Métodos de radionúclidos y PET
Estas técnicas se basan en la administración al organismo de compuestos con isótopos inestables y el posterior registro de la radiación ionizante. Los estudios dinámicos del flujo sanguíneo cerebral ayudan a evaluar la velocidad de llegada de la sustancia marcada, la diferencia en el tiempo de llegada a los hemisferios derecho e izquierdo, así como el tiempo total de tránsito a través del lecho vascular. Para ello se emplean gammacámaras tomográficas que construyen un modelo informático tridimensional.
Tomografía por emisión de positrones (PET) es una variante de alta precisión del diagnóstico con radionúclidos. En el torrente sanguíneo se introducen isótopos de vida corta que se desintegran emitiendo positrones. La señal se registra durante la media hora posterior a la inyección. La PET posee una alta resolución espacial (distingue estructuras a partir de 0,5 cm³), requiriendo desde unos pocos segundos hasta minutos por cada imagen. El método es indispensable para visualizar focos de lesión y detectar zonas cerebrales compensatorias.
Resonancia magnética: RM y fRM
La imagen por resonancia magnética (RM) se basa en el fenómeno de la resonancia magnética nuclear (RMN). Los núcleos de hidrógeno en los tejidos interactúan con campos magnéticos intensos, tanto constantes como variables. La reorientación de sus momentos magnéticos provoca la emisión de radiación electromagnética. La RM proporciona imágenes detalladas de la estructura de los órganos en segundos y permite realizar angiografías de grandes vasos sin agentes de contraste.
La RM funcional (fRM) registra la intensidad y la atenuación de las ondas de resonancia, las cuales dependen de la heterogeneidad del campo magnético local. La base del método es la diferencia en las propiedades magnéticas de la hemoglobina: la oxihemoglobina, oxigenada, es un diamagnético débil, mientras que la desoxihemoglobina, desprovista de oxígeno, es un paramagnético. Cuando las neuronas están activamente en funcionamiento, la proporción de estas formas cambia en el lecho microvascular, lo que altera la señal de RM. El método permite cartografiar la corteza de forma no invasiva, determinando los centros del habla, del movimiento y de la estimulación auditiva o visual.
Evaluación de la circulación sanguínea y termoencefaloscopia
La intensidad de la circulación sanguínea cerebral refleja directamente las necesidades metabólicas. La reoencefalografía (REG) mide la impedancia (resistencia eléctrica) de los tejidos de la cabeza al hacer pasar una corriente alterna débil (voltaje de 0,75–1,5 V, intensidad de 0,5–1,0 mA). Las fluctuaciones de la resistencia son sincrónicas con los cambios en el volumen de sangre en los vasos. El REG permite evaluar el tono, el llenado sanguíneo de los lechos vasculares y la calidad del drenaje venoso. Para precisar el diagnóstico se emplean pruebas funcionales: si tras la administración de fármacos vasodilatadores no hay respuesta, esto indica una lesión aterosclerótica de las paredes.
Dado que las neuronas requieren un régimen térmico estable y el metabolismo va acompañado de la liberación de calor, se emplea la termoencefaloscopia. Esta técnica utiliza termografía para registrar la radiación infrarroja de la corteza. El procesamiento digital de los datos permite visualizar la distribución de temperaturas y encontrar las zonas del cerebro que trabajan con mayor actividad.
Métodos avanzados para el estudio del metabolismo
Para un estudio profundo de la composición química de los tejidos in vivo se utiliza la microdiálisis. Se implanta en el cerebro una sonda con una membrana semipermeable a través de la cual los metabolitos difunden desde el espacio intercelular hacia la luz del dispositivo. Esto permite monitorizar de forma prolongada el metabolismo en animales de laboratorio en condiciones de libre conducta.
A nivel celular se aplica el mapeo por expresión de genes precoces. La formación de la memoria y la actividad nerviosa compleja requieren la síntesis de proteínas específicas, lo cual es precedido por la activación de los genes c-fos y c-jun. Se sintetizan oligonucleótidos complementarios al ARNm del gen deseado, los cuales se marcan con fósforo-33 radiactivo. En los cortes cerebrales se produce la hibridación, y las zonas de unión se registran mediante autorradiografía. El procesamiento informático proporciona una imagen tridimensional de las áreas donde la síntesis de proteínas transcurría activamente.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué radiofármacos específicos se administran a los pacientes durante la PET cerebral?
En las fuentes proporcionadas no se indican los nombres específicos de las moléculas de los radiofármacos para la PET cerebral.
Se indica que para la PET se administra un radiofármaco o isótopos radiactivos de vida corta que emiten positrones, y se registra su distribución en el cerebro. Para la PET/TC cerebral en lesiones metastásicas se recomiendan radiofármacos tumorotrópicos, incluidas variantes con contraste.
Con mayor frecuencia se utilizan compuestos biomédicos marcados con:
- flúor-18 ($^{18}$F),
- carbono-11 ($^{11}$C),
- oxígeno-15 ($^{15}$O).
La PET no diferencia la molécula marcada original de sus metabolitos; el contraste se genera debido a la diferencia regional en la acumulación del marcador.
Para memorizar el principio de la fRM: la oxihemoglobina ostenta / repele el campo (diamagnético), mientras que la desoxihemoglobina agrega magnetización (paramagnético).
Preguntas de clases y exámenes
¿Cuál es la esencia fisiológica de la RM funcional?
Consiste en que durante la actividad neuronal se intensifica el flujo sanguíneo, lo que modifica la relación local entre la desoxihemoglobina paramagnética y la oxihemoglobina diamagnética, alterando la señal procedente de los núcleos de hidrógeno resonantes.
¿Para qué se emplean las pruebas vasodilatadoras en la reoencefalografía?
Las pruebas ayudan a distinguir el espasmo funcional de la lesión orgánica. La ausencia de respuesta vascular al fármaco indica rigidez de los vasos, a menudo causada por aterosclerosis.
¿Qué permite visualizar el método de expresión de genes precoces?
Permite localizar zonas de mayor actividad celular en las que se produce una síntesis proteica intensificada, lo cual es de especial importancia para estudiar los mecanismos sutiles del aprendizaje y la formación de la memoria a largo plazo.
Qué más repasar sobre el tema
- Evaluación del tiempo de tránsito de los radiofármacos a través de los hemisferios izquierdo y derecho
- Bases físicas de la resonancia magnética nuclear (RMN) de los protones de hidrógeno
- El papel de los genes c-fos y c-jun en las cascadas de señalización intracelular de las neuronas
- Principios de aplicación de la autorradiografía en cortes histológicos del cerebro
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