El académico del Instituto de Neurobiología de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), José Fernando Peña Ortega, desarrolla un trabajo experimental para aportar pistas y entender las causas de la muerte de cuna y las apneas de sueño.
El doctor en ciencias biomédicas indaga cómo el circuito que genera la respiración, llamado complejo pre-Bötzinger, se modifica y reconfigura, con lo que produce distintos ritmos respiratorios para adaptarse a la falta de oxígeno o hipoxia.
“El oxígeno se reduce por muchas razones y cuando lo hace el circuito pre-Bötzinger cambia su actividad y, si funciona bien, nos permite contender con esa baja de oxígeno”, detalló en un comunicado.
Los seres humanos podemos sobrevivir a disminuciones de los niveles de oxígeno que no sean muy duraderas, mediante un ritmo respiratorio de salvamento, llamado boqueo.
“Este circuito puede variar y generar distintos patrones, según las necesidades del cuerpo, gracias a que tiene la capacidad de cambiar la fuerza de sus conexiones. Está en el cerebro, en el llamado tallo cerebral, pero no aislado del cuerpo, y se modula si falta oxígeno, si sobra dióxido de carbono o ambas cosas”, puntualizó.
Enfatizó que el circuito respiratorio se modula si tenemos una infección o si las demandas metabólicas del cuerpo son altas, por ejemplo, al hacer ejercicio y acelerar la respiración.
“En el laboratorio hacemos investigación básica interesante en sí misma, pero al entender la generación de los boqueos también queremos conocer un poco de una patología donde éstos son deficientes. Es el síndrome de muerte súbita del lactante, más conocido como muerte de cuna”, subrayó.
Peña Ortega explicó que ese padecimiento surge cuando se pone a dormir a un bebé diagnosticado como sano y al otro día ha fallecido.
“Hay evidencia de que ese deceso ocurre por una falla en la generación de boqueos, por la incapacidad del pequeño para usar ese ritmo de salvamento ante una disminución en los niveles de oxígeno, que se presenta varias veces mientras dormimos”, expuso el universitario.
Con este estudio básico, otra enfermedad que podría encontrar explicación de sus orígenes y causas es la apnea de sueño, la cual se acompaña de una hipoxia intermitente, es decir, la disminución y recuperación de los niveles de oxígeno de manera alternada.
“Todas las personas dejamos de respirar cuatro o cinco veces durante el sueño, de cinco a 10 segundos, y es normal. El cuerpo es capaz de registrar esto y generar una respuesta, incluida la respiratoria, para mantener las funciones vitales en sus niveles adecuados”, expuso.
Pero en la apnea de sueño, esa hipoxia intermitente se agudiza y ocurren entre 10 y hasta más de 20 episodios, por lo que tiende a volverse crónica esa irregularidad que afecta varios circuitos neuronales, incluido el respiratorio.
Para estudiar este proceso, Peña Ortega y sus colaboradores desarrollan un modelo in vitro y otro in vivo. El primero ocupa un grupo de tres mil neuronas que hace posible la respiración, la cuales estudian de forma aislada y permanecen en funcionamiento y aisladas en rebanadas de cerebro.
“Obtenemos pequeños trozos de la médula oblonga o tallo cerebral (en donde está el circuito de interés) y los mantenemos en función, así que podemos registrar cómo actúa la respiración en condiciones normales y cambiar los niveles de oxígeno y otros parámetros para conocer cómo ocurren los cambios”, detalló.
El segundo emplea ratones vivos que enfrentan cambios en los niveles de oxígeno y permite validar los datos del primer experimento. “Usamos animales bebés para analizar moduladores de la respiración que se alteran de manera parecida a lo que pasa con la muerte de cuna o las apneas de sueño”, agregó.
Con este proyecto, Peña Ortega obtuvo una de las seis Cátedras de Investigación Marcos Moshinsky 2015 en el área de Ciencias Químico-Biológicas.