El edema cerebral es un factor importante que contribuye a los malos resultados en muchas afecciones neurológicas (por ejemplo, accidente cerebrovascular hemorrágico, accidente cerebrovascular isquémico, lesión cerebral traumática y tumores cerebrales). Históricamente, en los modelos de enfermedades animales, el edema se ha cuantificado comparando el contenido de agua del tejido afectado con el cerebro normal. El contenido de agua se ha expresado como % de agua cerebral, determinado a partir de la diferencia entre los pesos húmedo y seco (es decir, el peso del agua) dividido por el peso húmedo (1-3). Como se describe a continuación, esto es desafortunado, ya que puede llevar a una mala interpretación del impacto de los «pequeños» cambios en el % de agua cerebral.
Para examinar este tema, se utilizan diferentes ejemplos de lesión cerebral de la literatura y las ecuaciones calculan tres parámetros.
Para demostrar estos términos, los datos de Betz et al. (4) se utiliza. Las ratas se sometieron a 6 horas de oclusión permanente de la arteria cerebral media (CAAM) y luego se tomaron muestras de tejido de la corteza ipsilateral (isquémica) y contralateral. Para una muestra de 100 mg de la corteza ipsilateral, el peso seco fue de 17,6 mg y el peso del agua fue de 82,4 mg. Para la corteza contralateral, el mismo peso húmedo de la muestra tenía un peso seco de 21,4 mg y un peso en agua de 78,6 mg. A partir de la ecuación 1, las muestras de corteza contralateral y ipsi tenían un contenido de agua de 82,4% y 78,6%, respectivamente, una diferencia de 3,8%. Sin embargo, usando la ecuación 2, el contenido de agua en la corteza ipsilateral es de 4,68 g de agua/g de peso seco, mientras que para la corteza ipsilateral es de 3,67 g de agua/g de peso seco. Suponiendo que el peso del tejido seco no cambia durante el transcurso de 6 horas de MCAO, esto significa que hay un aumento del 27,5% en el contenido de agua. Utilizando el contenido de agua de la muestra cortical contralateral y el peso seco ipsilateral final, es posible calcular un peso húmedo inicial para la muestra ipsilateral (3,67+1)*17,6 = 82,2 mg y, por lo tanto, utilizando la Ecuación 3, la hinchazón del tejido como 21,6%. Este ejemplo muestra que un cambio bastante pequeño en el porcentaje de contenido de agua en realidad refleja grandes cambios en el agua de los tejidos y la hinchazón de los tejidos.
La Tabla 1 ofrece cinco ejemplos de la literatura para abarcar diferentes afecciones neurológicas. Wagner et al. (5) reportaron que para la materia blanca perihematomal en el cerdo, el porcentaje de contenido de agua fue del 86%, en comparación con el 73% en el hemisferio contralateral. En términos de contenido de agua (g / g de peso seco), esto representa un cambio del 127%, mientras que la hinchazón de los tejidos fue del 93%. Estos resultados muestran la magnitud de los cambios en el contenido de agua y la hinchazón que pueden resultar del edema cerebral. También debe tenerse en cuenta que la relación entre el porcentaje de contenido de agua y el contenido de agua (g/g de peso seco) o la hinchazón cerebral no es lineal. Esto se enfatiza en la Figura 1, que traza los cambios en el % de contenido de agua con los otros dos parámetros para un tejido hipotético, con un contenido inicial de agua del 77%. Un cambio en el porcentaje de contenido de agua del 1% da como resultado (hasta el 78%) un aumento del 6 y el 4,5% en el contenido de agua (g/g de peso seco) y la inflamación cerebral, respectivamente, pero un aumento del 10% en el porcentaje de contenido de agua (hasta el 87%) da como resultado un cambio del 100 y el 77% en estos dos parámetros.
Gráfico que muestra la relación entre el porcentaje de contenido de agua y los cambios porcentuales en el contenido de agua (g / g de peso seco) o la hinchazón. El % de contenido de agua de una hipotética pieza de tejido cerebral se incrementa en un incremento del 1% desde una línea de base del 77%. Para cada incremento, el cambio porcentual en el contenido de agua (g/g de peso seco) se calcula al igual que el grado de hinchazón del tejido.
Cuadro 1
% Contenido de agua cerebral, contenido de agua (g / g de peso seco)y % de inflamación cerebral en cinco estudios sobre lesiones cerebrales de la literatura (ver ecuaciones 1-3 para ver cómo se calcularon). Tenga en cuenta que el porcentaje de cambios en los dos últimos parámetros con lesión fue de 4 a 7 veces mayor que el porcentaje de contenido de agua cerebral. ICH = Hemorragia intracerebral, ICT = lesión cerebral traumática.
| Modelo | % Cerebro contenido de agua | contenido de Agua (g/g de peso seco) | inflamación del Cerebro | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| No lesionado | Lesionado | % cambiar | No lesionado | Lesionado | % de cambio | % cambio | |
| la Rata de la isquemia global (7) | 77.16% | 78.2% | 1.3% | 3.38 | 3.59 | 6.2% | 4.8% |
| la Rata de la isquemia focal (4) | 78.6% | 82.4% | 4.8% | 3.67 | 4.68 | 27.5% | 21.6% |
| Rata ICH (Referencia) | 78.0% | 81.9% | 5.0% | 3.54 | 4.52 | 27.6% | 21.5% |
| Rata TBI (8) | 78.6% | 84.2% | 7.1% | 3.67 | 5.33 | 45.1% | 35.4 |
| Cerdo ICH -de la materia blanca (5) | 73% | 86% | 17.8% | 2.70 | 6.14 | 127% | 93% |
Gerriets et al. se realizaron mediciones de % de contenido de agua (método de peso húmedo/seco) e hinchazón hemisférica (utilizando imágenes por resonancia magnética) en las mismas ratas 24 horas después de la MCAO permanente (6). Reportaron un porcentaje de contenido de agua de 80,08 y 75,89% en los hemisferios ipsi y contralateral, respectivamente, un aumento de 4,19%. Esto se acompañó de una inflamación del hemisferio ipsilateral del 18,34% evaluada por resonancia magnética. Estas mediciones directas también indican que los cambios relativamente «pequeños» en el porcentaje de contenido de agua en realidad reflejan un gran cambio en la hinchazón de los tejidos.
El impacto del edema cerebral puede ser local, a través de cambios en las relaciones espaciales entre las células y el flujo sanguíneo local, o global, debido a cambios en la presión intracraneal, el flujo sanguíneo y la posible hernia. En este sentido, la Tabla 1 enumera cuatro estudios en ratas, uno de los cuales es de un modelo de isquemia global con reperfusión (7) y los otros tres son de lesiones más focales (MCAO, hemorragia intracerebral y lesión cerebral traumática con más muestreo de tejido local; (4, 8, 9)). El estudio de isquemia global reportó un aumento en el % del contenido de agua cerebral de 77,16 a 78,2%, un aumento menor que el reportado para los tres modelos focales. Sin embargo, cabe señalar que estos pequeños aumentos globales pueden tener un efecto profundo en la presión intracraneal (y la posible hernia). La hinchazón cerebral puede compensarse inicialmente con el desplazamiento del LCR (y de la sangre). Sin embargo, el LCR solo representa ~15% del volumen craneal (volumen intracraneal de LCR de ~200 ml (10) y peso cerebral de 1350 g) y, como se muestra en la Figura 1, un aumento en el contenido de agua cerebral de 77 a 80% causaría un 15% de hinchazón cerebral, agotando cualquier posible desplazamiento.
Como medida, el porcentaje de contenido de agua en el cerebro tiene la desventaja de que el edema (un aumento en el agua) afecta tanto al numerador como al denominador, a la masa de agua y al peso húmedo. Lamentablemente, está arraigado en la comunidad científica. Por lo tanto, es importante darse cuenta de que los cambios relativamente pequeños en el porcentaje de contenido de agua del cerebro en realidad pueden reflejar grandes cambios en el contenido absoluto de agua del cerebro y la inflamación cerebral. Estos pueden causar una alteración local importante de la estructura y/o efectos globales sobre la presión intracraneal y el flujo sanguíneo.