CO2 y Glifático: Limpieza Cerebral para Parkinson y Alzheimer

La acumulación de proteínas anormales, como la α-sinucleína, el beta amiloide y la tau, está asociada a enfermedades neurodegenerativas como el Parkinson y el Alzheimer. Afortunadamente, existe un mecanismo de eliminación de residuos llamado vía glinfática que puede ayudar a limpiar estas proteínas y otros subproductos metabólicos del cerebro.

Un equipo de investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Nuevo México, la Red de Investigación de la Mente (MRN) –una división del Instituto de Investigación Biomédica Lovelace– y el Sistema de Salud para Veteranos de Nuevo México, está explorando si aumentar y disminuir intencionalmente los niveles de dióxido de carbono (CO₂) en la sangre, a través de la exposición rítmica al CO₂ o la respiración controlada, podría mejorar la eficacia del sistema glinfático y, por lo tanto, la salud cerebral.

Una nueva publicación en NPJ Parkinson’s Disease describe la investigación liderada por la neuropsicóloga Sephira Ryman, PhD, profesora asistente en el Departamento de Neurología de la UNM y profesora asociada en la MRN. La Dra. Ryman dirigió estudios en la MRN para evaluar cómo la respiración intermitente de CO₂ podría utilizarse para dilatar y contraer las arterias cerebrales e impulsar el movimiento del líquido cefalorraquídeo a través del tejido cerebral para eliminar las proteínas no deseadas.

La vía glinfática es más activa cuando las personas están profundamente dormidas. En este estado, según explica la Dra. Ryman, “la respiración se ralentiza y el cerebro exhibe un patrón oscilatorio de actividad llamado ondas lentas que impulsa la vía glinfática para limpiar el cerebro”. Sin embargo, en pacientes con Parkinson, que a menudo experimentan trastornos del sueño, este proceso de eliminación de residuos puede verse afectado, lo que lleva a una acumulación de proteínas tóxicas en el cerebro y a los cambios patológicos observados en esta enfermedad.

En un estudio previo, la Dra. Ryman descubrió que los pacientes con enfermedad de Parkinson tienen una respuesta cerebrovascular reducida y retrasada al CO₂ intermitente.

“Es generalizado –todos los pacientes con Parkinson tuvieron esta respuesta reducida y retrasada”, afirma la Dra. Ryman, quien atiende a pacientes en el Centro Integral de Trastornos del Movimiento Nene & Jamie Koch de la UNM.

“Escribimos un artículo de revisión tratando de comprender mejor esta respuesta alterada de los vasos sanguíneos del cerebro”, explica la Dra. Ryman. “Hicimos una lluvia de ideas sobre cómo podríamos impulsar esta respuesta. Fue entonces cuando nos dimos cuenta de que podíamos reproducir, en estado de vigilia, la respuesta de limpieza glinfática que normalmente se asocia con el sueño profundo utilizando CO₂ intermitente”.

Su mentor, Henry Lin, MD, profesor del Departamento de Medicina Interna, fue fundamental para integrar los estudios en humanos y animales, revelando la información crucial que dio forma a la dirección de la investigación.

Como prueba de concepto, el equipo administró breves dosis de aire ambiente con concentraciones más altas de lo normal de CO₂ en ciclos ON y OFF a sujetos humanos. No solo lograron reproducir la respuesta rítmica de los vasos sanguíneos del cerebro, sino que también observaron la aparición de proteínas cerebrales tóxicas en muestras de sangre después de la intervención, lo que sugiere que los productos de desecho fueron eliminados del cerebro.

Su nueva estrategia para mejorar el sistema glinfático podría preservar la función cerebral, mejorar la cognición y reducir el riesgo de deterioro cognitivo.

La Dra. Ryman y sus colegas están investigando si la práctica intencional de la respiración abdominal lenta, como se practica comúnmente en yoga, meditación, artes marciales y disciplinas relacionadas, podría ser una forma de mejorar el sistema glinfático y preservar la función cerebral, mejorar la cognición y reducir el riesgo de deterioro cognitivo.

“Las prácticas centradas en la respiración, como el yoga, el tai chi y el qigong, se han utilizado durante siglos para controlar el estrés y promover el bienestar psicológico”, escribieron en un artículo aceptado para su publicación en la Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. “Las investigaciones emergentes revelan un beneficio adicional: estas prácticas también estimulan las oscilaciones del líquido cefalorraquídeo, lo que podría activar la vía glinfática durante la vigilia”.

Cuando las personas realizan retenciones de la respiración controladas y rítmicas, sus niveles de CO₂ aumentan, estimulando la constricción y dilatación de las arterias que envían pulsos que pueden promover el movimiento de fluidos a través del cerebro cuando se aplican en ciclos ON y OFF, explican. “Además de destacar el potencial de las prácticas de respiración controlada para facilitar la eliminación de residuos, estos hallazgos plantean la intrigante posibilidad de que las exposiciones controladas y rítmicas al CO₂ puedan servir como un modulador directo y potencialmente más eficaz de la función glinfática”.