¿Las diferencias en el cableado cerebral hacen que las mujeres sean más vulnerables a las conmociones cerebrales?

Los investigadores saben desde hace algún tiempo que las atletas femeninas son más propensas que los atletas masculinos a sufrir conmociones cerebrales y tienden a tener síntomas más graves y tiempos de recuperación más prolongados. Pero por qué las mujeres parecen ser más vulnerables a tales lesiones ha sido un misterio.

Los síntomas de una conmoción cerebral incluyen dolores de cabeza, mareos y confusión, pérdida de memoria, sensibilidad al ruido o la luz e irritabilidad. La mayoría de las personas se recupera rápidamente, pero algunas tienen problemas que duran un año o más. Un estudio de 2010 dirigido por el neurocientífico Jeffrey Bazarian de la Universidad de Rochester descubrió que las mujeres, especialmente las que están en edad fértil, tenían síntomas más graves tres meses después de la lesión.

Se han propuesto varias explicaciones, incluidas las hormonas sexuales, la estructura del cuello y el flujo sanguíneo cerebral, pero nadie sabe realmente cuál es el culpable. Ahora, sin embargo, un estudio dirigido por Douglas Smith, director del Centro de Reparación y Lesiones Cerebrales de Penn, ha agregado un nuevo candidato: las diferencias en los axones: los «cables» de salida de las neuronas.

Smith y sus colegas identificaron diferencias en el tamaño y la estructura de los axones masculinos y femeninos y encontraron que las estructuras femeninas son más susceptibles al daño. «Estos hallazgos son interesantes», dice Donna Broshek, neuropsicóloga de la Universidad de Virginia que no participó en el estudio. «Se han propuesto varias teorías, incluida la de que, debido a las diferencias en la socialización cultural, es más probable que las mujeres respalden los síntomas». Pero los nuevos resultados publicados recientemente «sugieren que las mujeres reportan más síntomas porque… experimentan más síntomas». Broshek dijo.

Cada neurona tiene muchas entradas, llamadas dendritas, pero generalmente solo una salida: su axón. Además de transmitir las señales eléctricas que subyacen a la cognición, los axones transportan una variedad de carga, incluidas proteínas principalmente para reparación y mantenimiento. Otras proteínas especializadas transportan estos cargamentos a lo largo de las vías del tren, estructuras llamadas microtúbulos, a través de axones. Un signo importante de una conmoción cerebral es el daño a los axones. «Existe un consenso cada vez mayor de que un problema potencial con la conmoción cerebral es el daño axonal difuso», dijo Smith. Esto le hizo preguntarse si las diferencias sexuales en las conmociones cerebrales estaban relacionadas con los axones. «¿Hay alguna diferencia en la estructura del cerebro», dijo, «que los cerebros femeninos puedan ser más susceptibles a las lesiones que los cerebros masculinos bajo las mismas fuerzas mecánicas?»

Para probar esta idea, el equipo primero utilizó un modelo de cultivo celular en el que dos poblaciones de neuronas estaban separadas por pequeños canales a lo largo de los cuales crecían los axones. Luego, los investigadores usaron pulsos de aire para estirar rápidamente los axones, simulando un traumatismo craneal repentino. «Encontramos una gran diferencia», dijo Smith. «Los axones femeninos tenían más ondulaciones, que eran más grandes, lo que indica más daño estructural».Las ondulaciones ocurren cuando los microtúbulos se rompen. Luego, su carga se desborda y se acumula en el axón, causando hinchazón. El sodio necesario para transmitir correctamente la señal eléctrica luego se inunda, pero demasiado puede interrumpir esa señalización. «En una conmoción cerebral, su estado mental cambia inmediatamente porque se retira la red eléctrica», dijo Smith. “Es como un apagón o un oscurecimiento de la ciudad.” El exceso de sodio también provoca una entrada de calcio, activando enzimas que dañan la estructura interna de los axones. Veinticuatro horas después de recibir pulsos de aire, los axones femeninos mostraron más hinchazón y pérdida de señal. Esto fue cierto tanto para las neuronas extraídas de ratas como para las neuronas humanas derivadas de células madre genéticamente masculinas o femeninas.

A continuación, los investigadores examinaron los axones con un microscopio electrónico. Descubrieron que las mujeres tenían axones más delgados y menos microtúbulos, una diferencia que se había insinuado antes pero que nunca se demostró directamente. Luego usaron modelos computacionales para comparar cómo las diferentes estructuras masculinas y femeninas respondieron a la misma fuerza mecánica. Las estructuras femeninas sufren más daño. Los microtúbulos están conectados por proteínas, y cuanto más rápido se estiran, más rígidas son las proteínas. Si el axón se estira demasiado rápido, estas proteínas pueden tirar de los microtúbulos y destruirlos, dijo Smith. Cuantos más microtúbulos, más estable es la estructura general.

La recuperación relativamente rápida experimentada por la mayoría de las personas puede reflejar el tiempo que lleva reparar los axones, pero si el daño es demasiado grave, los axones pueden degenerar. «Creemos que esta es la ruta con síntomas persistentes», dijo Smith. «Hasta el 20 por ciento de las personas tienen disfunción sexual persistente; estamos interesados ​​en estas personas porque creemos que sufrirán daños permanentes». plasticidad tiempo requerido para las células.

No está claro hasta qué punto este hallazgo explica las diferencias sexuales en las conmociones cerebrales. «Estoy casi seguro de que esa no es la única contribución», dijo Smith. «Podría ser uno de varios factores; el tiempo dirá hasta qué punto juega un papel». “Hay muchos procesos en marcha, limpieza, y también puede haber diferencias de sexo.” La principal es la respuesta inflamatoria del cerebro, que debe controlarse con precisión para eliminar los desechos sin causar daño. Las hormonas regulan este proceso, lo que podría explicar hallazgos como peores resultados en la edad reproductiva. La eficacia de estos procesos, junto con la gravedad de la lesión, puede determinar el tiempo de recuperación. «Es una combinación de ambos», dijo Bazarian.

Es importante señalar que los cultivos y modelos celulares están lejos del entorno extremadamente complejo del cerebro real. «Esto prepara el escenario para el próximo paso, que es encontrar alguna manera de probar estos hallazgos en el cerebro humano vivo», dijo Bazarian. Esto será un desafío porque los investigadores no pueden examinar directamente los axones humanos vivos. Sin embargo, hay algunas maneras de evitar este problema. Por ejemplo, los investigadores pueden observar evidencia menos directa de daño, como cambios en la materia blanca. (Los haces de fibras nerviosas aparecen blancos debido al color de la vaina de mielina que cubre y aísla los axones). «Esto abrirá la puerta al uso de neuroimágenes avanzadas para observar la materia blanca», dijo Smith. «¿Las mujeres tienen más cambios en la materia blanca bajo el mismo impacto en la cabeza?»

Otro enfoque prometedor es medir los niveles de proteína en la sangre. «Nos dimos cuenta de que estábamos viendo estas proteínas de axón en la sangre después de una lesión, y solo están allí cuando el axón se degenera», dijo Smith. “Esperemos que en los próximos años tengamos una prueba para identificar quién va a desarrollar problemas a largo plazo.” Esto sería útil no solo para el diagnóstico, sino también para probar tratamientos. Una de las razones por las que fracasan los ensayos clínicos es que los participantes son demasiado diversos, por lo que el tratamiento no funciona para todos. Si el análisis de sangre puede identificar a los pacientes que pueden tener problemas persistentes, pueden seleccionarse e inscribirse en un ensayo para el daño axonal señalado por la prueba.