Biomarcadores para el diagnóstico de una concusión leve

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Concusión

Concusión

El término concusión se utiliza a menudo como sinónimo de lesión cerebral traumática leve. En un alto número de ocasiones no se produce una lesión macroscópica o lesiones microscópicas leves que pueden dificultar su diagnóstico. Presentamos hoy en amplia-mente.com un artículo donde se recogen una serie de biomarcadores que nos pueden ayudar.

Biomarkers for the diagnosis of a slight concussion.

The term concussion is often used synonymously with slight traumatic brain injury. In a large number of times a macroscopic lesion or light microscopic lesions that may hinder diagnosis occurs. We present today in amplia-mente.com an article where a number of biomarkers that can help us are collected.

La concusión se trataría de una pérdida transitoria de la conciencia, generalmente no mayor a 10 minutos, con amnesia anterógrada y retrógrada y sin daño estructural macroscópico o microscópico. En una declaración de consenso internacional, publicada en la revista British Journal of Sport Medicine en el año 2011, se define la concusión cerebral como un proceso fisiopatológico complejo que afecta al cerebro, inducido por fuerzas  traumáticas biomecánicas. En dichas fuerzas no es necesario que se llegue a producir un traumatismo directo del cráneo, ya que los movimientos de aceleración y/o desaceleración (conocidas como fuerzas cizallantes) que ocasiona un movimiento del encéfalo dentro del cráneo y que originaría un desplazamiento de las fibras y axones neuronales dentro de la sustancia blanca encefálica. Podemos hablar también de un daño cerebral difuso o lesión axonal difusa.

Concussion would be a transient loss of consciousness, usually no more than 10 minutes, with anterograde and retrograde amnesia without macroscopic or microscopic structural damage. In an international consensus statement, published in the British Journal of Sports Medicine in 2011, concussion is defined as a complex pathophysiological process affecting the brain, induced by traumatic biomechanical forces. In such forces need not be reached to produce a direct head trauma, since movements of acceleration and/or deceleration (known as shearing forces) which causes motion of the brain within the skull and cause a movement of the fibers and neuronal axons in the brain white matter. We can speak of diffuse brain injury or diffuse axonal injury.

En aquellos casos en los que se producen traumatismos severos, con líneas de fractura o con hemorragias, el diagnóstico es fácil, ya que utilizando técnicas de imágen (TAC o RMN) o en caso de fallecimiento, durante la práctica de la autopsia, alcanzamos a determinar lo ocurrido. Sin embargo en aquellos casos de concusión en los que el daño es leve y no visible, se producen una serie de eventos bioquímicos, electrofisiológicos y citoestructurales que llevan a ruptura de axones en sitios más o menos vulnerables de acuerdo a la intensidad y tiempo de exposición del tejido cerebral a fuerzas de aceleración-desaceleración. Y dependiendo de la localización de dicho daño, se puede producir incluso la muerte del sujeto.

In those cases in which severe injuries occur with fracture lines or bleeding, the diagnosis is easy, since using imaging techniques (CT or MRI) or in case of death during autopsy practice, we reach determine what happened. However in cases of extortion in which the damage is minor and not visible, a series of biochemical, electrophysiological and cytoarchitectural events leading to rupture of axons in more or less vulnerable sites according to the intensity and length of exposure occur brain tissue acceleration-deceleration forces. And depending on the location of the damage, it can even cause death of the subject.

El efecto inicial de la lesión mecánica causaría una disrupción del citoesqueleto provocando una acumulación de subunidades de neurofilamentos (especialmente vesículas y organelas), edema y ruptura del axón. Así mismo se produce una pérdida del equilibrio iónico, con un bloqueo de la depolarización de conducción del impulso y entrada de calcio al citosol del axón. Si el aumento de calcio excede la capacidad buffer, se inicia una cascada de destrucción bioquímica y eventos moleculares. Estas alteraciones del citosol y del citoesqueleto, particularmente en microtúbulos y neurofilamentos, llevan secundariamente a un bloqueo del transporte axonal anterógrado y retrógrado y a edema axonal debido a acumulación de mitocondrias, vesículas y otros organelos. Después de un intervalo, el axón hinchado se rompe.

Cuando las lesiones no son visibles macroscópicamente, hasta ahora la única forma de llegar al diagnóstico era mediante la utilización de un Electroencefalograma, y en muchas ocasiones las alteraciones eléctricas detectadas en estos no son significativas de daño cerebral. La presencia de una pérdida de conciencia podría deberse a la alteración electrofisiológica de la formación reticular ascendente (ubicada en el mesencéfalo).

The initial effect of mechanical injury cause a disruption of the cytoskeleton causing an accumulation of neurofilament subunits ( especially vesicles and organelles), edema and disruption of the axon. Likewise loss of ion balance occurs with the depolarization block impulse conduction and calcium entry into the cytosol of the axon. If the increase exceeds the calcium buffering capacity, a cascade of biochemical and molecular events destruction begins. These alterations of the cytosol and the cytoskeleton, particularly microtubules and neurofilaments, secondarily lead to blockage of anterograde and retrograde axonal transport and axonal swelling due to accumulation of mitochondria, vesicles and other organelles. After an interval, the swollen axon breaks.

When lesions are not visible macroscopically, so far the only way to reach the diagnosis was using an EEG, and often electrical alterations detected in these are not significant brain damage. The presence of a loss of consciousness may result from altered electrophysiological reticular formation (located in the mesencephalon).

En el artículo que hoy traemos a nuestro blog, publicado en la revista JAMA Neurology, “Blood Biomarkers for Brain Injury in Concussed Professional Ice Hockey Players“, que puede ser consultado de forma libre on line, trata de determinar una serie de biomarcadores, que basándose en los cambios neurobioquímicos, descritos anteriormente, van a ayudar al diagnóstico de este cuadro. Además se postula en dicho artículo que en aquellos casos de deportistas de alto nivel de modalidades deportivas donde se produce contacto intenso entre los participantes y que sufren reiteradamente estos cuadros de concusiones leves, nos pueden ayudar a predecir cuando pueden volver a la competición de forma segura.

Para ello han llevado a cabo la determinación en plasma de las concentraciones de las proteínas T-tau y S-100B (complejo S-100 de unión de calcio-proteína B) y NSE (Enolasa específica de las neuronas) en jugadores profesionales de hockey sobre hielo que tenían una concusión cerebral relacionada con el deporte. Se compararon los niveles aparecidos tras una concusión de T-tau, NSE, y S-100B en plasma con los niveles de pretemporada en una grupo de jugadores de hockey sobre hielo. Las determinaciones se hicieron justo después de la concusión, a las 12 horas y a las 36 horas y los resultados demostraron que los niveles de los biomarcadores, inmediatamente después de la concusión eran elevados y eran proporcionalmente elevados en función de la gravedad del daño axonal. Así mismo, conforme el sujeto se iba recuperando los niveles iban descendiendo progresivamente, lo que se ha utilizado para reincorporar a los deportistas a la actividad física con total garantía. Significativamente, era la proteína T-tau la que podría ser más útil tanto en la utilización para el diagnóstico, la valoración de la gravedad del trauma así como para el pronóstico y la recuperación del sujeto tras una concusión.

In the article we bring today to our blog, published in JAMA Neurology, “Blood Biomarkers for Brain Injury in Professional Ice Hockey Players concussed“, which can be freely accessed online, trying to determine a number of biomarkers, neurobiochemical based on the changes described above, will help diagnose this condition. Also posited in the article that in cases of high-level athletes from different sports where intense contact between participants occurs and repeatedly suffer these pictures from mild concussions, can help us predict when they can return to competition safely.

For this, they carried out the determination of plasma concentrations of T -tau and S -100B (complex S -100 calcium binding-protein B) and NSE (specific enolase neurons) in professional ice hockey players had a concussion sport-related. Levels turned up after a concussion of T -tau , NSE were compare , and S -100B in plasma levels in a group of pre-season ice hockey players. The determinations were made shortly after the concussion, at 12 hours and 36 hours and the results showed that the levels of the biomarkers, immediately after concussion were high and were proportionally higher as a function of the severity of axonal damage. Also, as the subject was recovering levels were gradually descending, which has been used to reinstate the athletes physical activity with full warranty. Significantly, it was the T -tau protein which could be useful both in the use for diagnosis, assessment of trauma severity and the prognosis for recovery of the subject and after a concussion.

Desde amplia-mente.com pensamos que la determinación de estos biomarcadores podría ayudar al patólogo forense en el diagnóstico de aquellos casos de muerte tras traumatismos cráneo-encefálicos leves en los que no se pueden demostrar lesiones macroscópicas ni microscópicas. Seguiremos atentos.

From amplia-mente.com, we think that the determination of these biomarkers could help the forensic pathologist in the diagnosis of cases of death after slight traumatic brain injury where you can not show gross or microscopic lesions. We will continue alert.

 

Sebastián Díaz About Sebastián Díaz
Dr. Sebastián Díaz Ruiz, soy Medico Forense en el Instituto de Medicina Legal de Málaga. Me apasiona la Patología Forense. Experto Universitario en Metodología de Investigación en Drogodependencias. Miembro de la Sociedad Española de Patología Forense y de la Asociación de Médicos Forenses de Andalucia. Autor del libro “Manual de Tanatopraxia y Tanatoestética”. Pero ante todo, mi principal inquietud es la investigación y aprender cada día algo nuevo.

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