Manipular la cantidad de dióxido de carbono que una persona respira podría potenciar el “sistema de alcantarillado” del cerebro, según han descubierto investigadores.
El estudio, de carácter conceptual, liderado por neurocientíficos de la Universidad de Nuevo México (UNM) y The Mind Research Network en Estados Unidos, ofrece una posibilidad prometedora para un sistema de limpieza crucial que solo fue identificado en humanos en la última década.
Los hallazgos sugieren que aumentar intermitentemente los niveles de CO2 en la sangre podría ayudar a eliminar los productos de desecho tóxicos del cerebro, e incluso prevenir enfermedades neurológicas asociadas a estas toxinas, como el Parkinson o el Alzheimer.
En experimentos recientes con participantes sanos y personas con enfermedad de Parkinson, los investigadores descubrieron que administrar pulsos rítmicos de aire rico en CO2 durante períodos cortos mejoró el flujo del sistema de eliminación de residuos del cerebro.
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Los científicos aún no están seguros de por qué ocurre esto, pero las fluctuaciones en los niveles de CO2 pueden provocar la dilatación y constricción de los vasos sanguíneos. Este movimiento podría impulsar la circulación cercana del líquido cefalorraquídeo – el líquido claro que se encuentra detrás del sistema glinfático y baña nuestro cerebro y médula espinal.
Normalmente, mientras una persona duerme, olas ocultas de líquido cefalorraquídeo eliminan gradualmente los materiales de desecho del cerebro. Sin embargo, los problemas de sueño son comunes en pacientes con Parkinson, lo que posiblemente conduce a una acumulación de proteínas mal plegadas.
El flujo sanguíneo cerebral también parece menos ajustable en casos de Parkinson, y el cerebro suele contener mayores concentraciones de proteínas mal plegadas con efectos potencialmente tóxicos.
Como tal, algunos investigadores han planteado la hipótesis de que el sistema de alcantarillado del cerebro subyace a la enfermedad neurológica.
Ahora, los científicos quieren descubrir cómo manipular el sistema glinfático para mantener el cerebro en óptimas condiciones. El dióxido de carbono podría ser una forma eficaz de lograrlo.
«Hicimos una lluvia de ideas sobre cómo podríamos potenciar esta respuesta», explica la neuropsicóloga Sephira Ryman de UNM. «Fue entonces cuando nos dimos cuenta de que podríamos reproducir, en estado de vigilia, la respuesta de limpieza glinfática que normalmente se asocia con el sueño profundo utilizando CO2 intermitente».
En los experimentos, 63 adultos mayores, 30 de los cuales tenían Parkinson, se sometieron a imágenes cerebrales MRI-BOLD mientras respiraban ciclos de elevación breve de CO2 durante unos 35 segundos, seguidos de aire normal.
Esta intervención, conocida como hipercapnia intermitente, aumenta temporalmente los niveles de CO2 en la sangre. Tanto en los participantes sanos como en aquellos con Parkinson, alteró el flujo del líquido cefalorraquídeo.
En otro experimento, con 10 participantes, 5 de los cuales tenían Parkinson, los participantes se sometieron a tres sesiones de 10 minutos de hipercapnia intermitente. Los niveles de CO2 en su sangre se midieron aproximadamente 45, 90 y 150 minutos después.
Tanto los participantes sanos como los que tenían Parkinson mostraron un aumento del flujo de líquido cefalorraquídeo y de la eliminación glinfática. Los productos de desecho del cerebro también aumentaron en la sangre, lo que sugiere una mejora en la limpieza.
Un participante en el estudio mostró evidencia de proteínas beta-amiloides en su sangre, que es un biomarcador de la enfermedad de Alzheimer. Después de las sesiones de hipercapnia intermitente, los niveles plasmáticos de estas toxinas aumentaron significativamente.
«La hipercapnia intermitente podría ser capaz de eliminar péptidos y proteínas implicadas en el Alzheimer, lo que destaca su potencial como terapia modificadora de la enfermedad para pacientes con Alzheimer», especulan los autores.
Se desconoce si estos cambios son duraderos o tienen un impacto significativo en la patología de la enfermedad.
Si bien las toxinas en el cerebro están asociadas con el Alzheimer y el Parkinson, no está claro si son actores activos en la progresión de la enfermedad o simplemente subproductos.
Ryman y sus colegas están investigando actualmente si las prácticas que se centran en la respiración abdominal, como el yoga, el tai chi y el qigong, también pueden afectar los niveles de dióxido de carbono y la limpieza cerebral de manera similar.
El estudio fue publicado en NPJ Parkinson’s.
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