Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE PSICOLOGÍA DIVISIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES CORRELACIÓN ENTRE PROCESOS COGNOSCITIVOS CON LOS NIVELES SÉRICOS DE LOS METABOLITOS DE LA VÍA DE LA KINURENINA DURANTE EL ENVEJECIMIENTO T E S I S QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE LICENCIADA EN PSICOLOGÍA P R E S E N T A BRENDA GARCÍA JUÁREZ Directora: Dra. Maura Jazmín Ramírez Flores Revisor: Dr. Paul Carrillo Mora Sinodales Dr. Octavio César García González Dra. Alejandra Evelyn Ruíz Contreras Dra. Laura Elisa Ramos Languren Ciudad Universitaria, CDMX. Abril, 2018 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. "El secreto de una buena vejez no es otra cosa que un pacto honrado con la soledad" Gabriel García Márquez (Cien años de soledad) Dedicatorias A mi abuelita Teresa, por haberme dado los días más felices de mi niñez con su amor, enseñanzas y apoyo incondicional. Siempre formaras parte de mí y de ti seguiré encontrando la fuerza necesaria para caminar hacia adelante. A mi mamá Mónica, por ser mi ejemplo a seguir; una mujer excepcional, con grandes aspiraciones y metas cumplidas. Gracias por darme todas aquellas cualidades necesarias en un ser humano para poder enfrentar cualquier adversidad, por llenarme la mente de ideas que me permitan creer en mí y en mis capacidades Este paso lo dimos juntas, por ti he llegado hasta aquí…te amo. A mis hermanos León y Fernanda, por ser el mejor equipo y mi complemento. León, tu carisma es increíble y tienes una actitud bella ante la vida, gracias por nunca dejarme caer. Fernanda, aunque seas la más pequeña de nosotros tienes un carácter fuerte y un gran sentido de la responsabilidad, te admiro demasiado...nunca olviden que los amo mucho. A mis primos Axel, Pamela, Paulina y Alexia, de ustedes he recibido los mejores momentos y estoy agradecida por ello, han encontrado las palabras correctas en las mejores situaciones, me han hecho reír con sus ocurrencias... gracias por permitirme ver el lado positivo de la vida. A mis sobrinos, Liam y Johan, los nuevos integrantes de la familia Juárez y lo más hermoso de mi vida. He visto cómo se desarrollan y encuentro en ustedes a dos seres perfectos llenos de virtudes y alegría, prometo cuidarlos, protegerlos y amarlos por el resto de mis días. A mi ti Alma, mi segunda mamá, por ser mi amiga, mi cómplice y escudo, admiro mucho lo que has hecho, eres una mujer hermosa que ha dedicado su vida a la enseñanza, por ti amo estudiar y le he encontrado el gusto a seguir preparándome...te amo con todo mi corazón, gracias por abrirme el camino. A mi tía Sandris, por su apoyo, sus consejos prácticos y su sentido del humor...eres una gran mujer, en todos los sentidos. Por ti he podido continuar mi camino, eres la persona más compartida y leal que conozco y estoy orgullosa de ser tu sobrina. A mi papá Marco, por su amor, protección y comprensión, por todos los consejos y paciencia ante mis necedades...aunque no exista un lazo de sangre entre nosotros, yo siempre seré tu hija y no habrá día que no me sienta orgullosa de serlo...Gracias. Al Doctor Paul Carrillo Mora, por confiar en mí y en mis capacidades para concluir este trabajo, por ser el mejor mentor que he tenido, por su apoyo y sus palabras. Gracias a usted quiero seguir en el camino de las neurociencias, admiro mucho su compromiso conmigo y con cada uno de mis compañeros... es un líder sabio, un investigador excelso y un gran ser humano, espero algún día llegar a ser como usted. A la Doctora Verónica Pérez, por permitirme formar parte de su equipo, por confiar en mis habilidades en la aplicación de pruebas cognitivas e integrar un buen trabajo en aras de incrementar el conocimiento científico en México. Al Doctor César Casasola, por su amistad, su capacidad y gusto por la enseñanza en neurociencias, por abrirme siempre el panorama y darme los mejores consejos en mi preparación académica A Marco Corona, por seguir a mi lado...no hay palabras que expresen todo el cariño que te tengo, me has visto crecer y también caer...pero siempre has estado allí para darme una mano, palabras de aliento y un gran apoyo, estaré siempre agradecida contigo. A mis amigos, los mejores: Elisa, mi incondicional, mi hermana...nos conocemos desde hace años y siempre en ti he encontrado un gran afecto, te amo Lobis. A Mariana, una mujer excepcional, mi frontal, gracias por hacerme ver el lado racional de las cosas y brindarme los mejores consejos personales...A Carolina, mi compañera de ideas, eres una persona brillante, con un futuro prometedor y una gran visión, a ambas las amo y estoy feliz de tenerlas a mi lado, sigamos compartiendo momentos buenos y malos, siempre juntas. A Carolina Beatriz, mi compañera y camarada de estudio, gracias por todas esas horas de encierro en la biblioteca que nos hacían aumentar nuestro conocimiento en neurociencias, gracias por compartir las mismas manías que yo y por tus palabras y cariño, simplemente te adoro. A Kari, Erick, Alfred, Dani y Maya las mejores personas que he conocido dentro y fuera de la facultad. Sé que cada uno siguió su propio camino y me es grato saber, que lo logramos, logramos cumplir nuestros sueños y seguiremos haciéndolo, los quiero mucho. A Charlie parte fundamental de nuestro "Neuroequipo", amigo, gracias por tus argumentos filosóficos y por compartir conmigo momentos bohemios. A mis amigos del Instituto Nacional de Rehabilitación... Elena, Yesenia, Jesús, Josué, Jessica, Niza, Alberto y Temich, el mejor grupo de trabajo neuropsicológico, todos y cada uno de ustedes son increíbles, de ustedes he aprendido y me he enriquecido, los llevaré siempre conmigo vaya a donde vaya, gracias por sus enseñanzas y colaboración en proyectos, pero sobre todo, gracias por su cariño. A las estudiantes en medicina Kenia, Itzel y Gaby, el apoyo que he recibido de ustedes ha sido enorme, son mujeres de gran corazón y amor por el conocimiento médico, llegarán muy alto si confían en su fortaleza y su intelecto, nunca desistan. Agradecimientos A la Universidad Nacional Autónoma de México y a la Facultad de Psicología, mi segundo hogar, por brindarme conocimiento de alta calidad y hacerme crecer personal, profesional y académicamente. Agradezco al financiamiento otorgado por el Fondo Sectorial de Investigación en Salud y Seguridad Social, CONACYT. Con el número de proyecto 262010 "Determinación de los metabolitos y enzimas de la Vía de la Kinurenina plasmática durante el envejecimiento y su correlación con marcadores de estrés oxidante" Por brindarme su apoyo en la formación y conclusión de mí trabajo de tesis. Al Instituto Nacional de Rehabilitación, especialmente al Servicio de Rehabilitación Geriátrica (Dra. Blanca Jiménez Herrera y Dr. Israel García Muñoz), por darme la oportunidad de valorar una gran cantidad de pacientes y así obtener los resultados que expongo en esta investigación. A mi directora:la Doctora Maura, por su profesionalismo, por creer en mí y por haberme guiado a lo largo de todo este tiempo y ayudarme a darle un sentido más claro y objetivo a la neuropsicología clínica. A los revisores de esta tesis: la Doctora Alejandra y Laura y al Doctor Octavio, por ampliar la calidad de este trabajo con sus observaciones pertinentes y su experiencia en el área de las neurociencias. A todos y cada uno de los participantes que fueron valorados por mí, gracias por su tiempo y el deseo de mantener su salud física, emocional y cognitiva. Tienen mi más grande admiración. ÍNDICE RESUMEN ................................................................................................................................................................ 1 INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................................................... 2 CAPITULO 1. ENVEJECIMIENTO .......................................................................................................................... 3 1.1 Cambios demográficos y epidemiológicos ........................................................................................................ 3 1.2 Teorías del envejecimiento ................................................................................................................................. 7 1.3 Envejecimiento del sistema nervioso central .................................................................................................. 10 CAPITULO 2. CAMBIOS COGNOSCITIVOS EN EL ENVEJECIMIENTO NORMAL .......................................... 15 2.1 Percepción y alteraciones sensoriales en el envejecimiento ........................................................................... 16 2.1.2 Atención ......................................................................................................................................................... 17 2.1.3 Memoria ......................................................................................................................................................... 18 2.1.4 Lenguaje ........................................................................................................................................................ 20 2.1.5 Funciones visoespaciales ............................................................................................................................. 21 2.1.6 Funciones ejecutivas y de control motor ....................................................................................................... 22 2.2 El deterioro cognitivo leve durante el envejecimiento ...................................................................................... 24 2.3 Reserva cognitiva en el envejecimiento ........................................................................................................... 27 CAPITULO 3. LA VÍA DE KINURENINA ............................................................................................................... 30 3.1 Triptófano (TRP) ............................................................................................................................................... 33 3.1.1 L-Kinurenina (L-KYN) .................................................................................................................................... 33 3.1.2 3-Hidroxikunrenina (3-HK) ............................................................................................................................. 34 3.1.3 Ácido Quinolínico (QUIN) .............................................................................................................................. 34 3.1.4 Ácido Kinurénico (KYNA) .............................................................................................................................. 35 3.2 Enfermedades neurodegenerativas asociadas a la Vía de la Kinurenina........................................................ 36 3.2.1 Enfermedad de Alzheimer ............................................................................................................................ 36 3.2.2 Enfermedad de Huntington ............................................................................................................................ 37 3.2.2 Enfermedad de Parkinson ............................................................................................................................. 38 3.3 Antecedentes sobre la Vía de la Kinurenina en el envejecimiento .................................................................. 38 4. PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN .................................................................................................................... 40 5. JUSTIFICACIÓN ................................................................................................................................................ 40 6. OBJETIVOS ....................................................................................................................................................... 41 7. HIPÓTESIS ......................................................................................................................................................... 42 MÉTODO ................................................................................................................................................................ 42 1. Variables ............................................................................................................................................................. 42 2. Diseño de investigación ...................................................................................................................................... 43 3. Muestra ............................................................................................................................................................... 43 4. Instrumentos ....................................................................................................................................................... 44 5. Procedimiento ..................................................................................................................................................... 46 6. Análisis estadístico ............................................................................................................................................. 47 RESULTADOS ....................................................................................................................................................... 48 1. Descripción general de la muestra ..................................................................................................................... 48 1.1 Características demográficas ........................................................................................................................... 48 1.2 Descripción puntaje NEUROPSI Breve ........................................................................................................... 51 2. Correlación entre la edad y el NEUROPSI Breve .............................................................................................. 52 2.1 Correlación entre la edad, el EDG y BAI .......................................................................................................... 53 3. Niveles de los metabolitos de la VK en la muestra general ............................................................................... 53 3.1 Correlación entre la edad y los metabolitos de la VK en la muestra general................................................... 54 3.2 Correlación entre el NEUROPSI Breve y los metabolitos de la VK en la muestra general ............................. 56 4. Análisis por deterioro cognitivo y los metabolitos de la VK ...............................................................................59 4. Análisis por deterioro cognitivo y los metabolitos de la VK ............................................................................... 59 DISCUSIÓN ............................................................................................................................................................ 67 Datos sociodemográficos y clínicos……………………………………………………………………………………....67 Niveles séricos de los metabolitos de la VK……………………………………………………………………………..70 Correlación en los niveles de metabolitos de la VK, la valoración cognitiva y emocional en la muestra general……………………………………………......................................................................................................73 Correlación en los niveles de metabolitos de la VK, la valoración cognitiva y emocional en los grupos sin y con deterioro cognitivo………………………………......................................................................................................76 CONCLUSIÓN…………………………………………………………………………………………………………......78 LIMITACIONES Y SUGERENCIAS………………………………………………………………………………..........79 REFERENCIAS…………………………………………………………………………………………………………….81 ANEXO 1…………………………………………………………………………………………………………………..100 ABREVIATURAS. ADN Ácido Desoxirribonucleico ADNn Ácido Desoxirribonucleico nuclear C Comprensión Ca Cálculo CPM Cambio de posición de las manos Dv Detección visual DVL Deterioro Cognitivo Leve D Digitos ERO Especies Reactivas de Oxigeno EA Enfermedad de Alzheimer EH Enfermedad de Huntington EP Enfermedad de Parkinson EN Envejecimiento Normal E Escritura fmol Femtomoles FVS Fluidez Verbal Semántica FVF Fluidez Verbal Fonológica GABA Ácido γ-aminobutírico IDO Indolamina 2,3-dioxigenasa IFN-γ Interferón Gamma KYNA Ácido Kinurénico KYN's Kinureninas L Lectura L-KYN L-Kinurenina LTM Lóbulo Temporal Medial MA Movimientos Alternos MCP Memoria a Corto Plazo MV Memoria visuoespacial MVI Memoria Verbal Inmediata MVD Memoria Verbal Diferida MVC Memoria Verbal por Categorías MVR Memoria Verbal por Reconocimiento MLP Memoria a Largo Plazo NAD+ Nicotinamida adenina dinucleótido NADP+ Nicotinamida adenina dinucleótido fosfato NMDA N-metil-D-aspartato O Orientación H2O2 Peroxido de hidrogeno pmol Picomoles PT Puntaje Total PV Proceso visuoespacial QUIN Acido Quinolinico RC Reserva Cognitiva RO Reacciones Opuestas RPM Revoluciones por minuto S Semejanzas Se Secuenciación SS Series Susecivas SB Sustancia Blanca SG Sustancia Gris SNC Sistema Nervioso Central TNF-α Factor de necrosis tumoral α TRP Triptófano TDO Triptófano 2,3-dioxigenasa VK Vía de la Kinurenina 3-HK 3-Hidroxikunrenina 3-HOA Ácido 3-Hidroxi-antranílico Oxigenasa 3- HANA Ácido 3-Hidroxi-antranílico µl microlitros 1 RESUMEN. Introducción: Uno de los cambios asociados al envejecimiento es la disminución de algunos procesos cognitivos, sin embargo, se conoce poco sobre el sustrato neurobiológico. La vía de la kinurenina (VK) es la principal vía del catabolismo del triptófano (TRP) en el sistema nervioso y su importancia radica en su capacidad de generar metabolitos neuroactivos. Se han reportado cambios en los metabolitos de la VK en el envejecimiento. Pero aún no se ha investigado si existe una correlación entre estos metabolitos y el desempeño cognitivo en el envejecimiento. Objetivo: describir, comparar y correlacionar los niveles séricos de los metabolitos de la VK con el desempeño cognitivo en personas mayores de 60 años. Metodología: excluyendo pacientes con demencia y otros trastornos neurológicos y psiquiátricos. Se realizó una exploración cognitiva general usando Neuropsi Breve, el Inventario de ansiedad de Beck (BAI) y la Escala de depresión geriátrica (GDS). Al final de la evaluación se tomó una muestra de sangre en la que se determinaron: triptófano (TRP), ácido kinurénico (KYNA), 3-hidroxikinurenina (3-HK) y ácido quinolínico (QUIN), mediante cromatografía liquida de alta resolución (HPLC). Resultados: se encontró una tendencia a la disminución de TRP y una tendencia en el aumento de 3-HK/TRP y QUIN/TRP en relación a la edad, así como, una correlación de TRP, 3-HK, KYNA y QUIN con el desempeño cognitivo en la muestra general y una participación activa de 3-HK, 3-HK/TRP y KYNA en personas con deterioro cognitivo. Conclusión: los metabolitos de la VK mostraron correlación con algunas subpruebas cognitivas pero no con escalas de afectividad, mientras que metabolitos como 3-HK y KYNA se asociaron al deterioro cognitivo durante el envejecimiento normal. 2 INTRODUCCIÓN. Las modificaciones celulares que se presentan durante el envejecimiento normal están relacionadas con procesos de estrés oxidante, inflamación, disfunción mitocondrial y deterioro de la respuesta inmune (Toledano, Álvarez, y Toledano-Díaz, 2014). Una de las consecuencias vinculadas con el envejecimiento es un aumento en la incidencia de enfermedades relacionadas con la edad, como las enfermedades cardiovasculares y cerebrovasculares así como enfermedades neurodegenerativas que involucran el declive cognitivo (Hoyer, 2015; Reuter-Lorenz y Cooke, 2016; Rosso y cols., 2013). Recientemente, se han observado cambios en el metabolismo del triptófano durante el envejecimiento en la vía de la kinurenina (VK) (De Bie, Guest, Guillemin, y Grant, 2016; Miura, Ozaki, Shirokawa, y Isobe, 2008). Esta es la vía con mayor consumo de TRP en el Sistema Nervioso Central (SNC) (> 90 %) y su importancia radica en la capacidad para generar moduladores neuroactivos del SNC; entre ellos, el ácido kinurénico (KYNA) y el ácido quinolínico (QUIN), así como otros metabolitos con propiedades de óxido reducción (González Esquivel y cols., 2017). Por lo tanto, este trabajo tiene la finalidad de observar la posible correlación entre los niveles séricos de los distintos metabolitos de la vía de la kinurenina con el estado cognitivo en un grupo de pacientes mayores de 60 años que cursan un envejecimiento normal. 3 CAPITULO 1. ENVEJECIMIENTO La definición clásica del envejecimiento establece que esta etapa de la vida forma parte del ciclo vital fisiológico, siendo un proceso posmadurativo, que se inicia una vez concluida la fase de desarrollo o maduración que se da en la adultez media (Hayflick, 1996). Actualmente las investigaciones sobre el envejecimiento amplían este concepto incluyendo a los cambios funcionales asociados a la edad en conjunto con las modificaciones morfológicas, fisiológicas, bioquímicas y psicológicas que aparecen como consecuencia de la acción del tiempo sobre los seres vivos (Guerra Labrada y cols., 2015; López-Otín, Blasco, Partridge, Serrano, y Kroemer, 2013). 1.1 CAMBIOS DEMOGRÁFICOS Y EPIDEMIOLÓGICOS En los últimos quince años el proceso de envejecimiento poblacional se ha intensificado considerablemente, durante el año 2015 en todo el mundo se estimó que el 8% de la población tenía más de 65 años de edad y en países más desarrollados y urbanizados el porcentaje se elevó al 17%. En América Latina durante este mismo año el porcentaje de personas mayores de 65 años fue del 7% (García Ballesteros y Jiménez Blasco, 2016). Estudios recientes realizados en México han indicado que durante el año 2014 la base de la pirámide poblacional se ha hecho más angosta con relación a décadas pasadas debido a que la población de niños y jóvenes ha disminuido considerablemente, esto difiere con el comportamiento de la población mayor a los 60 años de edad la cual ha aumentado su población del 6.2% al 9.7%. En este estrato de edad también se reportó que el 31.5% de la población se encontraba en una etapa de prevejez (60 a 64 años); 41.1% en una vejez funcional (65 a 74 años); 12.3% en una vejez plena (75 a 79 años) y el 15.1% transitaba por una vejezavanzada (80 años y más) (Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI), 2014). 4 Figura 1. Pirámide de población en México en 2014 (INEGI, 2014). Fuente: Proyecciones de la Población de México, 2010-2050. INEGI. XI Censo General de Población y Vivienda, 1990. CONAPO. En este mismo año se hizo evidente un aumento en el número de mujeres con relación a los hombres, debido a la sobremortalidad de este último grupo que agudiza su esperanza de vida principalmente en edades entre los 60 a los 64 años. Se estima que hay 112 mujeres por cada 100 hombres durante la prevejez y este monto aumenta en la vejez avanzada llegando a 130 mujeres por cada 100 hombres. De acuerdo a las proyecciones de población que estima el Consejo Nacional de Población (Consejo Nacional de Población [CONAPO], 2000) para 2025 y 2050 el número de adultos mayores aumentará a 17.2 y 32.4 millones, respectivo para cada género (Figura 1). Los avances médicos y farmacológicos, las medidas de higiene y sanidad más favorables y un mayor control de enfermedades, son los principales factores asociados a este fenómeno que ha generado un drástico aumento de la sobrevivencia de la población y con ello un cambio evidente en la dinámica demográfica actual y en la salud pública (Instituto Nacional de Estadística y Geografía [INEGI], 2014). 5 La Organización Mundial de la Salud (Rodríguez Mañas, 2016), al igual que el Estudio Nacional de Salud y Envejecimiento en México (INEGI, 2014), han realizado una serie de trabajos transversales cuyo objetivo principal se ha centrado en la obtención y recolección de datos, el cálculo de enfermedades ligadas a esta edad y la descripción de la vulnerabilidad, que a su vez, guarda relación con la discapacidad que tiende a ser una consecuencia de alto impacto y han coincidido con el hecho de que actualmente los adultos mayores requieren atención médica y social especializada, ya que las necesidades son distintas a las que se atendían hace más de medio siglo. En México la Encuesta Nacional sobre Salud y Envejecimiento en México (ENASEM) presentó durante el año 2012 datos sobre cuestionarios de autorreporte con una población mayor a los 50 años para valorar el estado de salud, en los cuales se obtuvieron resultados de salud “regular” en el 52.4% de mujeres y en un 47.5% de hombres, la salud “mala” se presentó en un 15.1% de mujeres y en un 9.6% para los hombres, dichos datos y otras valoraciones se ven reflejados en la Figura 2. Figura 2. Población de 50 años y más por estado de salud autorreportado, según sexo 2012. Fuente: Estudio Nacional de Salud y Envejecimiento en México, 2012. En cuanto a las comorbilidades que más afectan al país, en este mismo año se indicó nuevamente por autorreporte que son tres los padecimientos que más afectan a la población 6 de adultos mayores: hipertensión arterial, diabetes y artritis. Le siguen enfermedades asociadas a afecciones pulmonares, infartos, embolias y cáncer. Dicho resultado se observa para ambos sexos en la Figura 3 (INEGI, 2013). Figura 3. Autorreporte de enfermedades seleccionadas de la población de 50 y más años de edad, según sexo, 2012. Fuente: Estudio Nacional de Salud y Envejecimiento en México, 2013. Otros estudios han descrito que a medida que la población envejece las funciones de tejidos, órganos y sistemas se van mermando, dichos problemas se presentan en la función renal (Denic, Glassock, y Rule, 2016), el sistema circulatorio (Rommy Von Bernhardi, 2005; Rubio-Ruiz, Pérez-Torres, Soto, Pastelín, y Guarner-Lans, 2014) y en la masa muscular (Iannuzzi-Sucich, Prestwood, y Kenny, 2002). En el plano de la salud mental, es la afectividad en una persona de la tercera edad la que puede verse alterada a la hora de realizar autoevaluaciones de índole psiquiátrico y psicológico (R. C. Kessler y cols., 2010), debido a una alta prevalencia de rasgos depresivos (Cordero Sánchez, García Madrid, Flores Merlo, Javier Báez Hernández, y Torres Reyes Miguel Ángel Zenteno López, 2014) y quejas de ansiedad en más del 20% de la población 7 adulta mayor que se reflejan en síntomas de preocupación y miedo (Fernández-Blázquez, Ávila-Villanueva, López-Pina, Zea-Sevilla, y Frades-Payo, 2015; Lenze y Butters, 2016). 1.2 TEORÍAS DEL ENVEJECIMIENTO Gran cantidad de teorías durante el siglo pasado y el actual se han propuesto para describir la naturaleza y las causas del envejecimiento, involucrando aspectos evolutivos, históricos, estructurales y, por supuesto, desde un plano asociado a las funciones biológicas (Cefalu, 2011). De todas ellas, son las teorías biológicas del envejecimiento que generalmente se han investigado, descrito y clasificado en dos grandes grupos: las genéticas o de programación, que proponen que el envejecimiento está determinado por un proceso codificado por el genoma en donde el organismo tiene un reloj interno programado para la longevidad de manera hereditaria, y las estocásticas o de daño que describen que la suma de alteraciones y la afectación aleatoria que incluye errores catastróficos que provocan daños acumulables a lo largo del tiempo dan como resultado la aparición del envejecimiento (Muravchick, 2008; Sergiev, Dontsova, y Berezkin, 2015). Una descripción breve de las teorías más representativas que conforman a estas dos grandes clasificaciones, se muestra en la Tabla 1. 8 Tabla 1. Clasificación y descripción general de las teorías biológicas del envejecimiento. Basado en Muravchick (2008). Clasificación Teoría Descripción general Autores Teorías genéticas o de programación Teoría de la muerte celular apoptótica En el envejecimiento hay un desequilibrio por un aumento en la apoptosis y una disminución en la mitosis. (Duan, Duan, Zhang, y Tong, 2005) Teoría del límite mitótico de Hay Flick Los fibroblastos humanos son incapaces de dividirse una vez que han experimentado un cierto número de mitosis lo que genera la idea de que los organismos están programados para una involución fisiológica. (Hayflick y Moorhead, 1961) Teoría de los telómeros y telomerasas Los telómeros que conforman los extremos del ácido desoxirribonucleico (ADN) se acortan cada vez que una célula se divide; este acortamiento hace que reduzca el número de mitosis, debido a un telómero corto que se presenta el final de la mitosis. (Blasco y cols., 1997) Teoría del Soma desechable Una vez que termina el periodo de reproducción de cualquier organismo y se cumple con el objetivo de preservar la especie, esta parte del ciclo vital deja de ser viable y así se inician los genes longevos que traducen a mutaciones que no fácilmente sobreviven. (Kirkwood y Austad, 2000) Estocásticas o de daño Teoría del error Catastrófico Con el paso de la edad surgen errores en la síntesis de proteínas generando más errores que llegan a ser una catástrofe en el equilibrio homeostático dando como resultado muerte celular. (Orgel, 1970) Teoría del desgaste El cumulo de daño en las células las lleva a la muerte, ya que dicho daño se genera en partes irremplazables y vitales. (Liss y Slater, 1974) Teoría de los radicales libres Existen fragmentos moleculares con una elevada capacidad de reacción hacía otras moléculas (radicales libres), esto genera un proceso desorganizado y como consecuencia se presenta degeneración molecular, lesión celular y envejecimiento. (Harraan, 1955) Teoría del entrecruzamiento Hay enlaces aberrantes entre moléculas celulares, siendo las causantes de las enfermedades y la aceleración del envejecimiento. (Wilson y cols., 2012) 9 Estas teorías no son excluyentes he incluso han tratado de explicar el proceso del envejecimiento complementándose o apoyándose en conjunto con otras, en la actualidadninguna de ellas ha logrado explicar de manera satisfactoria la causa o causas que generan el envejecimiento, cada día las investigaciones perfilan a una respuesta multifactorial u holística, debido al hecho de que cada organismo tiene sus particularidades y características propias (Muravchick, 2008). La teoría estocástica de los radicales libres y el estrés oxidativo, por ejemplo, asocia de manera confiable uno de los factores más prominentes vinculados al envejecimiento: la neurodegeneración. El cerebro es una estructura vulnerable a especies reactivas de oxigeno (ERO), debido a la gran cantidad de ácidos grasos poliinsaturados que posee, a su baja actividad de sistemas antioxidantes, a sistemas de neurotransmisores que lo hacen aún más susceptible (glutamatérgico, colinérgio y catecolaminérgico), a una gran cantidad de canales iónicos que también resultan ser potencialmente dañados por la actividad de las ERO; adicionalmente, la alta dependencia del metabolismo oxidativo hace que el tejido nervioso sea más proclive a la generación de ERO de origen mitocondrial. Estas especies reactivas aumentan en la célula y generan daño en el ADN, en las proteínas, los lípidos, etc. (Patel y Sesti, 2016). Todos estos factores culminan en daños significativos que afectan a todo el SNC. Evidencias recientes han demostrado que dichas modificaciones oxidantes tienden a presentarse indebidamente en las últimas etapas de la vida, ya sea que se esté cursando con un envejecimiento relativamente sano o patológico (Patel y Sesti, 2016). Sin embargo, además de los cambios descritos anteriormente a través de esta teoría, existen otros elementos estructurales y bioquímicos que son potencialmente relevantes en el estudio del envejecimiento saludable. 10 1.3 ENVEJECIMIENTO DEL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL Durante el envejecimiento normal, el SNC presenta múltiples cambios morfológicos y funcionales de gran relevancia e importancia biomédica (Rubio-Ruiz y cols., 2014), que son muy frecuentes y representan una señal irremediable para cambios cognoscitivos progresivos que a la larga también se vuelven un factor capaz de generar pérdida de independencia y capacidad para realizar actividades de la vida diaria (Salech, Jara, y Michea, 2012; García y De Villagómez-Ortiz, 2014; Hoyer, 2015). Entre los 45 y los 50 años de edad aproximadamente un 5% de la masa cerebral se pierde progresivamente. Esta condición se mantiene para las siguientes décadas hasta llegar a una pérdida en la masa cerebral del 11% hacia los 80 años de edad (Rosso y cols., 2013). Se ha observado que esta alteración en el volumen cerebral es lineal conforme la edad avanza, sin embargo, la tasa del declive es heterogénea en las regiones corticales (Chen y cols., 2013). La pérdida de volumen mantiene una estrecha relación con la reducción en la integración de la microestructura en la sustancia blanca (SB) (Beaulieu, 2002). Estudios recientes en los que se utilizó la técnica de tractografía han encontrado degeneración en las vías de comunicación de la SB en la periferia y la rodilla del cuerpo calloso y el fascículo longitudinal, asociados a una mayor edad (Lockhart y cols., 2012); incluso regiones frontales (cíngulo y fascículo uncinado) y posteriores de la corteza también presentan reducción de la SB que correlaciona con el aumento de edad. Por otro lado, la sustancia gris (SG) también se reduce de forma generalizada en el envejecimiento (Marstaller, Williams, Rich, Savage, y Burianová, 2015); estudios realizados con imagen por tensor de difusión muestran esta pérdida a partir de la mediana adultez y en adelante, pero es la reducción y las lesiones en la microestructura de la SG que puede ser mayormente apreciada en regiones anteriores de manera bilateral (Giorgio y cols., 2010). 11 Los postulados actuales también sugieren que el fenómeno del envejecimiento neuronal puede explicarse mejor si se observa a partir del plano adaptativo; al ser la neurona una célula posmitótica que no puede dividirse, es capaz de apoyarse en otras neuronas paralelas para compensar su función al existir pérdida de su capacidad (Lamb y cols., 2016) . En un cerebro que envejece de manera “normal”, la pérdida neuronal existe aunque ésta es mínima y no generalizada, además es un fenómeno que ocurre en zonas bien delimitadas (Lee, Habeck, Razlighi, Salthouse, y Stern, 2016). No obstante, hay envejecimiento que involucra cambios aberrantes tanto en neuronas como en células gliales. No son sólo cambios que se producen y concurren de manera natural en el organismo. Particularmente en el SNC, nos encontramos en presencia de elementos neuropatológicos dentro y fuera de las células, esta neurodegeneración involucra una serie de manifestaciones clínicas también conocidas como demencias (Toledano y cols., 2014). Una diferencia básica entre el proceso de “envejecimiento normal” (EN) y la enfermedad de Alzheimer (EA) en seres humanos se muestra en la Figura 4; a la izquierda con un conjunto de células piramidales del hipocampo de personas jóvenes, mientras que a la derecha células que pertenecen a personas con EN y EA, en ambos casos se aprecia la pérdida neuronal así como la de fibras aferentes; pero, a diferencia de las personas que cursan con la EA, en el proceso de EN los procesos adaptativos originan crecimiento dendrítico así, como la presencia de sinaptogénesis. 12 Además, en el cerebro que envejece con normalidad se observan cambios en el tamaño y número de conexiones sinápticas y en su respuesta ante estímulos ambientales (Malcolm, Foxe, Butler, y De Sanctis, 2015). El número de sinapsis se altera dependiendo de la zona anatómica, en zonas con un número de sinapsis disminuido, el tamaño de la sinapsis es el que aumenta, esto debido a un fenómeno compensatorio (Aniol, Tishkina, y Gulyaeva, 2016); además, la interrupción de vías neuronales en el cerebro que envejece provoca una desconexión a gran escala, la organización del cerebro se vuelve ineficiente por la disminución global en el número de fibras que conectan las estructuras cerebrales, también disminuyen moléculas importantes para la conectividad sináptica eficaz y la neurotransmisión y el largo de las dendritas se ve comprometido junto con su arborización y el número de espinas sinápticas que también se reduce significativamente (Olivito y cols., 2017). A lo largo de estos últimos años se ha descrito que las células gliales también tienen una función importante en padecimientos como los trastornos neurodegenerativos primarios que ocurren durante la vejez (Ding y cols., 2016). Los astrocitos evidencian una disfunción temprana que procede a un bajo desempeño en la actividad neuronal durante el envejecimiento (Capani, Quarracino, Caccuri, y Sica, 2016), mientras que la microglia Figura 4. Esquema que representa las diferencias fundamentales entre el proceso de “envejecimiento normal” y el de “envejecimiento patológico” en las células piramidales del hipocampo. Tomado de Toledano, A., Álvarez, MI y Toledano- Díaz, A. (2014). Envejecimiento cerebral normal y patológico: continuum fisiopatológico o dualidad de procesos involutivos. 13 presenta respuestas disfuncionales e hipertróficas, incluso pierden su papel inmuno-protector ante un estado inflamatorio debido a la pérdida de sus mecanismos de regulación (Mosher y Wyss-Coray, 2014). Sin embargo, todo lo descrito anteriormente no se considera un indicador de deterioro radical en la morfología neuronal debido al fenómeno de plasticidad; se ha demostrado que en algunas regiones del cerebro se observa un aumento en la arborización dendrítica que está directamente relacionado con la edad (Ding y cols., 2016). Es entonces que encontramos neuronas atróficas y distróficas así como neuronas hipertróficas que actúan bajo los principios de la plasticidad cerebral induciendoactividades para la producción de neurotransmisores, mensajeros extracelulares y receptores y moléculas específicas de la función sináptica. Además de los cambios neuronales antes mencionados, la edad también involucra a sistemas de neurotransmisión, especialmente los colinérgicos y el monoaminérgicos aunque con la administración de hormonas y neurotrofinas los déficits en estos sistemas parecen responder favorablemente (Gallen, Turner, Adnan, y D’Esposito, 2016). Otro neurotransmisor estudiado en el envejecimiento ha sido la dopamina que muestra una baja en sus niveles totales en todo el encéfalo, especialmente en la sustancia negra; además, la cantidad de receptores D1 y D2 se reducen en tálamo, corteza frontal y temporal, el giro cingulado anterior y el cuerpo estriado (Chen y cols., 2013). Este deterioro en la actividad dopaminérgica ha generado la teoría de que el cerebro en el envejecimiento se encuentra en un continuo preclínico de la enfermedad de Parkinson (Lamb y cols., 2016). Recientemente se han descrito alteraciones en vías serotoninérgicas, que se asocian a su vez a trastornos de ánimo, los cuales también son muy comunes en la vejez (Capani y cols., 2016). Otro neurotransmisor implicado es el ácido γ-amino butírico (GABA), los receptores GABAérgicos se ven modificados, debido a cambios en la expresión genética de sus 14 subunidades, esto puede relacionarse con la alteración en el balance de la neurotransmisión inhibidora y excitadora. Esta última sería la que mejor se relaciona con la actividad cerebral presente en el envejecimiento (Felipe Salech y cols., 2012). En conclusión, las investigaciones en el área de las neurociencias han demostrado que aún falta revelar el compendio de funciones y conexiones que el cerebro realiza a lo largo de la vida. Lo reportado hasta la actualidad demuestra que el envejecimiento normal se caracteriza por presentar cambios en la integridad estructural y funcional del cerebro. Dichos cambios se han vuelto marcadores, a nivel conductual, por el deterioro progresivo que estos generan para el control motor y las funciones cognoscitivas (Bhandari y cols., 2016). 15 CAPITULO 2. CAMBIOS COGNOSCITIVOS EN EL ENVEJECIMIENTO NORMAL En las últimas décadas ha aumentado el número de investigaciones sobre la base neural de la cognición durante el envejecimiento normal que han sido posibles gracias a los avances en aspectos metodológicos y al uso de tecnologías innovadoras encargadas de exponer elementos biológicos distintivos del cerebro humano correlacionándolos a su vez con el rendimiento en aspectos sensoriales, perceptuales, afectivos y, por supuesto, cognoscitivos (Reuter-Lorenz y Cooke, 2016). Hasta la fecha, la mayor parte de la literatura en el campo de las neurociencias cognitivas y la neuropsicología se ha basado en estudiar al envejecimiento con diseños transversales, comparando al grupo de mayor edad con personas jóvenes, en vez de utilizar a la misma población envejecida considerando su propia valoración en distintos intervalos de tiempo (Ostrosky-Solis y Lozano Gutierrez, 2012), esto ha generado que lo reportado en dichos estudios esté basado en diferencias, más no en cambios cognoscitivos que correlacionen directamente con la edad (Reuter-Lorenz y Cooke, 2016). Mientras que lo anterior impone limitaciones importantes en nuestra comprensión del proceso de envejecimiento neurocognoscitivo, la nueva evidencia indica hasta qué punto las conclusiones basadas en las diferencias se alinean con aquellas basadas en el cambio (Nyberg, Lövdén, Riklund, Lindenberger, y Bäckman, 2012). Por ello, disciplinas como la neuropsicología del envejecimiento se encargan de evaluar el estado que guardan los procesos psicológicos complejos (cognición, emoción y comportamiento), en esta etapa de vida, relacionándolos con los cambios que se producen en el cerebro (sustrato neural de los procesos psicológicos) (Barroso Riba, Correia Delgado, y Nieto Barco, 2011), ambos elementos han podido dilucidar con precisión dicho problema. Las modificaciones cognoscitivas en el envejecimiento saludable son particularmente interesantes e investigaciones recientes han descrito los dominios que se preservan o sufren más cambios. 16 2.1 PERCEPCIÓN Y ALTERACIONES SENSORIALES EN EL ENVEJECIMIENTO En la actualidad, se ha considerado que en el envejecimiento normal existe tanto un declive cognitivo como sensorial aunque en ambos casos no llegan a presentarse severamente (Monge y Madden, 2016). Se ha identificado que en el proceso del envejecimiento todas las modalidades sensoriales sufren modificaciones, ya sea en la percepción de algún estimulo, en su manipulación o en el análisis que realiza la persona mayor; las deficiencias perceptivas más notables implican a la visión y la audición (Cohen y Gordon-Salant, 2017). La alteración de la visión durante el envejecimiento involucra la dificultad para enfocar objetos cercanos debido a la perdida de elasticidad del cristalino, deficiencia conocida como presbicia, que inicia alrededor de los 40 años (Henao, Ciro, Kolodziejczyk, y Jaroszewicz, 2008). Sobre esta misma línea, las alteraciones auditivas involucran la disminución de la percepción para frecuencias bajas originando diferentes grados de sordera, estas alteraciones repercuten tanto en el ámbito funcional como en el psicológico ya que es un factor capaz de aumentar el riesgo de caídas y accidentes (Cohen y Gordon-Salant, 2017). Como se mencionó anteriormente, ambos declives sensoriales interactúan con la función cognitiva afectándola negativamente. La falta de agudeza visual limita el proceso de la percepción de distintos estímulos visuales aunque estos sean cercanos, también se presenta mayor número de dificultades en la discriminación cromática del entorno y menor capacidad para ignorar información visual redundante (Festa, Katz, Ott, Tremont, y Heindel, 2017). El fallo en la percepción visual influye en el desempeño de tareas que involucran a la flexibilidad para reorganizar o cambiar la percepción del estímulo, el aprendizaje, la codificación y la recuperación de la información, la solución de problemas y la rapidez de respuesta (Allen y Roberts, 2016). El déficit en estos procesos involucra por igual al dominio de la memoria y a 17 las funciones ejecutivas, aunque otros autores han especificado que el enlentecimiento cognitivo es general (Díaz y Rodríguez, 2004). 2.1.2 ATENCIÓN La atención en su aspecto más básico, se refiere a la capacidad de un organismo para detectar y dar respuesta a cambios en el entorno (Erel y Levy, 2016). En el campo de la neuropsicología la atención representa un rango de comportamiento que depende de la función integrada de muchas regiones anatómicas, por lo tanto, el concepto de atención implica el ajuste hacía un "foco mental" a través de ciertas entradas sensoriales, programas motores, memorias o representaciones internas con el fin de mantener la ejecución de tareas por un tiempo necesario para que estas logren ser concluidas (Pashler y Johnston, 1998). Los modelos de atención presentan características comunes incluyendo la orientación, el mantenimiento y la selección de estímulos (Muiños, Palmero, y Ballesteros, 2016). Durante la vejez, la atención parece estar implicada en múltiples procesos complejos y es socialmente relevante debido a su asociación con el atender satisfactorio en tareas de la vida cotidiana (Erel y Levy, 2016). Se han reportado disminuciones relacionadas con la edad para los distintos componentes atencionales que implican la ejecución de tareas de atención selectiva, atención dividida, la captura atencional y su mantenimiento (Kurth y cols., 2016), algunos de estos efectos parecen estar mediados al menos parcialmente por condiciones que involucran a la velocidad de procesamiento, a la disminuciónde la funciones sensoriales e incluso a la memoria de trabajo (Gazzaley, Cooney, Rissman, y D’Esposito, 2005; Zanto y Gazzaley, 2014). Trabajos realizados con resonancia magnética funcional han demostrado que la conectividad funcional y la arquitectura entre las redes atencionales dorsal y ventral en tareas que implican la planeación y procesos complejos atencionales parecen tener un patrón de 18 reducción en los adultos mayores saludables (Spreng, Stevens, Viviano, y Schacter, 2016; Vossel, Geng, y Fink, 2014), incluso se ha reportado que la vía ventral está más alterada que la dorsal (Kurth y cols., 2016). Estos hallazgos también sugieren la fragmentación del sistema de memoria presente en los lóbulos temporales mediales. Sin embargo, se ha observado que la atención visual en el envejecimiento se preserva y se vuelve más selectiva debido a la utilización de componentes encubiertos que le permiten adaptarse al medio, organizando y detectando estímulos complejos, pero nuevamente son las alteraciones sensoriales presentes en la vejez las que pueden alterar este patrón (Rodríguez-Ferrer, 2014). 2.1.3 MEMORIA La capacidad para codificar, retener y recuperar información es esencial para los seres vivos, ya que permite interaccionar con el entorno para adaptarse a los estímulos que influyen en nuestro bienestar, esta función ha sido nombrada y reconocida como memoria (McCarthy y Warrington, 2016). Investigaciones recientes han demostrado que la memoria puede utilizarse para servir a una amplia gama de habilidades psicológicas, incluyendo a la comunicación (Tromp, Dufour, Lithfous, Pebayle, y Després, 2015), la toma de decisiones (Rosselli, Jurado, y Matute, 2008) e incluso la resolución de problemas (Sheldon, McAndrews, y Moscovitch, 2011; Vandermorris, Sheldon, Winocur, y Moscovitch, 2013) y la empatía (Bluck, Baron, Ainsworth, Gesselman, y Gold, 2013; Gaesser y Schacter, 2014). Por la relevancia social que implica padecer una enfermedad neurodegenerativa cuyo factor característico se relaciona con la pérdida de la memoria (p. ej. la demencia tipo Alzheimer) o bien por las quejas generalizadas de esta función en poblaciones en proceso de envejecimiento normal (Barroso Riba y cols., 2011), la memoria ha sido el foco de atención principal en estas últimas décadas (Clemente, García-Sevilla, y Méndez, 2015). 19 Un principio importante sobre la clasificación de la memoria ha sido distinguirla en aquella que es de corto plazo y aquella que es de largo plazo (Atkinson y Shiffrin, 1968), ambas han sido asociadas a la función que ejerce el hipocampo y su integración con estructuras del lóbulo temporal medial (LTM) (Squire, 2017), la memoria a corto plazo (MCP), ha sido referida como la habilidad de mantener temporalmente una cantidad limitada de información y la evidencia respecto a la edad ha identificado que este tipo de memoria sufre de pobres intervalos de retención para la información (Brown y Brockmole, 2010; Parra, Abrahams, Logie, y Sala, 2009; Read, Rogers, y Wilson, 2016; Rhodes, Parra, y Logie, 2016). Por su parte, la memoria a largo plazo (MLP), la cual permite la recuperación del pasado cuando la información ya no ocupa el flujo actual del pensamiento (Tulving, 1986), volvió a ser clasificada por en memoria no declarativa y memoria declarativa (Scoville y Milner, 2000) y esta última nuevamente dividida en memoria semántica y episódica (Tulving,1986). En la actualidad, se ha identificado que la memoria semántica la cual es necesaria para el uso del lenguaje, el conocimiento organizado sobre las palabras, los símbolos y sus significados (McCarthy y Warrington, 2016), no suele presentar cambios significativos durante el envejecimiento normal (Ferreira y Busatto, 2013). Sin embargo, la memoria episódica, la cual permite evocar eventos del pasado y así dar respuesta a las preguntas: ¿Qué pasó?, ¿Cuándo y Dónde sucedió? (Tulving, 2002), ha sido considerada como el tipo de memoria que más tiende a sensibilizarse conforme el aumento de edad, con un inicio en su disminución a partir de los 60 años (Borg, Leroy, Favre, Laurent, y Thomas-Antérion, 2011; Fandakova, Sander, Werkle-Bergner, y Shing, 2014). La disminución de la memoria episódica suele observarse en tareas de reconocimiento; esto llevado a un contexto cotidiano implicaría que una persona mayor es capaz de reconocer a alguien que recién fue 20 presentado pero olvida el nombre de la persona, así como cuándo y dónde se conocieron (Nyberg y cols., 2012). Evidencia reciente indica la existencia de mecanismos de codificación ineficientes asociados a la edad para la formación de representaciones consolidadas desde la MCP que ya afectados se transfieren a la MLP (Peterson, Schmidt, y Naveh-Benjamin, 2017). Otros estudios, han demostrado que en el envejecimiento normal las personas también tienden a declinar su ejecución en tareas de memoria visoespacial para componentes relacionados con el mantenimiento de elementos presentados secuencialmente y para la ubicación de patrones (Mammarella, Borella, Pastore, y Pazzaglia, 2013). En conclusión, los estudios actuales indican que el deterioro de la memoria en el envejecimiento normal no es unitario; los cambios que se manifiestan en el envejecimiento tienen relación con las tres etapas de procesamiento de la información: adquisición, almacenamiento y evocación y no ocurre de manera masiva como es de suponer, sino que algunos tipos se mantienen relativamente preservados (Hedden y Gabrieli, 2004; Justel y Ruetti, 2014). 2.1.4 LENGUAJE En el ámbito relacionado con la edad se ha observado una preservación del vocabulario que incluso aumenta en vez de decrecer. La fonología, la sintaxis y el lenguaje escrito también se mantienen en el envejecimiento no patológico (Clemente y cols., 2015). Sin embargo, este lenguaje preservado tiene ciertas características y los cambios que presenta son muy específicos. Algunos estudios han descrito de forma recurrente un impedimento para la producción de palabras durante el envejecimiento normal; este estado es conocido como el “fenómeno de la punta de la lengua” y suele presentarse más en hombres que en 21 mujeres (Emery, 1985). Se ha propuesto que el problema reside en las representaciones semánticas y léxicas de una palabra, las cuales se activan simultáneamente, pero la activación de la información fonológica acerca de la palabra aún no se completa (Madhavan, McQueeny, Howe, Shear, y Szaflarski, 2014). Además, el desempeño en tareas que implican el control asociativo de palabras y la fluidez verbal semántica decrecen con la edad (Martín- Aragoneses y Fernández-Blázquez, 2012). En contraste, son las medidas para la comprensión del lenguaje hablado que prácticamente permanecen intactas si es que la demanda de trabajo para este dominio no aumenta debido a la complejidad semántica o a la velocidad de la voz del emisor (Madhavan y cols., 2014). Los cambios generalizados en la estructura cerebral asociados con el envejecimiento saludable plantean la cuestión de por qué gran parte de la comprensión del lenguaje se conserva a medida que aumenta la edad, mientras que los aspectos de la producción disminuyen, por tal motivo, esto hace que el dominio cognitivo del lenguaje sea un sistema modelo ideal para investigar la relación entre los cambios cerebrales estructurales y funcionales relacionados con la edad (Shafto y Tyler, 2014). 2.1.5 FUNCIONES VISOESPACIALES La habilidad visoespacial es un proceso individual capaz de facilitar la interacción medio ambiental; esto debido a la capacidad para generar, rotar o manipular mentalmente objetos e imágenes visuales abstractas en un determinado espacio (Labate, Pazzaglia, y Hegarty, 2014; Uttal y cols., 2013). Trabajos actuales han apoyado la hipótesis de que durante el envejecimiento se presentan declives en cuanto a laejecución para tareas de rotación mental, visualización espacial y velocidad visomotora, pero a su vez, este dominio sigue siendo capaz de influir y ser una herramienta útil para el aprendizaje constructivo y espacial 22 (de Bruin, Bryant, MacLean, y Gonzalez, 2016; Weisberg, Schinazi, Newcombe, Shipley, y Epstein, 2014). Estudios recientes han demostrado que los adultos en edades entre los 64 y los 75 años realizan de manera satisfactoria la búsqueda de rutas cortas en mapas, dependiendo a su vez de la ejecución en tareas de rotación y giro (Muffato, Meneghetti, y De Beni, 2016). En conclusión, parece ser que las capacidades espaciales se conservan durante la vejez. 2.1.6 FUNCIONES EJECUTIVAS Y DE CONTROL MOTOR De manera asociativa con los cambios neuroanatómicos presentes en distintas etapas de la vida, son varios los estudios que señalan una mayor vulnerabilidad en las funciones ejecutivas durante el envejecimiento normal (Tromp y cols., 2015). Estas funciones que emergen de los lóbulos frontales, el cíngulo y zonas neocorticales anteriores implican el uso de habilidades cognoscitivas capaces de facilitar la adaptación del individuo a situaciones nuevas, yendo más allá de las conductas habituales y automáticas, por lo tanto, sus modificaciones pueden ser mayormente observables en el envejecimiento siendo este normal o patológico (Clemente y cols., 2015). De todas las funciones ejecutivas, la flexibilidad y la inhibición son las más relevantes al formar parte de las actividades de la vida diaria involucrándose en tareas de planeación, toma de decisiones, solución de problemas y el autocontrol (Rosselli y cols., 2008), la flexibilidad hace referencia a la capacidad para alternar y cambiar respuestas y esquemas mentales ante diferentes condiciones ambientales, de tal manera que la flexibilidad implica comprender la existencia de cambios y, en consecuencia, proceder a cambiar la conducta para así lograr el éxito (Rosselli y cols., 2008; Verdejo A y Bechara A., 2010). Por otro lado, la inhibición permite eliminar la interferencia de comportamientos automáticos y estímulos irrelevantes en la realización de una tarea (Sastre- Riba, 2007). Estudios clínicos en el envejecimiento han demostrado que, con el paso de los 23 años, se producen cambios asociados al declive del control inhibitorio, aumentando el tiempo y cometiendo más errores para la ejecución de tareas, además, en los adultos mayores existe una menor capacidad para inhibir información irrelevante del medio y una mayor interferencia cognitiva que también genera lentitud en las respuestas (Bloemendaal y cols., 2016; Coubard y cols., 2011; Maxfield, Pyszczynski, y Greenberg, 2013). Por otro lado, estudios de neuroimagen han reportado que el área motora primaria y las proyecciones hacía otras áreas corticales, como las regiones prefrontales, son un factor clave para explicar modificaciones conductuales como la disminución en los tiempos de reacción ante tareas de planeación en personas entre los 65 a los 75 años comparado con la ejecución de personas entre los 21 y 27 años (Cuypers y cols., 2013) y la disminución en la capacidad para coordinar movimientos de los miembros superiores e inferiores que van a la par con la pérdida del control inhibitorio y que son un marcador típico del envejecimiento saludable (Fujiyama, Hinder, Schmidt, Garry, y Summers, 2012; Goble y cols., 2010). La flexibilidad mental en edades avanzadas puede resultar en comportamientos perseverantes que interfieren en las estrategias y en la capacidad del individuo para completar sus actividades cotidianas contribuyendo así con la pérdida de la independencia personal (Gajewski y cols., 2010). Las modificaciones en el control ejecutivo durante el envejecimiento incluso generan cambios distintivos en la memoria y las estrategias que esta función cerebral mantiene en los procesos de codificación y recuperación. Los lóbulos frontales también desempeñan un papel clave en la recuperación o evocación en ausencia de señales contextuales; la corteza frontal no sólo logra recordar la fuente de información, sino que es capaz de evaluar la secuencia temporal en la que se adquirió (Tromp y cols., 2015). Por lo tanto, al realizar valoraciones con tareas que implican a la memoria de trabajo, se observa una reducción en la precisión y en la 24 velocidad de reacción debido en parte a las fallas en la recuperación de la información (Brown y Brockmole, 2010). Durante mucho tiempo se tenía la concepción de que los cambios cognoscitivos en la vejez, principalmente aquellos relacionados con el dominio de la memoria, se asociaban directamente con el padecimiento de una posible demencia (Barroso Riba y cols., 2011). Sin embargo, en la actualidad hay criterios diferentes, ya que estos cambios no siempre se presentan de manera aislada; tanto las quejas en la falta de memoria como los reportes de desorientación u otros dominios cognitivos (Montes Rojas, Gutierrez Gutierrez, Silva Pereira, Garcia Ramos, y del Rio Portilla, 2012), pueden diferenciarse claramente con lo que ahora se conoce como deterioro cognitivo leve y una demencia en sus etapas tempranas o entre estas dos condiciones y el envejecimiento que transcurre de forma normal (Pose y Manes, 2010). 2.2 EL DETERIORO COGNITIVO LEVE DURANTE EL ENVEJECIMIENTO El Deterioro Cognitivo Leve (DCL), hace referencia al estado transicional entre el envejecimiento normal y la demencia, pero también puede ser entendido como una declive cognitivo que supera lo normalmente esperable para la edad (Albert y cols., 2011; Langa y Levine, 2014). Se ha considerado que no existe un evento fijo capaz de determinar en qué momento inicia la fase presintomática y procede el estado pre-demencial, incluso partiendo de esta última fase como es que se inicia el deterioro cognitivo mayor caracterizado por la demencia (McKhann y cols., 2011). Por lo tanto, se ha considerado que el DCL es un trastorno heterogéneo en términos clínicos, etiológicos y de pronóstico (Tabla 2). Estudios hechos por la Clínica Mayo con población adulta mayor informaron que tanto la prevalencia como la incidencia de DCL está bien diferenciada por el sexo (Pankratz y cols., 2015). Los investigadores realizaron seguimiento a 1450 personas cognitivamente 25 saludables con edades entre los 70 a los 89 años y más. Informando que 296 pacientes del estudio desarrollaron una incidencia de DCL. La tasa de incidencia estandarizada DCL-Sexo fue del 6.36%, siendo mayor en hombres (7. 24%) que en mujeres (5.73%). Se reportó el 1.47% de incidencia en el DCL no amnésico en comparación con el DCL amnésico con un 3.77% y por último la incidencia de DCL en sujetos con ≤ 12 años de educación demostró ser dos veces mayor que en los participantes con > 12 años de educación (2,03% frente a 1,02%) (Pankratz y cols., 2015). La probable etiología del DCL se basa en la presencia o ausencia del dominio de la memoria, así como del número de otros dominios cognitivos implicados, lo que resulta en un total de cuatro categorías para el diagnóstico diferencial: (1) DCL amnésico (2) DCL amnésico con otros dominios cognitivos afectados (3) DCL no amnésico (4) DCL no amnésico con otros dominios cognitivos afectados (Carrillo-Mora, 2016; Custodio y cols., 2012). Se ha reconocido que dicha etiología debe tomarse a consideración debido a su progresión potencial, por ejemplo el tipo de DCL en donde se implica a la memoria puede ser considerada como la fase prodrómica de la demencia tipo Alzheimer (Albert y cols., 2011). A diferencia de los otros subtipos en donde se destacan las alteraciones de dominios cognitivos que no implican a la memoria, como las funciones ejecutivas y las habilidades visoespaciales, que probablemente pueden progresara una demencia de tipo frontotemporal o la demencia por cuerpos de Lewy (Custodio y cols., 2012). 26 Tabla 2. Clasificación clínica del DCL y su probable etiología. Basado en Carrillo-Mora (2016). Clasificación clínica Tipo Dominios afectados Probable etiología Amnésico Un dominio Enfermedad de Alzheimer, Depresión. Múltiples dominios Enfermedad de Alzheimer, Demencia Vascular, Depresión No-Amnésico Un dominio Demencia frontotemporal Múltiples dominios Demencia con cuerpos de Lewy, Demencia vascular La connotación negativa que ha recibido el DCL ha hecho que con bastante frecuencia se subestime la existencia de fluctuaciones que esta condición presenta a lo largo del tiempo, incluso olvidando el potencial de este para revertir a parámetros normales de cognición (Canevelli y cols., 2016). Una cantidad cada vez mayor de datos longitudinales han demostrado que la mayoría de las personas diagnosticadas con DCL no experimentan un empeoramiento de su cognición a través del tiempo, y que una proporción relevante de ellos finalmente vuelve a un estado de cognición normal esperado para su edad (Sachdev y cols., 2013) dichas estimaciones de reversión son heterogéneas, el rango va del 2.1% (Morbelli y cols., 2015), alcanzando cifras más elevadas hasta del 53% (Ganguli y cols., 2011). Estas regresiones a estados cognitivos normales han sido ligadas tanto a variables sociodemográficas como a experiencias de vida que pueden influir en el funcionamiento cognitivo de los adultos mayores (Melrose y cols., 2014). De este modo, circunstancias ocurridas en etapas medias o incluso tempranas relacionadas con el estilo de vida, el nivel 27 educativo y la ocupación podrían modificar dicho funcionamiento formando parte del fenómeno conocido como: reserva cognitiva (Canevelli y cols., 2016). 2.3 RESERVA COGNITIVA EN EL ENVEJECIMIENTO La hipótesis de la reserva cognitiva (RC), postula que las diferencias individuales, la flexibilidad y la adaptabilidad de las redes cerebrales y sus funciones cognitivas subyacentes son elementos que pueden explicar el logro que algunas personas adquieren respecto a otras para hacer frente a distintas modificaciones y patologías cerebrales (Steffener y Stern, 2012). En el envejecimiento normal la realización de actividades de la vida diaria, sean éstas recientes o no, suelen ser parte de mecanismos para la acción y construcción de la RC, algunos ejemplos incluyen la participación en actividades físicas (Franco-Martin, Parra- Vidales, Gonzalez-Palau, Bernate-Navarro, y Solis, 2013), la recreación, cohesión e interacción social (Garcia Mejía Maria Alejandra, Moya Polania Lina María, 2015; Gold, Johnson, y Powell, 2013), los altos niveles de escolaridad (Meng y D’Arcy, 2012; Soto-Añari, Flores-Valdivia, y Fernández-Guinea, 2013) e incluso el aprendizaje de nuevos idiomas (Anderson, Saleemi, y Bialystok, 2017). Estos ventajosos factores ambientales incluyen también a la vivienda, la nutrición, el acceso a la salud, las oportunidades de educación, y los recursos culturales. Estudios han reportado que todos estos elementos unidos son capaces de dar explicación a las diferencias de la RC observables en perfiles de envejecimiento normal, deterioro cognitivo leve, demencias y otras patologías (Martin y cols., 2013; Zahodne, Schofield, Farrell, y Manly, 2014). Respecto a esto, un estudio reciente realizó una comparación entre grupos de personas en edad avanzada clínicamente saludable y uno con la enfermedad de Parkinson (EP), controlando variables clínicas y demográficas como la edad, el sexo y la ocupación, incluyendo escalas de depresión, cuestionarios sobre actividades recreativas y estudios de neuroimagen. Los resultados obtenidos demostraron 28 que a mayor disminución en la actividad cortical observada a través de resonancia magnética funcional, mayor era el beneficio de la RC; a su vez, el nivel educativo correlacionó positivamente con el incremento de la RC para ambos grupos, aunque este factor aportó mejores resultados para el desempeño en tareas cognoscitivas en el grupo con envejecimiento saludable. Esto indica que la RC no se expresa de la misma manera en presencia de trastornos neurodegenerativos o perfiles clínicos indicativos de un envejecimiento normal (Rouillard y cols., 2017). Investigaciones recientes han demostrado que tener un alto nivel educacional adquirido desde etapas tempranas de vida se ha vuelto el factor predictor mayormente asociado a la RC (Mayordomo, Sales, y Melendez, 2015). Esto también se asocia con tareas ocupacionales complejas realizadas desde la adultez media que contribuyen positivamente con la funcionalidad cognoscitiva en edades avanzadas (Steffener y Stern, 2012). Otros estudios hechos a través de resonancia magnética funcional han vinculado a estructuras subcorticales como la base biológica de la RC, por ejemplo, demostrando que mayor actividad en el locus coeruleus (LC) (estructura que conforma la fuente principal de la norepinefrina) en adultos mayores puede asociarse a la disminución en el declive cognitivo (Clewett y cols., 2016). Incluso, la actividad del LC fue vinculada a la mejora en tareas de atención, funciones ejecutivas, memoria episódica, fluencia verbal semántica y fonológica para este estrato de edad (Ansado y cols., 2013). En conclusión, el concepto de RC sugiere que el cerebro intenta de manera activa hacer frente a la patología mediante el uso constante de compensaciones o enfoques preexistentes de procesamiento cognitivo durante el envejecimiento (Steffener y Stern, 2012). Todo este panorama anteriormente descrito demuestra que los cambios cognoscitivos durante el envejecimiento no tienen un patrón estable ni unidimensional, sino, multidimensional y multidireccional (Monchietti, Lombardo, Sánchez, Krzemien, y Plata-argentina, 2010). 29 Las funciones cerebrales del adulto mayor no han sido fáciles de abordar, ya que dentro de esta población existe gran heterogeneidad (Nyberg y cols., 2012). En la actualidad, se ha sugerido la gran efectividad que tienen los biomarcadores para medir la desregulación fisiológica durante el envejecimiento (Lovelace y cols., 2017), por ejemplo, un alto nivel en el daño a macromoléculas, el fallo en sistemas de reparación de proteínas y sistemas de mantenimiento son indicadores de envejecimiento a nivel celular (Zádori y cols., 2016). En este contexto, el envejecimiento también es caracterizado por un aumento en factores inflamatorios ya que se ha observado que los niveles de mediadores típicamente inflamatorios incrementan con la edad, aún en ausencia de infecciones agudas u otros estresores fisiológicos (Singh y Newman, 2011). Se ha demostrado que en ratones con envejecimiento la producción de interferón gamma (IFN-α) y factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α) aumenta, así como incrementan los niveles de óxido nítrico (Rodríguez y cols., 2007). Teorías actuales han descrito que, tanto los parámetros de inflamación como los cambios en los marcadores de estrés oxidativo observados en el envejecimiento podrían relacionarse con una vía del catabolismo del triptófano llamada: Vía de la Kinurenina (VK) (Beadle, Mitchell, y Nyc, 1947; Moroni, Cozzi, Sili, y Mannaioni, 2012) de hecho, los metabolitos derivados de esta vía además de poseer propiedades redox han sido asociados con la hipofunción y neuromodulación de ciertos neurotransmisores (Foster, White, y Schwarcz, 1986; Kessler, Terramani, Lynch, y Baudry, 1989). Sin embargo, a la fecha no se han realizado estudios clínicos capaces de demostrar si la presencia de estos metabolitos generados en la VK correlacionan con cambios cognoscitivos característicos de la población adulta mayor. 30 CAPITULO 3. LA VÍA DE LA KINURENINA El descubrimiento de la VK así como de las acciones biológicas desus distintos metabolitos denominados Kinureninas (KYN's), se desarrolló de forma paralela con el estudio del metabolismo del TRP (Knox, 1953). Históricamente desde 1904 se había detectado por primera vez una de estas KYN’s denominada como ácido kinurénico (KYNA), en la orina de perros (Moroni y cols., 2012), sin embargo, no fue sino hasta 1947 que la VK fue reconocida como la vía principal de síntesis de nicotinamida (NAD+) y sus conjugados nucleótidos a partir del TRP (Beadle y cols., 1947). Por esas fechas la VK solo se estimaba importante por su papel en la síntesis del co-factor NAD+, así como en la deficiencia de piridoxina (vitamina B6), estado en el cual se altera la síntesis de la nicotinamida (Forrest y cols., 2016; Giles, Collins, Stone, y Jacob, 2003). El descubrimiento posterior de la 5-hidroxitriptamina (serotonina) como neurotransmisor neuronal desvió el interés del estudio del metabolismo del TRP centrándose en la vía de síntesis de serotonina, a pesar de que, como se demostró posteriormente, solo entre el 1-5% del TRP que se ingiere en la dieta se convierte en serotonina (Badawy, 2017). Tiempo después, otros estudios bioquímicos demostrarían que esta vía representa más del 95% del metabolismo periférico del TRP en mamíferos (Wolf y cols., 2004). Inicialmente, el anillo de pirrol del que está compuesto el TRP es escindido por la acción de la O2, debido a la acción de la TRP 2,3-dioxigenasa (TDO), en el hígado o por la indolamina 2,3-dioxigenasa (IDO) en otros tejidos, para dar paso a la generación de la N- formil-L-kinurenina, que a su vez es transformada por la kinurenina formamidasa en L- Kinurenina (L-KYN). La L-KYN puede ser metabolizada a través de tres vías diferentes para formar así: ácido antranílico, 3-hidroxikinurenina (3-HK) y ácido kinurénico (KYNA), por la acción de enzimas de kinureninasa, kinurenina-3-hidroxilasa y kinureninas aminotransferasas 31 (KAT I y II), respectivamente. La 3-HK, adicionalmente, puede ser transformada en ácido xanturénico, e incluso tanto el ácido antranílico como la 3-HK pueden transformarse enzimáticamente para formar ácido 3-hidroxi-antranílico; que posteriormente es metabolizado por el ácido 3-hidroxi-antranílico oxigenasa (3-HAO) a 2-amino-3-carboximuconato-semi aldehído, un compuesto inestable que se transforma enzimáticamente en ácido picolínico y no enzimáticamente en ácido quinolínico (QUIN), este último metabolito es el precursor en la síntesis de NAD+ y Nicotinamida Adenina Dinucleótido Fosfato (NADP+). En la Figura 5 se representa la VK ya antes descrita, junto con otros productos obtenidos a partir del catabolismo del TRP. Figura 5. Representación gráfica de la Vía de la Kinurenina (VK), basado en Schwarcz, Bruno, Muchowski y Wu (2012). 32 Además de ser una fuente para la generación de NAD+, la VK desempeña un papel crítico en muchos procesos biológicos fundamentales, entre los cuales se encuentran las reacciones redox necesarias para la función mitocondrial (Schwarcz, Bruno, Muchowski, y Wu, 2012). Numerosos estudios, a su vez, han demostrado que las KYN’s pueden influir en funciones cerebrales. A nivel cerebral el TRP es transportado a través de la barrera hematoencefálica con la ayuda de transportador de aminoácidos largos neutros. En el cerebro, el catabolismo del TRP se dirige a través de la vía de la síntesis de serotonina o bien hacía la VK y el proceso es el mismo que se presenta en la periferia pero con una participación más activa de la IDO (Phillips, 2011). En el SNC, 40% de L-KYN se genera de manera local y el otro 60% se recoge de la sangre (Gál y Sherman, 1978), con la ayuda de un transportador de aminoácidos neutros (Fukui, Schwarcz, Rapoport, Takada, y Smith, 1991). La localización celular de la VK a nivel cerebral ha sido observada principalmente en: macrófagos, células microgliales (Espey, Chernyshev, Reinhard, Namboodiri, y Colton, 1997; Heyes y cols., 1996) y en astrocitos (Espey y cols., 1997; Gramsbergen, Schmidt, Turski, y Schwarcz, 1992; Heyes y cols., 1996; Saito y cols., 1993). Las KYN’s cerebrales no son autónomas, sino que están vinculadas e influenciadas por la VK existente en la periferia (Schwarcz y cols., 2012). Sólo L-KYN, 3-HK y TRP son capaces de atravesar la barrera hematoencefálica de manera significativa, mientras que KYNA y QUIN lo hacen en mucho menor grado (Fukui y cols., 1991; Schwarcz y cols., 2012). Además, en los órganos periféricos, las enzimas de la VK son reguladas por esteroides, factores de crecimiento y moléculas de señalización que forman parte del sistema inmune (Huang, Baban, Johnson, y Mellor, 2010) y en la actualidad es incierto hasta qué punto estos mecanismos de control que se encuentran en la periferia operan en el cerebro en condiciones fisiológicas (Heyes y cols., 1992; Kennedy y cols., 2015; Saito y cols., 1993). En 33 este contexto, también se ha descrito que la mayoría de los metabolitos de la VK muestran propiedades neuroactivas; tanto KYNA como QUIN juegan un rol importante en la regulación de receptores NMDA (N-metil-D-aspartato), receptor que a su vez media la excitotoxicidad y el exceso en la producción de radicales libres que actúan durante enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Huntington, Parkinson y Alzheimer (Vécsei, Szalárdy, Fülöp y Toldi, 2012). Mientras que, metabolitos como el Ácido 3-Hidroxiantranilico (3-HANA), y el 3-HK se autooxidan fácilmente, produciendo peróxido de hidrógeno (H2O2) y radicales de hidroxilo altamente reactivos, participando así en el proceso pro-oxidativo a nivel cerebral debido al favorecimiento de la formación de aniones superóxido (Giles y cols., 2003; Goldstein y cols., 2000). A continuación se presenta una descripción más amplia de la función del TRP y algunos de los metabolitos de la VK a nivel cerebral: 3.1 TRIPTÓFANO (TRP) El TRP presente en la VK parece estar implicado en reacciones redox por sí mismo. A su vez suprime el estrés oxidativo inducido por el H2O2 en células CaCo-2 (células del epitelio intestinal humano) (Thomas y Stocker, 1999). Recientemente, se ha reportado que la posición precisa de los residuos de las cadenas de tirosina y TRP pueden transportar oxidantes equivalentes fuera de los sitios activos frágiles y guiarlos hacía superficies de las proteínas en donde pueden ser rescatados por reductores celulares (Marstaller y cols., 2015). 3.1.1 L-KINURENINA (L-KYN) Se ha demostrado que la L-KYN es capaz de secuestrar el peróxido y el superóxido de hidrógeno de los sistemas sintéticos de producción de especies reactivas de oxígeno por neutrófilos activos (Varga y cols., 2015). Incluso la L-KYN es apta para donar uno de sus 34 electrones y con ello proteger macromoléculas contra la oxidación en modificaciones in vitro e in vivo (Peyrot y Ducrocq, 2008; Tan, Yu, y Tan, 2012). 3.1.2 3-HIDROXIKUNRENINA (3-HK) Como ya se mencionó, los efectos tóxicos de 3-hidroxkinurenina (3-HK) son independientes de los receptores N-metil-D-aspartato (NMDA) y se encuentran mediados únicamente a través de la producción de radicales libres (Zádori y cols., 2016). Dicho efecto puede ser atribuido al metabolito que se produce de la 3-Hidroxikinurenina, el 3-hidroxi- antranílico el cual es propenso a la autooxidación en un proceso que favorece la formación de aniones superóxido. Además de sus propiedades neurotóxicas, la 3-HK está implicada en la immunoregulación (Terness y cols., 2002) y también se encuentra presente en la lente del ojo humano como un filtro ultravioleta, probablemente asociada con el desarrollo de cataratas (Mizdrak, Hains, Truscott, Jamie, y Davies, 2008). 3.1.3 ÁCIDO QUINOLÍNICO (QUIN) Es un agonista competitivo débil de los receptores glutamatérgicos tipo NMDA que contienen las subunidades NR2A y NR2B5. Sin embargo, su potencial neurotóxico complejo puede ser atribuido
Compartir