Alteracions funcionals de la via motora central en l’encefalopatia hepàtica experimental

Abstract

En pacients cirròtics s’ha demostrat alteracions funcionals de la via cortico-espinal amb estimulació magnètica transcortical, consistents en una disminució de l’amplitud dels potencials evocats motors i en un increment de la latència. Aquestes alteracions funcionals s’associen a un increment de la senyal T2 per ressonància magnètica, probablement per un increment d’aigua cerebral. Les alteracions motores funcionals reverteixen amb el transplant hepàtic. a) En el primer treball s’ha demostrar alteracions funcionals en la via motora en dos models animals d’insuficiència hepàtica: cirrosi per tetraclorur de carboni i anastomosi porto-cava Les troballes reprodueixen les observades en humans, pel que podria ser útil en el desenvolupament d’un model experimental . No obstant, van ser trobades sota la influència d’anestèssics. Donat que la insuficiència hepàtica pot induir canvis en el metabolisme dels anestèssics, vem tenir interès per desenvolupar un model que no utilitzi anestèssics. b) En el segon estudi es va desenvolupar una nova metodologia per realitzar els estudis neurofisiològics en animals desperts, sense cap tipus d’anestèssia, i en lliure moviment. La nova metodologia està basada en la implantació de 6 elèctrodes subcutanis per poder fer els registres. Es va demostrar que la implantació dels eslèctrodes es poden mantenir com a mínim 3 setmanes per estudis repetits. A més a més, per validar el mètode, demostrem l’efecte dosi-depenent de tres diferents anestèssics sobre els potencials evocats motors. Aquesta nova metodologia pot fer servei per l’estudi en altres malaties com lesions medulars sense que l’anestèssia jugui un paper important. c) En el tercer estudi es va aplicar la nova metodologia sense anestèssia a diferents models de lesió hepàtica. Es va demostrar que les alteracions en els models de derivació porto-sistèmica i cirrosi es devien als efectes dels anestèssics. Per altra banda s’ha demostrat que el mètode és vàlid per mesurar l’encefalopatia hepàtica i de forma objectiva en models d’encefalopatia hepàtica aguda per insuficiènica hepàtica i encefalopatia hepàtica induïda per sang en el tub digestiu en rates amb anastomosis porto-cava. Aquesta nova metodologia té un gran valor científic, ja que l’encefalopatia hepàtica no es podia mesurar de cap manera objectiva, ja que tots els estudis anteriors es basaven en alteracions delscicle circadians, alteracions de comportament o aprenentatge que es mesuren amb mètodes no objectius. En canvi amb la neurofisiologia, és pot fer una mesura objectiva sense cap efecte per part de l’investigador i d’una manera quantificable. d) El quart estudi ha mostrat que és possible veure l’efecte d’un fàrmac que disminueix l’amoníac plasmàtic en rates amb anastomosis porto-cava que reben sang al tub digestiu. Aquest fàrmac, anomenat ornitina-fenilacetat (OP), ha començat a ser estudiat en pacients amb cirrosi hepàtica. La present tesis a resultat molt útil per obrir una nova línia: els estudis de nous fàrmacs per l’encefalopatia hepàtica en un model experimental. La tesi inclou el desenvolupament d’una nova metodologia, la validació d’un model i l’estudi dels mecanismes d’acció d’un fàrmac per l’encefalopatia hepàtica. Els resultats tenen una aplicabilitat immediata: -el model ha estat incorporat a la cartera de serveis de l’Institut de Recerca Hospital Vall Hebron. -El fàrmac estudiat es farà servir en pacients amb encefalopatia hepàtica.

Cirrhotic patients exhibit functional abnormalities in the corticospinal tract by transcartical magnetic stimulation, these patients show a decrease on the amplitude of the motor evoked potentials and an increase on the latency. These functional alterations are associated with an increase in the T2 signal by magnetic resonance, probably by an increase of the water content. The motor abnormalities return to normal after hepatic transplant. a) In the first study of the thesis, we demonstrate functional abnormalities of the motor tract in two animal models of hepatic disease: cirrhosis induced by carbon tetrachloride and portacaval anastomosis. These findings reproduce the human abnormalities and can be useful for the development of an animal model. However, this study was performed under anhestesia, since the hepatic failure can induce changes in the anesthetics metabolism; we are interested in the development of a model without anesthesia. b) In the second study we developed a new methodology to perform neurophysiological studies in awake animals, without any anesthesia, and in free movement. The new methodology is based on subcutaneous implantation of 6 electrodes to record the motor evoked potentials. It was demonstrated that the introduction of electrodes can keep at least 3 weeks for repeated studies. In addition, to validate the method, we show dose-dependent effect of three different anesthetics on motor evoked potentials. This new methodology can service the study in other diseases such as cord injury without the anesthesia play an important role. c) In the third study we applied the new methodology without anesthesia in different models of hepatic injury. It was demonstrated that alterations in portacaval anastomosis and cirrhosis were due to the effects of anesthetics. On the other hand has shown that the method is valid for measuring hepatic encephalopathy objectively in models of acute hepatic encephalopathy by acute liver failure and hepatic encephalopathy induced by blood in the digestive tract in rats with portacaval anastomosis. This new methodology has a scientific value, as hepatic encephalopathy could not be measured in any objective way, since all previous studies were based on changes in the circadian rhythms; changes in behavior or learning are measured with no objectives methods. In contrast with the neurophysiology, motor evoked potentials is an objective and a quantifiable way not affected by the investigator. d) The fourth study showed that it is possible to see the effect of a drug that lowers plasma ammonia in rats with portocaval anastomosis receiving blood in the digestive tract. This drug, called ornithine-phenylacetate (OP), has begun to be studied in patients with liver cirrhosis. The present results are very useful for opening a new line: studies of new drugs for hepatic encephalopathy in an experimental model. The thesis includes the development of a new methodology, the validation of a model study of the mechanisms of action of a drug for hepatic encephalopathy. The results have an immediate applicability: - The model has been incorporated into the service of Valle Hebron Hospital Research Institute. - The study drug will be used in patients with hepatic encephalopathy.