La enfermedad de Alzheimer es una de las enfermedades neurodegenerativas más conocidas y de más prevalencia. Existe una fase preclínica de la enfermedad, es decir, años antes de que se produzca el diagnóstico clínico de la enfermedad existen una serie de síntomas que pueden ser detectados y éstos son los que están ahora siendo estudiados con diferentes técnicas para acercarnos al diagnóstico precoz de la enfermedad. Esto tiene muchas implicaciones no sólo científicas sino sociosanitarias por el envejecimiento poblacional.
La enfermedad de Alzheimer no tiene cura, pero el diseño de fármacos está pensado para que se acabe haciendo una prevención de esa enfermedad, junto con determinados hábitos de vida que influyen, como la nutrición y la actividad física.
Envejecimiento
El envejecimiento es el deterioro de las funciones biológicas y cognitivas como resultado del paso del tiempo en la fase final del ciclo vital. Este fenómeno no sólo afecta al sistema nervioso sino que también tiene implicaciones sobre todos los tejidos biológicos del organismo. Hasta hoy es un fenómeno irreversible.
Por una parte está el envejecimiento como un proceso que implica una pérdida de complejidad biológica y por otra el envejecimiento como fenómeno programado biológicamente, es decir, tenemos que entender cómo envejece la célula.
El envejecimiento como pérdida de complejidad biológica
La complejidad biológica es la capacidad que tiene un tejido concreto para adaptarse ante múltiples situaciones que genera el entorno. Por ejemplo si vemos una columna cortical de neuronas vemos la interconexión y el caos aparente. Esa complejidad se puede medir en términos físicos con la entropía -segunda ley de la termodinámica-que permite cuantificar la capacidad que tiene ese sistema biológico para dar múltiples respuestas y para adaptarse a cualquier cambio en el entorno. Esa complejidad si hacemos un zoom de la columna cortical vemos que tiene un orden biológico, es decir, que dentro del desorden, de la entropía, hay un orden.
En el envejecimiento este orden se va desestructurando y provoca una simplicidad de respuestas en ese sistema y, por tanto, es menos adaptativo a variaciones en el entorno.
Por ejemplo si estudiamos la frecuencia cardiaca de una persona joven a lo largo del tiempo hay mucha variabilidad, en cambio es muy simple y predictiva la frecuencia cardiaca en una persona mayor. Es decir, que desde el punto de vista de la complejidad biológica la respuesta del corazón de una persona mayor es mucho menos entrópica que la respuesta del corazón de una persona joven.
En el cerebro si estudiamos una neurona de la corteza motora de una persona joven es muy rica en el árbol dendrítico y con muchas espinas dendríticas, es decir, la neurona es muy compleja desde el punto de vista anatómico y, por lo tanto, va a generar respuestas funcionales también mucho más complejas. En cambio en un anciano las ramificaciones dendríticas disminuyen drásticamente y eso afecta a la capacidad que va a tener esa neurona para establecer conectividad anatómica y funcional, y eso afecta al comportamiento en el cual va a participar esa neurona.
El envejecimiento programado biológicamente
Hay un programa genético en la herencia genética (en el ADN de cada célula) que permite que envejezca. Hay ciertas teorías que explican que la célula de cualquier tejido biológico cuando está en las primeras fases del ciclo vital tiene una serie de mecanismos de soporte y reparación celular que funcionan de forma muy efectiva. A medida que van pasando los años, y las células van acabando sus ciclos de división celular, estos mecanismos se deterioran y empieza a producirse todo el fenómeno del envejecimiento normal que empieza en la célula y se extiende a tejidos, órganos y sistemas. A partir de ese razonamiento vamos a citar dos fenómenos que explican el envejecimiento celular.
El primer fenómeno es el acortamiento de los telómeros. Se puede conocer el envejecimiento de una célula estudiando cuán largos son los telómeros. Los telómeros son los extremos de los cromosomas que contienen el material genético que simplemente sirve para que se produzca la división celular. Es un indicador directo del envejecimiento de esa célula.
Una célula humana se suele dividir alrededor de 60-70 veces a lo largo del ciclo vital. Y los telómeros se van haciendo más cortos hasta que termina la vida celular. El envejecimiento empieza realmente cuando estamos muy cerca de las últimas divisiones celulares.
Existen una serie de enzimas, como las proteasas, que permiten mantener esos fenómenos de división celular actualizados y funcionales. Las telomerasas participan en esos procesos y podríamos pensar que con esas enzimas podríamos prolongan indefinidamente la vida de las células, y es así, lo podríamos hacer, pero al mismo tiempo estaríamos produciendo un infinito número de tumores en diferentes células. El punto de investigación sobre el envejecimiento, los telómeros y la juventud eterna tiene que ver con que se puede administrar telomerasa pero al mismo tiempo se generan tumores y la investigación trata de alargar la vida del organismo disminuyendo el número de tumores.
Existen enfermedades de los telómeros como la progeria, que son niños que tienen un envejecimiento prematuro, que nacen con una longitud de telómeros de una persona de aproximadamente 90 años, con lo cual todos sus tejidos biológicos están extremadamente envejecidos.
Asimismo la célula va generando a través de cada una de las divisiones material genético de desecho, los círculos de ADN extra cromosómicos, que se van alojando en el nucléolo de la célula. Cada vez que se divide la célula se vuelve a replicar ese material de desecho, así que cuando va por la mitad de divisiones en el ciclo de la vida la célula emplea muchos recursos en replicar material genético de desecho que no es importante para la vida. Ahí empieza el deterioro de la función celular y el proceso de envejecimiento.
De manera que cuando una célula falla, fallan diferentes células en ese tejido. Y a medida que va pasando los años el porcentaje de efectividad de los órganos va disminuyendo progresivamente. Y eso tiene que ver en último extremo con la pérdida de función de cada una de las células en los tejidos.
Enfermedad de Alzheimer: primer paciente
La enfermedad comenzó a describirse en el año 1901 por el doctor Alois Alzheimer, neuropsiquiatra que trabajaba en el hospital psiquiátrico de Frankfurt, que vio una paciente- Auguste D- con un cuadro psiquiátrico con pérdidas de memoria, trastornos de personalidad y trastornos emocionales que no se podía asignar a una categoría diagnóstica de una forma fácil. La paciente empeoró y en 1906 murió, y se le hizo una autopsia.
Al estudiar el cerebro al microscopio pudo observar una serie de filamentos helicoidales, los ovillos neurofibrilares, que presentó en un congreso años más tarde en una conferencia titulada Una enfermedad característica de la corteza cerebral. A partir de ahí se fue construyendo el concepto de diagnóstico de enfermedad de Alzheimer.
Perfil de la enfermedad de Alzheimer
Actualmente sabemos que la enfermedad de Alzheimer tiene un factor de riesgo genético y que hay una serie de eventos neuropatológicos que caracterizan a la neurodegeneración de la enfermedad de Alzheimer, los ovillos neurofibrilares y los depósitos amiloides -las placas seniles-. El problema fundamental es que esto no lo podemos ver con técnicas in vivo.
Todos los pacientes con enfermedad de Alzheimer tienen un progresivo deterioro cognitivo que empieza afectando a la memoria pero que acaba conjugándose con toda una pléyade de síntomas cognitivos que afectan al lenguaje, a la atención, al sistema emocional, etc. Desde el punto de vista neuroradiológico si podemos ver los cambios anatómicos que se producen en la resonancia magnética, es decir, que desde el punto de vista anatómico podemos ver un patrón de atrofias corticales que sabemos que caracterizan también al proceso de neurodegeneración tipo Alzheimer.
Factor de riesgo genético
El factor de riesgo genético más conocido es la apolipoproteína -uno de sus papeles principales tiene que ver con la liberación del colesterol que sobra-. El gen apo E predispone a padecer la enfermedad cuando se mezclan una serie de alelos en su composición. Los alelos que se pueden mezclar en la composición de apo E siempre son pares, y siempre que haya un alelo o dos 4 en el gen apo E esa persona tiene una mayor probabilidad de desarrollar la enfermedad.
Este factor lo tienen el 50 por ciento de pacientes con el diagnóstico clínico de la enfermedad. Es dosis dependiente, es decir, dos alelos incrementan la probabilidad de desarrollar la enfermedad con respecto a uno. Y por la ley de Mendel todas las personas que nacen ya tienen un 25 por ciento de probabilidad de desarrollar esta combinación de pares de alelos.
Pero no todas las personas que poseen el alelo E4 van a desarrollar Alzheimer, ni todos los pacientes de Alzheimer tienen el alelo E4, es decir, incrementa el riesgo genético de desarrollar la enfermedad pero no determina uno a uno que se vaya a desarrollar.
Neuropatología de la enfermedad de Alzheimer. Ovillos neurofibrilares
Existe una proteína, llamada tau, que participa directamente en la estabilización y unión de los microtúbulos en una célula. La unión de las proteínas tubulinas en forma espiral permite que el citoesqueleto de la célula esté compacto. ¿Cómo se engarzan esas proteínas unas a otras? A través de los micro túbulos. La proteína tau permite mantener unido al citoesqueleto. Si la proteína tau empieza a funcionar de forma aberrante aparecen dentro de la célula unos filamentos helicoidales que alteran la función de nutrición celular y, finalmente, acaba produciéndose una desintegración de la célula. Y es lo que se ve al microscopio como ovillos neurofibrilares. Éstos no sólo lo tienen los pacientes de Alzheimer sino también otras demencias como la frontotemporal.
Depósitos amiloides
Es lo que conocemos como placas seniles. Existe una proteína enclavada en la membrana celular, la proteína precursora de amiloide, que participa en una serie de procesos que tienen que ver con el mantenimiento de la célula. Pero cuando esa proteína se segmenta de forma anormal algunos de sus trozos contienen la proteína beta amiloide -que es uno de los subtipos de amiloide- y cuando se va juntando en el espacio extracelular genera el depósito de amiloide. Es decir, que en realidad no debería de haber placas seniles si la proteína precursora de amiloide no se segmentara erróneamente y no se sabe porque se segmenta erróneamente. Esa es la clave para dar en la diana para buscar un fármaco que frene el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer.
¿Cómo afecta el depósito amiloide, las placas seniles, al espacio extracelular? La placa senil lo que hace es convertir el espacio extracelular en infumable, el ambiente se vuelve tóxico, se genera estrés celular no adaptativo, empiezan a aparecer mecanismos de inflamación que son muy continuados en el tiempo y que van desgastando mucho a la célula. Y finalmente van cayendo en diferentes estructuras no sólo de la corteza cerebral sino también de otras estructuras subcorticales.
Cuando una placa amiloide cae sobre una dendrita disminuyen drásticamente las espinas sinápticas, la célula queda tocada funcionalmente. Por eso se dice que cuando hay una atrofia cortical en los pacientes no se sabe si es debido a la muerte celular o a la pérdida de función sináptica porque hay muchos estudios neuropatológicos que cuentan células y no les salen diferentes en el Alzheimer y la persona mayor normal, pero si salen drásticamente disminuidas las espinas sinápticas. Hay pues, una pérdida de función sináptica y no tanto una muerte celular, a ella se llega más tarde. Es decir, una atrofia puede llegar a haberla por dos fenómenos diferentes.
De la placa senil al daño vascular
Las placas seniles vuelven rígidas a la micro vasculatura del cerebro y hay más probabilidad de hemorragias y eso se puede ver con la resonancia magnética. Y la siguiente pregunta no resuelta es ¿cuánto del Alzheimer tiene que ver con un daño vascular o con la neurodegeneración? Probablemente todo sea un ciclo.
Evolución neuropatológica de la enfermedad
En realidad la enfermedad de Alzheimer es un fenómeno que va desarrollándose progresivamente en función de las fases en que se encuentra la enfermedad, es decir, tiene un curso temporal de daños que puede localizarse fundamentalmente en la corteza entorrinal y algunas de la zonas del lóbulo temporal medial como el hipocampo en la fase preclínica, esa fase donde todavía el neurólogo no puede realizar el diagnóstico clínico porque no cumple los criterios el paciente, y suele desarrollar la enfermedad años más tarde.
En la fase media y moderada de la enfermedad, que ya tiene el diagnóstico clínico, vemos que las lesiones se concentran fundamentalmente en el mismo sitio pero se van extendiendo a diferentes estructuras del lóbulo temporal, corteza parietal y aéreas difusas de la corteza frontal. Y cuando estamos en la fase severa de la enfermedad de Alzheimer las lesiones se extienden por casi todo el manto neocortical y si se estudia la neuropatología en regiones subcorticales fundamentales para el funcionamiento del cerebro-tálamo, amígdala-, también hay una concentración de lesiones importantes.
Atrofia cerebral
En el cerebro de una persona con Alzheimer hay muchos “huecos vacíos” que probablemente tienen que ver con una combinación de muerte celular y pérdida de riqueza dendrítica y se puede visualizar con técnicas de imagen cerebral como la resonancia magnética.
Evolución de la población mayor en España y prevalencia del Alzheimer
Hay mucha gente estudiando la enfermedad de Alzheimer porque hay un miedo atroz al envejecimiento de la población desde el punto de vista político, ya que no se sabe cómo se va a manejar tanta persona mayor en un sistema sociosanitario.
Según datos del Instituto Nacional de Estadística va creciendo poco a poco pero imparablemente el rango de personas mayores a medida que nos vamos acercando a la década del 2000-2010. Hay personas mayores que viven más porque la calidad de vida cada vez es mejor y se va creando una bolsa de personas mayores a las que hay que dar soluciones de ocio, tratamientos paliativos y una serie de estrategias en la sociedad para manejar esa población. Actualmente hay unos 800.000 pacientes con diagnóstico clínico de Alzheimer pero hay muchos sin diagnosticar.
El 15 por ciento de los mayores de 65 años y el 50 por ciento de los mayores de 90 años tiene diagnóstico clínico de Alzheimer y, lo más preocupante, el 10 por ciento de los pacientes tiene menos de 55 años. Hay aproximadamente 150.000 nuevos casos cada año. El coste sociosanitario de un paciente en estadio avanzado suele oscilar entre unos 1500 -2400 euros por mes y los costes indirectos, el 75-80 por ciento de los costes totales, no están cuantificados. Además el número de horas que dedica un familiar en España triplica al que dedica un familiar en Alemania o Francia.
Importancia del diagnóstico temprano
Las células nerviosas en el momento que mueren no se pueden reproducir o regenerar, o sí experimentalmente se puede no conecta directamente con el circuito en el que estaba conectado originalmente esa célula. Ahora casi todos los medicamentos que se están empezando a desarrollar van orientados a la prevención o al freno de la sintomatología en las fases preclínicas de la enfermedad, ya que se asume que no tiene cura llegado al punto del diagnóstico clínico y, por tanto, hacer un diagnóstico temprano de la enfermedad de Alzheimer mantendría la calidad de vida del paciente y de su entorno si apareciesen esos fármacos. Y también se disminuiría el gasto sociosanitario causado por la enfermedad.
¿Es posible realizar un diagnóstico temprano?
En el estudio del Bronx de los años 80 con unas 800 personas mayores de 50 años se hizo un seguimiento durante 15 años con marcadores biológicos, neuropsicológicos, de imagen, etc. Se seleccionaron a las personas que habían desarrollado la enfermedad de Alzheimer clínicamente y se vio que las puntuaciones en los test neuropsicológicos de memoria predecían que esa persona iba a desarrollar Alzheimer, es decir, que cinco años antes si se estudiaba el deterioro de la memoria se podía discriminar una persona que iba a desarrollar la enfermedad de otra que no la desarrollaría. Se puso la primera piedra de lo que es el deterioro cognitivo leve (DCL), concepto al que llegó Ron Petersen haciendo este estudio.
Petersen con un conjunto de controles estudió la frecuencia de desarrollo de la enfermedad de Alzheimer a lo largo del tiempo, e hizo lo mismo con personas que tenían DCL. Observó que la tasa de desarrollo de Alzheimer a lo largo de cuatro años era de un 1-2 por ciento, es decir que una persona sana mayor la probabilidad que tenía de desarrollar Alzheimer a lo largo de cuatro años era de 1-2 por ciento, mientras que una persona con DCL el primer año no desarrollaba Alzheimer, al segundo año un 25% lo desarrollaba, el tercer año un 40%, y el sexto año 8 de cada 10 habían desarrollado Alzheimer con criterios clínicos.
Cuando el profesor Petersen diferenció entre DCL con Apo E 4 y los que no lo tenían demostró que los DCL que portaban en su genotipo el Apo E 4 desarrollaban con mayor frecuencia la enfermedad de Alzheimer.
Deterioro cognitivo leve
El DCL tiene múltiples formas: puede ser un DCL de tipo amnésico que afecta solamente a la memoria y en la mayor parte los pacientes van a desarrollar enfermedad de Alzheimer; puede ser un DCL multidominio que afecta a memoria pero también a otros dominios cognitivos (atención, lenguaje, etc.) y éste puede desarrollar Alzheimer, demencia vascular o envejecimiento normal camuflado por bajo nivel educativo; y por último el DCL que afecta a diferentes funciones cognitivas pero nunca a la memoria. Aquí el paciente puede desarrollar una demencia frontotemporal, afasia progresiva primaria, enfermedad de Parkinson u otro trastorno del movimiento, o una demencia vascular.
El DCL de tipo amnésico es el que se utiliza para hacer los estudios de diagnóstico precoz de la enfermedad de Alzheimer. Los criterios más usados en la actualidad son: ¿tiene afectación de la memoria el paciente? Y es corroborado en pruebas neuropsicológicas y con una desviación y media por debajo de la puntuación de una persona normal con esa edad, es decir, que esa persona difiere significativamente las puntuaciones cognitivas en un test neuropsicológico y preferiblemente que ese deterioro de la memoria esté corroborado por un informador fiable. ¿Tiene un funcionamiento normal en otros dominios cognitivos? ¿Tiene íntegras todas las funciones de la vida diaria? ¿Mantiene la independencia? Y, por supuesto, no tiene criterios de otro tipo de demencia, ni de la de Alzheimer.
Si creemos que estos criterios realmente anticipan la enfermedad de Alzheimer vamos a ver qué técnicas discriminan entre la persona que envejece normalmente y la que tiene DCL (neuroimagen, electrofisiología.).
Neuroimagen
Casi todos los estudios relacionados con la enfermedad de Alzheimer apuntan a que la estructura que está afectada es el lóbulo temporal medial y fundamentalmente el hipocampo (que es una estructura que está íntimamente relacionada con los procesos de aprendizaje, consolidación de memoria, etc).
En un estudio se muestra el porcentaje de cambio anual de volumen del hipocampo en personas controles (persona mayor sin ningún tipo de deterioro cognitivo), en personas con DCL y con Alzheimer. La tasa anual de cambio en personas con DCL y Alzheimer es tres veces mayor. El volumen del hipocampo disminuye tres veces más rápido en personas que tienen este tipo de neurodegeneración. Además en las personas con DCL disminuye más el volumen del hipocampo que en las de Alzheimer, es decir, el proceso de impacto de la neurodegeneración es mucho más acelerado en el DCL y cuando llega al Alzheimer se frena. Hay muchos estudios que lo demuestran.
Además hay una relación significativa entre las puntuaciones de memoria y la atrofia del lóbulo temporal medial: cuanto menos volumen tiene el lóbulo temporal medial (donde está integrado el hipocampo) peor es la memoria. Es decir, que hay una relación estadística entre anatomía y función en la enfermedad de Alzheimer.
De manera que podemos estudiar la integridad del hipocampo con técnicas de neuroimagen convencional. Podemos estudiarla mediante segmentación manual de la estructura del hipocampo con resonancia magnética estructural y ver si hay cambios o no. En realidad podemos ver la integridad no sólo del hipocampo sino también de sus diferentes subestructuras y cuantificar ese cambio.
Patrón de cambios de espesor cortical
Se puede comparar una población de 30 controles con 30 pacientes con DCL y se demuestran atrofias significativas. Las atrofias se concentran fundamentalmente en las áreas que vimos que eran más preclínicas de la enfermedad de Alzheimer, aquellas estructuras donde se concentraban las lesiones: la corteza entorrinal, algunas estructuras de la corteza temporal y corteza frontal. Si la comparamos con Alzheimer, las atrofias se van extendiendo por todo el manto neocortical en las áreas clásicas de la enfermedad de Alzheimer.
Valorando la micro estructura de la sustancia blanca se puede acabar viendo como hay cambios en los tractos de fibras nerviosas. Y es importante conocer eso porque nos da información sobre cómo la conectividad anatómica del cerebro se va degradando, sobre todo entre áreas distantes, y eso tiene implicaciones para la función cognitiva. Es decir, tenemos un aspecto fundamental para establecer correlatos de la pérdida de función cognitiva o del enlentecimiento en diferentes tareas.
Cambios en el metabolismo cerebral
También con la neuroimagen podemos ver cambios en el metabolismo cerebral en el consumo de glucosa a nivel regional con la técnica PET (tomografía por emisión de positrones).
En una persona con el diagnóstico de Alzheimer leve se ve que hay una disminución del consumo de glucosa en la corteza parieto-temporal y una persona con Alzheimer grave el consumo de glucosa disminuye. Podríamos diseñar un radiofármaco que tenga que ver con la enfermedad de Alzheimer, por ejemplo uno que se adhiera a las placas de amieloide, de hecho ya hay dos hospitales que lo usan en España. Pero el problema es que hay mucho amieloide en el organismo y el que está realmente afectado y tiene que ver con la enfermedad de Alzheimer es sólo un tipo: el beta amieloide. Actualmente tenemos el PIB (11C-Pittsburgh compound B) que es un radiofármaco que inyectado de forma intravenosa se adhiere al amieloide en el sistema nervioso y vemos diferencias. ¿Pero podemos decir que están causadas por las placas de amieloide? Puede ser que sí o que no.
Y ¿qué podemos hacer con la fusión multimodal de técnicas anatómicas y funcionales? Pues es un campo que no está suficientemente explorado, pero si combinamos anatomía procedente de resonancia magnética con función procedente del PET podemos ver cómo se puede localizar una atrofia y cómo se pierde una función. En estudios muy preclínicos se empieza a ver en personas que tienen quejas subjetivas de memoria que a la atrofia le precede una disminución del consumo metabólico en aéreas clásicas de la enfermedad de Alzheimer, sin haber atrofia. Es decir, que el saber mucho de muchas técnicas empieza a dar sus frutos pensando en los estadios previos de determinadas enfermedades y se puede cuantificar en un solo cerebro los cambios de espesor cortical con una resolución por debajo del milímetro y el consumo metabólico. Y esto tiene importancia porque el año siguiente el paciente vendrá a consulta.
Deterioro colinérgico y enfermedad de Alzheimer
La enfermedad de Alzheimer tiene que ve con el deterioro de la función colinérgica. De hecho la mayor parte de los fármacos que actualmente hay en el mercado sirven para impedir que la acetilcolina se degrade. Desde los años 70 se sabe que hay muerte de neuronas colinérgicas en la enfermedad de Alzheimer y la muerte se produce en una zona profunda del cerebro, el núcleo basal de Meynert (al que no podemos llegar con la resonancia magnética).
También sabemos que hay una reducción de la enzima colina acetiltransferasa que participa en la síntesis de acetilcolina, y por lo tanto hay una disminución del número de sinapsis colinérgicas de la corteza cerebral. La acetilcolina es un neurotransmisor que juega un papel crítico en el desarrollo de funciones cognitivas de orden superior. La corteza necesita de acetilcolina para muchas funciones cognitivas.
El prosencéfalo basal tienen cuatro núcleos CH1-2, 3, 4, 4 posterior (núcleo de Meynert) y en estos dos últimos está contenido el 80% de las células colinérgicas que llevan acetilcolina a la corteza cerebral. Si se mueren estas neuronas implica que hay menos liberación de acetilcolina, por eso hay fármacos que luchan por impedir que se degrade la acetilcolina. En los cerebros posmorten se puede delimitar citoarquitectónicamente cada uno de los núcleos, reconstruir el volumen histológico y llevarlo a un espacio anatómico estandarizado como el Instituto Neurológico de Montreal. Y encontramos que había atrofias selectivas en el núcleo basal de Meynert en los pacientes con DCL en comparación con los controles. Además estas atrofias correlacionaban con atrofias en la corteza cerebral en áreas clásicas de la enfermedad de Alzheimer y con las puntuaciones de memoria. Es decir, las puntuaciones de memoria predecían los cambios en el volumen de CH4, CH4p y empezamos a pensar que probablemente en el DCL teníamos un índice indirecto del daño colinérgico que se producía en la enfermedad de Alzheimer. Y esto es posible verlo con neuroimagen.
Núcleo basal de Meynert y sueño REM
El núcleo basal de Meynert tiene muchas funciones, entre ellas liberar acetilcolina a la corteza cerebral, pero también tiene la función de participar en la generación del sueño REM, demostrado en varios estudios.
En uno de ellos con cerebros de gatos se les puso una cánula en el núcleo basal de Meynert y se vio la liberación del neurotransmisor a lo largo del tiempo. Se comprobó cómo a lo largo de la vigilia la liberación de acetilcolina era importante, durante el sueño no REM disminuía drásticamente la liberación y durante el sueño REM siempre había más liberación de acetilcolina que en la vigilia. En un estudio a nivel grupal con cuatro gatos, la liberación de acetilcolina sigue siendo mayor en vigilia, menor en sueño no REM y significativamente mayor en sueño REM en comparación con el no REM y con vigilia. Es decir, que parece que el núcleo basal de Meynert, la liberación de acetilcolina y el sueño REM están íntimamente ligados.
En el año 2009 otro estudio interesante demostraba que cuanto más tiempo estaba el ratón despierto más beta amiloide había en su fluido cerebroespinal, es decir la duración de la vigilia correlacionaba con la densidad de placas amiloide. Y si se mantiene al ratón con el sueño restringido las placas amiloides aparecían centradas en las regiones de la enfermedad de Alzheimer.
En estudios previos a una revisión se demostraba que el estrés celular -que es una respuesta adaptativa que tiene la célula joven- cuando la célula envejece ese estrés se va haciendo cada vez más desadaptativo, pero al privar de sueño al animal replica el estrés celular de la enfermedad de Alzheimer. Es decir, que envejecimiento celular más privación de sueño: patrón de estrés celular de la enfermedad de Alzheimer.
Proteína tau y patrón neurofisiológico de sueño
Por otro lado tomamos un ratón Knockout y le quitamos la proteína tau desde que nace y se estudia el patrón neurofisiológico de sueño. Y se observa que cuando el ratón tendría que estar durmiendo, los que no tienen la proteína tau están más tiempo despiertos con respecto a los que sí la tienen. Además tienen más sueño no REM en las 24 horas en comparación con los ratones que no tienen proteína tau. Sin embargo no se vio afectado ni el sueño REM ni el no REM profundo. Es decir, que la proteína tau juega un papel también importante en la regulación del ciclo vigilia-seño.
Estudios de polisomnografía en DCL
A 30 controles y 30 DCL se les propuso participar en un experimento de polisomnografía para estudiar el ciclo vigilia-sueño. Observamos que el sueño REM está significativamente disminuido en las personas con DCL y este resultado se extiende a los DCL que portan Apo E4.
También las personas con DCL tienen una mayor fragmentación del sueño. Un arousal es una microfragmentación del sueño, que el sujeto no percibe como un despertar pero que electrofisiológicamente es casi una vigilia. Por ejemplo los síndromes de apnea obstructiva pueden llegar a tener entre 300-3000 y tienen mucha somnolencia diurna. Las personas con DCL tenían muchas más arousals durante el sueño de ondas delta, pero este resultado no se extendió a los portadores de apo E versus lo no portadores.
Respecto a la percepción subjetiva del sueño usando un cuestionario de sueño que se utiliza en estudios de neurodegeneración, los sujetos perciben que se despiertan más frecuentemente. Ellos dicen que se despiertan más temprano, les duele más la cabeza al levantarse, recuerdan menos los sueños (que se desarrollan más durante el sueño REM), la calidad del sueño es peor y tienen más somnolencia diurna. Con esto podemos establecer una relación entre neurodegeneración incipiente y disfunciones anatómicas y funcionales.