La temperatura del cerebro sano y en la lesión traumática
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Resumen Los pacientes se someten a intervenciones para lograr una temperatura cerebral "normal"; un parámetro que permanece indefinido para los humanos. La profunda sensibilidad de la función neuronal a la temperatura implica que el cerebro debería ser isotérmico, pero las observaciones de pacientes y primates no humanos sugieren una variación espaciotemporal significativa. Nuestro objetivo fue determinar la relevancia clínica de la temperatura cerebral en pacientes estableciendo cuánto varía en adultos sanos. Examinamos retrospectivamente los datos de todos los pacientes reclutados para el Subestudio de la Unidad de Cuidados Intensivos de Alta Resolución de la Investigación Colaborativa Europea sobre la Eficacia del Neurotrauma en la Lesión Cerebral Traumática (CENTER-TBI). Solo se incluyeron pacientes con mediciones directas de temperatura cerebral y sin control de temperatura específico. Para interpretar los análisis de los pacientes, reclutamos prospectivamente a 40 adultos sanos (20 hombres, 20 mujeres, 20–40 años) para termometría cerebral usando espectroscopía de resonancia magnética. Los participantes fueron escaneados en la mañana, tarde y noche de un solo día. En los pacientes (n = 114), la temperatura cerebral osciló entre 32,6 y 42,3 °C y la temperatura cerebral media (38,5 ± 0,8 °C) excedió la temperatura corporal (37,5 ± 0,5 °C, P < 0,0001). De 100 pacientes elegibles para el análisis del ritmo de la temperatura cerebral, 25 mostraron un ritmo diario y el rango de temperatura cerebral disminuyó en pacientes mayores (P = 0.018). En participantes sanos, la temperatura del cerebro osciló entre 36,1 y 40,9 °C; la temperatura cerebral media (38,5 ± 0,4 °C) excedió la temperatura oral (36,0 ± 0,5 °C) y fue 0,36 °C más alta en las hembras lúteas en relación con las hembras y los machos foliculares (P = 0,0006 y P < 0,0001, respectivamente). La temperatura aumentó con la edad, sobre todo en las regiones profundas del cerebro (0,6°C durante 20 años, P = 0,0002) y varió espacialmente en 2,41 ± 0,46°C con las temperaturas más altas en el tálamo. La temperatura del cerebro varió según la hora del día, especialmente en las regiones profundas (0,86 °C, P = 0,0001), y fue más baja durante la noche. A partir de los datos saludables creamos HEATWAVE, un mapa 4D de la temperatura del cerebro humano. Al probar la relevancia clínica de HEATWAVE en pacientes, encontramos que la falta de un ritmo diario de temperatura cerebral aumentó las probabilidades de muerte en cuidados intensivos 21 veces (P = 0.016), mientras que la temperatura absoluta máxima o mínima no predijo el resultado. Sin embargo, una temperatura cerebral media más cálida se asoció con la supervivencia (P = 0,035), y el envejecimiento de 10 años aumentó las probabilidades de muerte 11 veces (P = 0,0002). La temperatura del cerebro humano es más alta y varía más de lo que se suponía anteriormente, según la edad, el sexo, el ciclo menstrual, la región del cerebro y la hora del día. Esto tiene implicaciones importantes para el control y la gestión de la temperatura, ya que la ritmicidad diaria de la temperatura cerebral emerge como uno de los predictores individuales más fuertes de supervivencia después de una lesión cerebral. Concluimos que la variación diaria rítmica de la temperatura cerebral, no la temperatura absoluta del cerebro, es una forma en la que la fisiología del cerebro humano puede distinguirse de la fisiopatología. |
Figura: La temperatura saludable del cerebro varía según la hora del día. (A) Instantánea de mapas 3D de TBr en cada punto de recopilación de datos. La escala de colores Inferno se utiliza para asignar una temperatura a cada vóxel de tejido, con una resolución de 0,1 °C. Las temperaturas agregadas se muestran en cada vóxel para hembras lúteas (n = 14) y machos (n = 20) por separado. (B) Resultados de modelos mixtos lineales para TBr por hora del día; Se muestran los resultados de la TBr global (izquierda) y la TBr cerebral profunda (tálamo e hipotálamo, derecha). Las líneas rojas continuas representan los ajustes del modelo, las áreas sombreadas representan los IC del 95 %, los círculos grises oscuros muestran los residuos (puntos de datos de temperatura únicos) y las líneas amarillas discontinuas suavizadas representan los residuos parciales. El eje x para el tiempo resume la variable continua de la distancia de tiempo desde el MSFsc del participante (proporción de un círculo unitario linealizado, donde 0 = MSFsc y 1 = 24 h). (C) Rango de temperatura (máximo frente a mínimo en tres puntos de tiempo probados) para sitios orales e hipotalámicos para cada participante sano (n = 39). La temperatura varió más según la hora del día en el hipotálamo que oralmente (ANOVA unidireccional de medidas repetidas con la prueba de comparaciones múltiples de Sidak ****P < 0.0001; consulte la Fig. 10B complementaria para otras regiones del cerebro). (D) Esquema para modelar los ritmos de temperatura de 24 h del cerebro humano sano. Ritmos de TBr extrapolados en mujeres lúteas (n = 14) y hombres (n = 20) sanos, sin controlar por edad, IMC o cronotipo. Los ritmos de temperatura extrapolados se crearon duplicando las temperaturas medias medidas en tres puntos de tiempo y aplicando un ajuste sinusoidal de 24 h a estos seis puntos. Tenga en cuenta las temperaturas más altas en todas las regiones en las hembras lúteas en relación con los machos y la marcada variación en las temperaturas profundas del cerebro en los machos. Las flechas apuntan a los mínimos de TBr pronosticados alrededor de las 2-3 a. m. (acercándose a MSFsc). Sup1–4 = regiones cerebrales superficiales 1–4 de medial a lateral; hipo = hipotálamo; Thal = tálamo.
Discusión
Hemos establecido un mapa 4D de TBr humano y mostramos cómo este parámetro varía con la hora del día, la región del cerebro, la edad y el sexo en adultos. El tejido cerebral humano claramente funciona normalmente a temperaturas de 1 a 3 °C más altas de lo que generalmente se supone; este descubrimiento por sí solo tiene implicaciones exigentes para el cuidado neurocrítico. Estos datos brindan a los médicos un recurso de referencia de fácil acceso y que se necesita con urgencia para la interpretación basada en evidencia de los datos de TBr en pacientes.
Finalmente, hemos encontrado que un ritmo diario de TBr se asocia con una probabilidad 21 veces mayor de supervivencia después de una lesión cerebral, lo que ilustra el alto valor pronóstico de las mediciones de TBr resueltas en el tiempo y potencia una predicción de mortalidad basada en la temperatura.
En general estos resultados indican que los ritmos diarios de TBr están fuertemente asociados con una función cerebral saludable y se comprometen progresivamente con la edad. Los estudios futuros deben abordar si el apoyo a la variación normal de TBr es beneficioso para los pacientes.
Comentarios
Un estudio vincula un ciclo diario en la temperatura del cerebro con la supervivencia después de una lesión cerebral traumática.
Una nueva investigación ha demostrado que la temperatura normal del cerebro humano varía mucho más de lo que pensábamos, y esto podría ser un signo de una función cerebral saludable. En hombres y mujeres sanos, en los que la temperatura bucal suele ser inferior a 37 °C, la temperatura cerebral media es de 38,5 °C, y las regiones cerebrales más profundas suelen superar los 40 °C, especialmente en las mujeres durante el día.
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