En 1948 Kety y Schmidt publican sus investigaciones, concluyendo y estableciendo que el flujo sanguíneo cerebral en reposo es de aproximadamente 50 cc/100 g de tejido encefálico/minuto (1); el flujo sanguíneo cerebral en términos generales es constante, sin embargo, sufre incrementos directamente proporcionales al aumento en la actividad cortical de un área en particular.

Existen diferencias significativas entre isquemia global y focal.  En la isquemia focal, existe la suficiente cantidad de nutrientes capaces de mantener la actividad metabólica, preservando con ello la integridad tisular, retardando el daño reversible.  La isquemia focal frecuentemente se observa en pacientes con hemorragia subaracnoidea (angiopatía vasoconstrictiva), embolismo, apoplejía hemodinámica secundaria a enfermedad oclusiva arterioesclerótica u oclusión temporal durante cirugías neurovasculares.

Para el buen funcionamiento del encéfalo se requiere de concentraciones adecuadas y suficientes de oxígeno.  Teniendo presente que la presión atmosférica es de aproximadamente 150 mmhg, esto genera una presión alveolar aproximada de 100 mmhg.  Normalmente la presión parcial arterial de oxígeno en situaciones clínicas es de 80 a 90 mmhg, con una presión venosa aproximada de 40 mmhg.  La complejidad de la red capilar dificulta la determinación del verdadero valor promedio de la presión parcial de oxígeno en su lecho, sin embargo, esta se calcula en unos 60 mmhg aproximadamente.  La presión crítica se define como aquella por debajo de la reducción en el consumo de oxígeno, siendo las presiones tisulares significativamente menores a las arteriales, a pesar de lo cual, logran preservar la función mitocondrial, que requiere presiones intracelulares de aproximadamente 1-2 mmhg.

Los requerimientos energéticos se adquieren primariamente del trifosfato de adenosina (ATP).  El sitio de fosforilación oxidativa en donde se produce la energía es la membrana mitocondrial; la membrana lipídica contiene las enzimas necesarias para la fosforilación oxidativa, sirviendo como una membrana que es permisible a la generación de gradientes de protones electro-químicos, albergando las proteínas y coenzimas transmisorias de electrones de la reducción del dinucleótido de nicotinamida adenosina a oxígeno (producción de la fuerza proton-motriz y energía).

A pesar de que la entrada de oxígeno a la mitocondria se realiza por simple difusión, la glucosa requiere de un transporte facilitado a través de la barrera hemato-encefálica.  Ya dentro del citoplasma mitocondrial, cada molécula de glucosa se divide en dos moléculas de ácido pirúvico a través de una secuencia anaeróbica de reacciones activadas enzimáticamente (glucólisis), dando por resultado la producción de lactato, con el fin de mantener activa la glucólisis, oxidando el dinucleótido de adenosina nicotinamida, produciéndose tan solo dos moléculas de ATP por cada una de glucosa dividida.

Posteriormente y a través de un transportador específico, el ácido pirúvico ingresa a la mitocondria por decarboxilación oxidativa en el ácido cítrico o ciclo de Krebs convirtiéndose en bióxido de carbono e hidrógeno.  Los protones derivados de este ciclo se suman enzimáticamente al dinucleótido de nicotinamida de adenina, reduciéndose del dinucleótido hidrogenado.  En este momento los iones de hidrógeno se separan en electrones y protones, los electrones producen más protones, los que son sacados de la mitocondria, produciendo acidificación citoplásmica, la que se corrige con la extrusión de hidrogeniones hacia el espacio extracelular a través de la membrana citoplásmica con ingerencia de la bomba Na/H.  Esta acidosis extracelular provoca vasodilatación con incremento en el flujo sanguíneo cerebral.

El acúmulo de dinucleótido nicotínico de adenosina y ácido pirúvico, la deshidrogenasa láctica citoplásmica, se cataliza, reduciendo el ácido pirúvico del citoplasma a ácido láctico, con la subsecuente acidosis intracelular.

Clásicamente la regulación del flujo sanguíneo cerebral ha sido definida como la habilidad del encéfalo para mantener un flujo constante a pesar de los cambios en la presión arterial sistémica y re-definida como la habilidad de la corteza para regular y ajustar el flujo sanguíneo cerebral para satisfacer sus demandas metabólicas.  El flujo sanguíneo cerebral depende básicamente de factores intrínsecos y extrínsecos; de los moduladores intrínsecos tenemos: el efecto Balis, pH extracelular, agentes pares (v. gr: sustancia P); de los segundos moduladores se pueden mencionar la presión de perfusión y las presiones arteriales parciales de oxígeno y bióxido de carbono.

Los umbrales de penumbra isquémica se cuantifican con flujos sanguíneos cerebrales entre 15 y 18 cc/100 g de tejido cerebral/minuto y cuando la reducción es alrededor de 10 a 12 cc/100 g de tejido cerebral/minuto se producen alteraciones eléctricas importantes en las concentraciones extracelulares de iones, esto conocido como el umbral de falla iónica; al aproximarse el flujo sanguíneo cerebral a las cifras de umbral iónico, se produce una rápida disminución en el ATP, lo que ocasiona fallo en la bomba Na/K ATP asa, esencial en la manutención de los gradientes iónicos.  Al existir una alteración de esta bomba, se produce depolarización de la membrana, con entrada y salida de iones de la célula, con un aumento en la concentración de ácido láctico intracelular como consecuencia de un estado metabólico de anaerobiosis.

Durante la isquemia local severa, las concentraciones de ácido láctico se incrementan cuatro veces durante los primeros 30' y después de 3 a 4 horas, produciendo daños neuronales irreversibles; es importante recalcar que existen áreas exquisitamente sensibles a la hipoperfusión cerebral (hipocampo/CA 1)

Entre estos dos umbrales de falla eléctrica y falla iónica, existe un rango de flujo sanguíneo cerebral al cual la homeostasis y la integridad estructural se mantienen a pesar de la pérdida funcional, este fenómeno ha sido denominado penumbra isquémica (2).  Ahora bien, cuando se sucede este fenómeno en forma aguda o crónica y existe la posibilidad de revertirlo, es lo que nosotros hemos denominado ENCÉFALO HIBERNATE.  Cuando existe la posibilidad de revertir el fenómeno, hay dos métodos principales, el primero y más importante es cuando el propio organismo desarrolla flujo colateral suficiente para cubrir las demandas energéticas necesarias para la manutención de la integridad de la membrana y la segunda opción, es realizando un puente arterial quirúrgico.

En 1985 (3) se publicó el resultado de un estudio multicéntrico, el cual desacreditó las intervenciones quirúrgicas en los casos en donde no existía lesión estructural irreversible, no habiéndose tenido en cuenta en dicho estudio un subgrupo de pacientes los que poseen silencio eléctrico, con presevación de la integridad estructural, ENCEFALO HIBERNANTE y los cuales son tributarios de ser manejados con puentes quirúrgicos.

A partir de los resultados del estudio multicéntrico, la comunidad neuroquirúrgica ha ido perdiendo terreno en el manejo de los pacientes con síndromes de hipoperfusión cerebral y de perfusión subóptima, teniendo establecido el subgrupo de pacientes con ENCEFALO HIBERNANTE y apoyados en estudios de ECHO-Doppler transcraneal, SPECT y pananglografía cerebral, podemos retomar el manejo de estos pacientes y realizar en forma cada vez más frecuente, puentes arteriales quirúrgicos (revascularización encefálica).

1. Kety SS, Schmidt CF: The nitrous oxide meted for the quantitative determination of cerebral blood flow in man: theory, procedure, and normal values.  J. Clin.  Invest. 1948; 27: 476-483.
2. Simon L, Bransten NM, Strong AJ, et al: The concepts of thresholds of ischemia in relation to brain structure and function.  J. Clin.  Pathol. 1977; 30 (suppl. 11): 149-154.
3. The EC/IC Bypass Study Group.  Failure of extracranial-intracranial arterial bypass to reduce the risk of ischemic stroke: results of an intenational randomized trial.  N. Eng.  J. Med. 1985; 313: 1191-1200.

Dr. Manuel S. Gadea Nieto
Neurocirujano, Cirujano Neurovascular, Socio Activo, Sección Conjunta de Cirugía Cerebrovascular, Asociación Americana de Cirugía Neurológica, Consejo Americano de Cirugía Neurológica, Exjefe, Sección de Cirugía Neurovascular, División de Cirugía Neurológica, Hospital General Regional, León, Guanajuato, México

Apdo. 818-1100 Tibás, San José, Costa Rica.  E-mail: gadeanms@hotmail.com