Cuando el amoníaco se vuelve tóxico

El amoníaco es muy tóxico para el cerebro y una nueva investigación muestra por qué: la capacidad de las células gliales para eliminar el potasio está perturbada.

Hasta ahora, los conocimientos sobre los mecanismos que subyacen a la toxicidad del amoníaco en el cerebro eran limitados.

Sin embargo, el equipo de investigadores del profesor Erlend Nagelhus en el Instituto de Ciencias Médicas Básicas ha colaborado con científicos estadounidenses para descubrir información importante sobre el efecto tóxico del amoníaco en las células gliales y nerviosas del cerebro.

En las personas sanas, el hígado convierte el amoníaco en urea, una sustancia que se elimina con la orina. El resultado es una concentración excesiva de amoníaco en la sangre.

– Esto conduce a la toxicidad del amoníaco, que puede desencadenar convulsiones y coma, y que en el peor de los casos puede ser fatal, dicen los autores principales Vinita Rangroo Thrane y Alexander Thrane. Este equipo de marido y mujer son los principales científicos que están detrás de los nuevos hallazgos.

Sus hallazgos se han publicado recientemente en la prestigiosa revista médica Nature Medicine.

Supera las defensas del cerebro

Cuando entran cantidades excesivas de amoníaco en el sistema nervioso central, las defensas del cerebro se ven gravemente afectadas.

– Cuando el cerebro se expone a niveles excesivos de amoníaco se desencadena una compleja reacción molecular en cadena. Hemos descubierto que el amoníaco cortocircuita el transporte de potasio a las células gliales del cerebro.

– Esto significa que el potasio se acumula alrededor de las células nerviosas, haciendo que estas células absorban cantidades excesivas de potasio y cloruro. En otras palabras, las defensas del cerebro contra el amoníaco se ven superadas, explica Rangroo Thrane.

Este nuevo conocimiento puede conducir a un nuevo y mejor tratamiento de los pacientes que sufren coma hepático y convulsiones, incluidos los adultos con insuficiencia hepática alcohólica, los niños con deficiencia enzimática hepática congénita y, potencialmente, los niños epilépticos con función hepática normal. Más de 500 pacientes al año sufren insuficiencia hepática en Noruega.

Refutando estudios anteriores

Los efectos del amoníaco en las células cerebrales han sido estudiados por muchos investigadores, pero han tendido a analizar células individuales o muestras de tejido. Rangroo Thrane explica:

– Estos estudios han demostrado que las células gliales expuestas al amoníaco se hinchan muy rápidamente. Nuestra investigación demuestra que la hinchazón de las células gliales no es necesaria para que el amoníaco sea tóxico para el cerebro. Las imágenes tridimensionales y los análisis de volumen de las células individuales mostraron, paradójicamente, que las células gliales de la corteza cerebral se encogen durante la toxicidad del amoníaco.

Una nueva tecnología reveló el efecto del amoníaco

Las imágenes de cerebros de ratón intactos permitieron a los investigadores sacar estas conclusiones. Utilizando una nueva tecnología de imagen llamada microscopía de dos fotones pudieron observar el efecto microscópico del amoníaco sobre las células nerviosas y gliales en ratones vivos.

– El examen microscópico de células vivas en tejidos no dañados solía ser imposible debido al efecto nocivo de los láseres convencionales sobre los tejidos.

– Todo esto cambió con la introducción de la microscopía láser de dos fotones, ya que este tipo de microscopio emite pulsos ultracortos de luz en el punto focal sin calentar ni dañar el tejido, explica Rangroo Thrane.

Nuevo tratamiento con fármacos disponibles

Además de descubrir el mecanismo que subyace a la toxicidad del amoníaco, Rangroo Thrane y sus colegas también identificaron un posible tratamiento.

Los investigadores descubrieron que el medicamento diurético Bumetanida (Burinex) puede reducir la extensión del daño por amoníaco, aliviando así los síntomas de la toxicidad por amoníaco, además de aumentar la probabilidad de supervivencia.

– Bumetanida bloquea el transporte de cloruro de potasio hacia las células nerviosas, protegiéndolas así del daño. Nuestro estudio demostró que el fármaco restablecía la actividad eléctrica normal en el cerebro de los ratones con intoxicación por amoníaco y que evitaba los ataques epilépticos, afirma Rangroo Thrane.

El hecho de que la bumetanida ya se utilice en los hospitales noruegos como diurético en el tratamiento de la insuficiencia cardíaca, la insuficiencia renal y la hipertensión arterial puede acortar el camino hacia un cambio de régimen terapéutico.

– Se necesitan más pruebas con animales y ensayos clínicos para aclarar si la Bumetanida también puede utilizarse para evitar que el amoníaco dañe a las personas, afirma Rangroo Thrane.

El artículo también se publica en Sciencenordic.com