Approaches

El modelo lineal fue aplicable para todos los iones. Los coeficientes de determinación obtenidos fueron de 0,95 para el Na+, 0,99 para el K+ y 0,95 para Cl-. A la vista de estos resultados es posible afirmar que la concentración iónica in vitro podría ser estimada con fiabilidad, a cualquiera de las 2 temperaturas testadas, a partir de la concentración iónica determinada en el microdializado.

La Figura 11 muestra los gráficos de dispersión y las ecuaciones obtenidas

mediante este método para cada ion.

Figura 11. Gráficos de dispersión para los iones de estudio. Para cada ion, Na+,

K+ y Cl-, se muestra el gráfico de

dispersión obtenido de la relación entre la concentración determinada en la matriz y en el microdializado. En la parte superior del gráfico se indica la ecuación para el cálculo de la concentración real de cada ión a partir de la concentración obtenida en el microdializado, además del coeficiente de determinación (R2).

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2.3 Discusión

Modelo in vitro con membranas CMA71

Diversos autores han llevado a cabo experimentos in vitro para el cálculo de la RR de diferentes moléculas (Helmy et al., 2009; Hillered et al., 2014). En este tipo de experimentos, la concentración iónica en la matriz y el LP es la misma y, por lo tanto, el control de las presiones hidrostática y oncótica es sencillo, dado que ambas se mantienen constantes a lo largo del experimento. En cambio, en nuestro trabajo el objetivo era estudiar la RR en matrices con distintas concentraciones iónicas, de modo que las presiones hidrostáticas y osmóticas variaban a cada cambio de matriz. Por ello, fue necesario diseñar un modelo in vitro que nos permitiese un control más preciso de las presiones.

Teóricamente, la difusión de moléculas de muy bajo PM, como son los iones, a través de los poros de los catéteres de alta resolución (CMA71) debe ser rápida, por lo que su RR también debería ser elevada, estando únicamente condicionada por la velocidad de infusión y la posible pérdida de fluido a través de la membrana. En nuestro estudio, la posible pérdida de fluido estaba descartada gracias a la adición de albúmina como coloide en el LP y a la compensación de presiones llevada a cabo durante la obtención del modelo in vitro. La albúmina facilita el equilibrio de las presiones osmóticas a ambos lados de la membrana, evitando la pérdida de fluido y haciendo que la recuperación volumétrica sea estable (Trickler and Miller, 2003; Helmy et al., 2009).

Cálculo de la recuperación relativa

Nuestro estudio demuestra que el método de Bungay no es aplicable para el cálculo de las concentraciones iónicas in vitro o in vivo, cuando el LP contiene los iones de interés, dado que: 1) se obtienen valores muy extremos cuando la concentración de Cin > Cmatriz, siendo en algunos casos incluso negativos, a pesar de que en todos los casos la concentración detectada en el microdializado es superior a la obtenida en la matriz, 2) no es matemáticamente posible calcular la RR cuando Cin = Cmatriz y 3) la RR obtenida cuando cuando Cin = Cmd es cero. Algunos de estos problemas ya habían sido objetivados por Nordenvall y colaboradores en su estudio en fluido uterino en ratas (Nordenvall et al., 1989).

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Este grupo utilizó el método de “recuperación relativa inversa” para calcular la RR de Na+ y K+, cuando la concentración en el LP era superior que en la matriz (Nordenvall et al., 1989). Mediante este método obtuvieron una RR del 75% para el Na+ y del 96% para el K+, utilizando una velocidad de perfusión de 0,5 μL/min. Dado que no es posible conocer a priori la concentración real de los iones en el tejido cerebral humano, este método no es aplicable en un entorno clínico. La alternativa de utilizar un LP sin las moléculas de estudio pasaría por utilizar agua desionizada, que no puede ser administrada en humanos. Además de Nordenvall y colaboradores, la RR de Na+ y K+ había sido estimada por otros grupos en condiciones diferentes a las aplicadas en la monitorización clínica de rutina, excepto uno en el que únicamente estimó la RR de K+ (Antunes et al., 2014). La RR de K+ calculada por este grupo oscilo entre el 91 y 100%, resultados que están en consonancia con los obtenidos en nuestro estudio. En el resto de estudios se habían utilizado membranas de MD con un MWCO de 20 kDa, perfundidas con suero salino al 0,9% como LP a una velocidad de perfusión de 2μL/min. Bajo estas condiciones, Alessandri y colaboradores objetivaron una RR de 72,5 ± 5% para el Na+ (Alessandri et al., 1998), mientras que el trabajo de Reinert y colaboradores indica que la RR de K+ es de 65 ± 16% (Reinert et al., 2000). Como han demostrado los estudios metodológicos realizados por diversos autores la velocidad de infusión está inversamente relacionada con la recuperación de cualquier analito mediante MD (Benveniste, 1989; Landolt and Langemann, 1996; Hutchinson et al., 2000). Por ello, y para poder trasladar el modelo in vitro a la práctica clínica, en nuestro trabajo se estimaron los valores de RR in vitro reproduciendo las condiciones empleadas en la monitorización clínica de los pacientes (membranas CMA71 con un MWCO de 100 kDa perfundidas con CNS a una velocidad de 0,3 μL/min).

Limitaciones del modelo descrito

La MD tiene diversas limitaciones o desventajas en comparación con otras técnicas utilizadas en animales para la monitorización del perfil iónico cerebral (Mori et al., 2002; Filippidis et al., 2014):

1. Se trata de una técnica indirecta. Es decir, a partir de ella no se obtienen resultados directos, por lo que es necesario aplicar otros métodos de análisis para la obtención de los mismos. Este hecho provoca una

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limitación temporal, ya que es imprescindible esperar un tiempo concreto para disponer del volumen de muestra suficiente para proceder al análisis de cualquier analito. Esto no ocurre cuando se utilizan electrodos selectivos en modelos animales. Además, a pesar de disponer de métodos muy sensibles de análisis, las muestras de MD no aportan la información real de los cambios que tienen lugar en el órgano de estudio, ya que los resultados dependen de la fracción de extracción o RR de cada soluto y de la membrana utilizada.

2. Dado que se trata de una técnica que implica la introducción de un catéter en el parénquima encefálico, la introducción del mismo causa un mínimo daño en el tejido de estudio.

3. Según algunos autores, el proceso de diálisis continuo puede dar lugar a un área alrededor de la membrana de baja concentración de solutos, o incluso crear un gradiente (Di Chiara et al., 1996), que altere los resultados obtenidos.

4. Puesto que en la MD el paso de solutos se realiza a favor de un gradiente de concentración, los solutos presentes en el LP pueden difundir hacia el espacio intersticial, afectando al equilibrio osmótico del tejido (Westerink et al., 1988; Osborne et al., 1991).

Además de las limitaciones propias de la MD, es necesario remarcar que a pesar de que la estimación de la RR in vitro ha sido ampliamente utilizada para calcular las concentraciones reales de los analitos de interés, este método no es totalmente preciso ya que la difusión en tejido es distinta a la difusión en una solución (Nicholson and Rice, 1986).

También debe considerarse que, como se ha expuesto anteriormente, la RR depende de la temperatura y la presión. La temperatura incrementa el movimiento de los solutos y por lo tanto su difusión. En nuestro trabajo los experimentos se llevaron a cabo a presión atmosférica constante y a 2 temperaturas distintas. Sin embrago, no se observaron diferencias significativas entre las temperaturas testadas. Hecho que también había sido observado por Galea y colaboradores (Galea et al., 2014) en un trabajo en el que estudiaban el efecto de la temperatura (20 - 37ºC) y la presión (0 - 15 mmHg) en la RR del agonista del receptor de la

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interleucina 1. Dadas estas observaciones, sería necesario comprobar el posible efecto de estas variables para que, en caso de existir, pudiese ser incluido en un modelo matemático para la mejor estimación de las concentraciones reales de los iones de estudio.

Sin embargo, y a pesar de limitaciones expuestas en el uso de la MD cerebral, es importante recordar que actualmente no existe otro método para la monitorización cuasi continua del contenido iónico cerebral aplicable en un entorno clínico.