Insufficienza respiratoria post-convulsiva-Immagine Credit Public Domain-
I ricercatori hanno identificato una connessione tra l’amigdala nel cervello e l’insufficienza respiratoria post-convulsiva, fornendo informazioni sulla SUDEP, una causa significativa di morte tra i pazienti con epilessia.
Un gruppo di ricerca supportato dal National Institutes of Health (NIH) ha identificato una parte del cervello che potrebbe essere associata a insufficienza respiratoria a seguito di una crisi epilettica in persone con epilessia grave che non può essere controllata con i farmaci. La condizione, nota come morte improvvisa inaspettata nell’epilessia (SUDEP), è la principale causa di morte in questa popolazione di pazienti. Le nuove scoperte, effettuate da ricercatori dell’Università dell’Iowa, Iowa City e pubblicate su JCI Insight, potrebbero svolgere un ruolo fondamentale nella comprensione della SUDEP, le cui cause non sono ben spiegate.
Interruzione della respirazione dopo le convulsioni
È opinione diffusa che la maggior parte dei casi di SUDEP siano dovuti alla perdita di respiro che si verifica dopo la fine di una crisi, nota come apnea postictale. Lo studio ha scoperto che gli individui che soffrono di apnea postictale perdono il senso di “fame d’aria” – l’urgenza primaria di respirare – o di allarme, suggerendo che il cervello potrebbe non essere in grado di rilevare e rispondere all’aumento dei livelli di anidride carbonica (CO 2) nel sangue quando si verifica l’apnea.
I ricercatori hanno identificato un sito nell’amigdala, fondamentale per la perdita respiratoria a seguito di una crisi convulsiva. La regione viola e blu rappresenta una mappa di probabilità della regione legata all’apnea persistente, basata sui dati di 20 soggetti con epilessia non controllata. Credito: laboratorio Dlouhy, Università dell’Iowa
Progettazione e risultati dello studio
I ricercatori hanno arruolato 12 adulti e 8 bambini affetti da epilessia che non poteva essere controllata con i farmaci e che erano sottoposti a elettroencefalografia intracranica (iEEG) nel tentativo di controllare le loro convulsioni. L’iEEG prevede il posizionamento di elettrodi all’interno del cranio per registrare l’attività elettrica del cervello e individuare il punto in cui iniziano le convulsioni. Usando la stimolazione elettrica diretta, il team ha indotto convulsioni nei partecipanti sotto supervisione medica per esaminare il controllo della respirazione e dell’apnea da parte del prosencefalo. I ricercatori hanno scoperto che le convulsioni che hanno origine nell’amigdala, una regione del cervello coinvolta principalmente nell’elaborazione delle emozioni e della paura, possono causare apnea postictale e hanno identificato la sottoregione dell’amigdala coinvolta nella perdita respiratoria prolungata. Solo cinque dei 20 partecipanti hanno sviluppato apnea postictale.
Connessioni neurali e ulteriori approfondimenti
Successivamente, gli scienziati hanno utilizzato una tecnica che combina la stimolazione elettrica con la risonanza magnetica funzionale per identificare nuove connessioni tra il sito dell’amigdala e la regione del tronco cerebrale critica per rilevare i cambiamenti nei livelli di CO 2 nel sangue e controllare la respirazione. “Nel loro insieme, i risultati suggeriscono che l’attività convulsiva in una sottoregione dell’amigdala può sopprimere la respirazione e la fame d’aria per periodi prolungati di tempo successivi alla crisi”, spiegano gli autori. Ciò è probabilmente controllato tramite connessioni con il tronco encefalico e altri siti cerebrali coinvolti nel rilevamento dei segnali provenienti dal corpo. Sono necessari ulteriori studi per “confermare il ruolo dell’amigdala nella soppressione della respirazione e il suo coinvolgimento nella SUDEP”.
Spiegano gli autori:
“Si ritiene che l’apnea postictale sia una delle principali cause di morte improvvisa e inaspettata nell’epilessia (SUDEP). Tuttavia, i meccanismi alla base dell’apnea postictale sono sconosciuti. Per comprendere le cause dell’apnea postictale, abbiamo utilizzato un approccio multimodale per studiare i meccanismi cerebrali del controllo della respirazione in 20 pazienti (dai bambini agli adulti) sottoposti a elettroencefalografia intracranica (iEEG) per epilessia intrattabile. I nostri risultati indicano che le convulsioni dell’amigdala possono causare apnea postictale. Inoltre, abbiamo identificato una regione distinta all’interno dell’amigdala dove la stimolazione elettrica era sufficiente per riprodurre una perdita respiratoria prolungata che persisteva ben oltre la fine della stimolazione. L’apnea persistente era resistente all’aumento dei livelli di CO2 e la fame d’aria non si verificava, suggerendo una riduzione della CO2chemiosensibilità. Utilizzando es-fMRI, un nuovo approccio che combina la stimolazione elettrica con la risonanza magnetica funzionale, abbiamo scoperto che la stimolazione dell’amigdala ha alterato l’attività BOLD nel ponte/midollo e nell’insula ventrale. Insieme, questi risultati suggeriscono che l’attività convulsiva in una subregione focale dell’amigdala è sufficiente per sopprimere la respirazione e la fame d’aria per periodi di tempo prolungati nel periodo postictale, probabilmente attraverso i siti del tronco encefalico e dell’insula coinvolti nella chemiosensazione e nell’interocezione. I risultati di questo studio forniscono inoltre nuove informazioni sulla SUDEP, possono aiutare a identificare i soggetti a maggior rischio e possono portare a trattamenti per prevenire la SUDEP”.
Leggi anche:Terapia cellulare rigenerativa per l’epilessia
I risultati aumentano ulteriormente la comprensione della SUDEP e potrebbero aiutare a scoprire trattamenti preventivi e identificare quelli più a rischio. Lo studio è stato finanziato in parte dal National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS), parte del NIH.
Fonte:Insight
