Evaluación in silico del efecto de benzodiacepinas, ketamina y termo-dependencia sobre los patrones de descarga neuronal pre-Bötzinger de control respiratorio

  • Harold Martínez-Reyes CENTRO DE BIOFÍSICA Y NEUROCIENCIA, FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD, UNIVERSIDAD DE CARABOBO
  • Antonio Eblen-Zajjur PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CHILE
Palabras clave: benzodiacepinas, ketamina, pre-Bötzinger, neurona pre-Inspiratoria, centros respiratorios, GABA, NMDA, termodependencia

Resumen

Introducción: la fiebre y el uso de drogas como las benzodiacepinas (agonistas GABAA) y la ketamina (antagonista NMDA) se presentan con relativa frecuencia en anestesiología. La respiración es un patrón generado en el tallo cerebral, producto de una red compleja de centros ponto-medulares, que controlan las motoneuronas respiratorias gracias a la interacción de las neuronas inspiratorias del complejo pre-Bötzinger y las espiratorias del complejo Bötzinger. Estas neuronas poseen receptores de membrana del tipo GABAA y NMDA, que muestran alta termodependencia, sin embargo; se desconoce los cambios en el patrón de descarga neuronal inducidos por estas drogas y los cambios de temperatura corporal.

Materiales y métodos: se generó un modelo validado de neurona Pre-inspiratoria (complejo pre-Bötzinger) incrementándose el peso sináptico gabaérgico equivalente al efecto de las benzodiacepinas o se redujo el peso sináptico NMDA equivalente al efecto de la ketamina en condiciones de hipo (35°C), normo (37°C) e hipertermia (40°C); cuantificándose el número y amplitud de las descargas neuronales. 

Resultados: el aumento del peso sináptico GABAA o la reducción del de NMDA a temperaturas de 35°C, 37°C o 40°C redujo proporcionalmente el número de espigas y la amplitud del potencial de acción de la neurona Pre-I, mostrando curvas dosis-respuesta polinomiales de 2do. Orden, siendo las pendientes mayores a 35°C y a 40°C. 

Conclusión: el efecto de benzodiacepinas o de ketamina a través de sus receptores GABAA y NMDA modifican in silico el patrón de descarga de la neurona Pre-I del núcleo Pre-Bötzinger, mostrando predominio del efecto gabaérgico y mayor termodependencia en las curvas dosis-respuesta en hipo e hipertermia lo que respalda el interés clínico de los datos.

Publicado
2020-05-17
Sección
Artículos originales