I pazienti sottoposti a ventilazione meccanica nelle unità di terapia intensiva (ICU) sono noti per sviluppare vari tipi di menomazioni cognitive. Recentemente, i ricercatori hanno scoperto un meccanismo molecolare che potrebbe chiarire le ragioni di tali conseguenze.
Lo studio, pubblicato da un team di esperti dell’Università di Oviedo in Spagna, dell’Ospedale di San Michele in Canada e della Scuola di Medicina Perelman dell’Università della Pennsylvania, ha evidenziato un aspetto cruciale. Secondo le loro osservazioni, almeno il 30% dei pazienti in terapia intensiva presenta qualche forma di disfunzione mentale, tra cui ansia, depressione e, in particolare, delirio. Sorprendentemente, l’incidenza del delirio nei pazienti ventilati meccanicamente raggiunge circa l’80%.
I ricercatori hanno ipotizzato che una parte di questa problematica possa derivare da danni all’ippocampo, ma non era chiaro come la ventilazione potesse causare tali danni.
Dopamina: Una Causa di Apoptosi
Nel loro studio, il team ha esaminato il cervello di topi sottoposti a ventilazione a bassa o alta pressione per 90 minuti, confrontandoli con topi di controllo non ventilati. Dall’analisi è emerso che i topi ventilati presentavano segni evidenti di morte cellulare neuronale nell’ippocampo, legata all’apoptosi, ossia al processo di morte cellulare programmata.
È stato scoperto che l’apoptosi era causata dalla soppressione indotta dalla dopamina della molecola Akt, normalmente responsabile della prevenzione dell’apoptosi neuronale. Nei topi ventilati, la soppressione di Akt era palpabile nell’ippocampo, associata a un innalzamento dei livelli di dopamina in quella specifica area cerebrale. Inoltre, si è osservato un aumento dell’espressione genica della tirosina idrossilasi, un enzima chiave nella sintesi della dopamina.
Questo incremento della dopamina, affermano i ricercatori, amplifica l’attivazione dei recettori della dopamina nell’ippocampo. Per confermare tali risultati, sono stati iniettati bloccanti dei recettori D2 nei ventricoli cerebrali di alcuni topi, riducendo significativamente l’apoptosi indotta dalla ventilazione nell’ippocampo.
Dysbindin-1: Un Protettore Contro l’Apoptosi
Successivamente, i ricercatori hanno analizzato l’impatto della ventilazione e dell’elevata dopamina sull’espressione della dysbindin-1, una proteina che regola i recettori D2 sulla superficie cellulare e ha un ruolo nella cognizione e nel rischio di psicosi. I risultati hanno rivelato che i topi sottoposti a ventilazione ad alta pressione mostravano una maggiore espressione genica di dysbindin-1C. Nel corso del tempo, anche i livelli proteici di dysbindin-1C sono aumentati nei topi ventilati.
La sola dopamina ha mostrato effetti simili sulla dysbindin-1C, come evidenziato da preparati a fetta di ippocampo, e questi effetti sono stati inibiti dai recettori D2. I ricercatori suggeriscono che, dato che la dysbindin-1 può ridurre i recettori D2 sulla superficie cellulare e proteggere dall’apoptosi, l’aumento dell’espressione di dysbindin-1 nei topi ventilati potrebbe innescare «risposte compensative» contro l’apoptosi ippocampale indotta dalla ventilazione.
Inoltre, è stato osservato che i neuroni dell’ippocampo di esseri umani ventilati deceduti presentavano un aumento di dysbindin-1, mentre non è stato notato lo stesso in individui non ventilati.
Potenziale per Nuovi Farmaci e Miglioramenti
I risultati di questo studio potrebbero aprire la strada a nuovi usi per farmaci esistenti e alla possibilità di sviluppare nuove terapie in grado di attivare specifici percorsi molecolari, alleviando così gli effetti avversi sulla funzione cerebrale derivanti dalla ventilazione in ICU. Il dott. Konrad Talbot, assistente professore di ricerca in Neurobiologia presso il Dipartimento di Psichiatria della Penn Medicine, ha dichiarato:
«Questo studio sottolinea l’importanza di rivedere l’uso degli antagonisti del recettore D2 per minimizzare gli effetti cognitivi negativi della ventilazione meccanica nei pazienti in terapia intensiva e valutare se l’aumento dell’espressione di dysbindin-1C possa contribuire a ridurre tali effetti.»
Nuove Scoperte e Prospettive Future
Negli ultimi anni, la comprensione delle complicazioni neurologiche nei pazienti in terapia intensiva è notevolmente avanzata. Recenti studi hanno evidenziato l’importanza della neuroinfiammazione e del suo legame con la ventilazione meccanica. La neuroinfiammazione non solo contribuisce al deterioramento cognitivo, ma potrebbe anche influenzare il recupero neurologico post-ventilazione.
Inoltre, ricerche recenti suggeriscono che interventi precoci, come la stimolazione cognitiva e la fisioterapia respiratoria, possano mitigare gli effetti negativi a lungo termine della ventilazione. La personalizzazione dei protocolli di ventilazione, in base alle condizioni cliniche specifiche dei pazienti, potrebbe ulteriormente ridurre il rischio di danno cerebrale.
Queste scoperte offrono nuove speranze per la gestione dei pazienti in terapia intensiva, suggerendo che un approccio multidisciplinare potrebbe essere fondamentale per migliorare gli esiti neurologici e cognitivi nel lungo termine.
