en la morfología celular y un parámetro que denominaron “desintegración de tejido”, definido como las áreas donde no se observa tejido. Debido a que el análisis histológico realizado con la tinción HE del cerebro de las ratas del grupo STZ SE, se identificó un evidente daño tisular, se procedió a realizar un análisis similar para corroborar este deterioro.

Los resultados mostraron que en comparación con el grupo CTRL SE, el porcentaje de desintegración tisular aumentó dramáticamente en las ratas STZ SE, lo que puede ser resultado de los cambios morfológicos que produce la hiperglucemia persistente, tales como una mayor permeabilidad de la BHE, y por tanto un paso indiscriminado de diversos componentes como la albumina hacia el SNC. Estudios previos han demostrado que existe una disminución significativa de marcadores de uniones estrechas de la BHE como ocludina y claudina-5 en el hipocampo de ratas diabéticas, así como un incremento en la extravasación de fluoresceína sódica, indicativo de un aumento en la permeabilidad de la BHE (Young et al., 2016).

En cuanto al efecto del SE, los hallazgos concuerdan con estudios previos. En ratas adultas a las cuales se les indujo SE con el modelo de pilocarpina, se identificó daño tisular con la tinción de HE, observable como espacios sin tejido evidente, mismos que al ser analizados por microscopia electrónica correspondieron a vacuolas grandes (Turski et al.,

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1983; Fujikawa et al., 2000; Kalani et al., 2015), por lo que se propuso que el parámetro analizado en el presente trabajo como porcentaje de desintegración de tejido correspondía a áreas con edema vasogénico. De hecho, se sabe que el desarrollo de este tipo de edema durante el SE conduce a una mayor extravasación de proteínas como la albumina, la cual genera cambios en la organización del epitelio de la BHE y el acoplamiento de los pies de los astrocitos, haciendo que los procesos degenerativos de la barrera superen a los procesos reconstructivos de la misma (Bankstahl et al., 2018).

Por su parte, el grupo diabético al cual no se le indujo SE no mostro pérdida de neuronas ni daño cerebral en comparación con el grupo control, lo que es consistente con los hallazgos de Huang y colaboradores, quienes reportaron que en ratas macho adultas Sprague- Dawley a las cuales se les indujo DM1 mediante la administración de STZ no había diferencias significativas en el numero de neuronas del hipocampo CA3, CA1, el hilus o la capa de células granulares dentadas con respecto al grupo no diabético, por lo que sugieren que la DM inducida por STZ sin la presencia de SE, no causa daño neuronal significativo.

Ambos resultados sugieren que la STZ y la condición diabética per se no inducen daño neuronal, pero si una mayor susceptibilidad a éste cuando el SNC sufre un atentado como el SE. En contraste, existe un reporte en el que la aplicación intracerebroventricular de STZ disminuye la captación cerebral de glucosa y produce efectos que asemejan a las características moleculares y patológicas de la enfermedad de Alzheimer, por lo que se ha comenzado a implementar como un modelo de esta enfermedad (Grieb, 2016); esta diferencia bien puede estar dada por el cambio de vía de administración, ya que al ser intracerebroventricular, la STZ no requiere atravesar BHE ni esta expuesta a metabolismo hepático, por lo que ejerce su acción directamente en SNC; sin embargo cuando es administrada vía subcutánea, como en el presente proyecto, no se observa daño neuronal.

10.3 Respuesta de la glia y la microglía después del status epilepticus en ratas con la