BIRMINGHAM, United Kingdom — Científicos de la Universidad de Birmingham han descubierto un posible vínculo entre los patrones de sueño, las hormonas del estrés y la ocurrencia de convulsiones en personas con epilepsia. Los investigadores utilizaron las matemáticas para analizar el impacto de diversos procesos fisiológicos, incluyendo el sueño y las fluctuaciones en la hormona del estrés cortisol, en los marcadores distintivos de la epilepsia, conocidos como descargas epileptiformes (DE).
La epilepsia es un trastorno neurológico grave caracterizado por convulsiones recurrentes y espontáneas. Tradicionalmente, los médicos creían que las convulsiones ocurrían al azar. Sin embargo, el descubrimiento de la actividad de DE con diferentes escalas de tiempo, que abarcan desde horas y días hasta meses, ha desafiado esta suposición.
En su investigación, los científicos analizaron registros de electroencefalograma (EEG) de 24 horas de 107 individuos con epilepsia generalizada idiopática. Su análisis reveló dos subgrupos distintos dentro de la población estudiada, cada uno mostrando diferentes distribuciones de descargas epileptiformes: uno con una mayor incidencia durante el sueño y otro durante el día.
El estudio indica que la dinámica del cortisol, la transición entre las etapas del sueño o una combinación de ambos, explicó la mayoría de las distribuciones observadas de DE.
«Unos 65 millones de personas tienen epilepsia en todo el mundo, muchas de las cuales informan de desencadenantes específicos que hacen que sus convulsiones sean más probables, siendo los más comunes el estrés, la privación de sueño y la fatiga», dice la autora principal del estudio, la Dra. Isabella Marinelli, del Centro de Modelado de Sistemas y Biomedicina Cuantitativa (SMQB) de la Universidad de Birmingham, en un comunicado de la universidad. «Nuestros hallazgos proporcionan evidencia conceptual de que los patrones de sueño y los cambios en la concentración de cortisol son impulsores fisiológicos subyacentes de los ritmos de las descargas epileptiformes. Nuestro enfoque matemático proporciona un marco para comprender mejor qué factores facilitan la ocurrencia de la actividad de DE y potencialmente desencadenan las convulsiones que pueden ser tan debilitantes para las personas con epilepsia».
Los investigadores desarrollaron un modelo matemático que describe la actividad de regiones interconectadas dentro del cerebro y cómo la excitabilidad de estas regiones puede cambiar en respuesta a varios estímulos. Estos estímulos incluyen transiciones entre las etapas del sueño o fluctuaciones en la concentración de cortisol.
Se observó que la frecuencia de las descargas epileptiformes (DE) aumenta durante la noche, especialmente temprano en la mañana y durante situaciones estresantes en muchas personas con epilepsia. El estudio reveló que el sueño desempeñaba un papel crucial, explicando el 90 por ciento de la variación en un subgrupo, mientras que el cortisol contribuía aproximadamente en un 60 por ciento en el otro subgrupo.
El cortisol, una de las principales hormonas del estrés en los humanos, se produce y secreta bajo el control del eje hipotálamo-hipófisis-suprarrenal (HPA). En circunstancias estresantes, la actividad en el eje HPA aumenta, lo que conduce a una mayor secreción de cortisol.
«El sueño por sí solo no puede explicar los cambios en la probabilidad de DE durante la vigilia observados en nuestro primer subgrupo. Hay una reducción en la probabilidad de DE durante el tiempo de sueño después de un aumento inicial pronunciado durante las primeras horas», explica la Dra. Marinelli. «Esto se puede explicar por el hecho de que el sueño profundo, que está relacionado con un aumento de las DE, predomina durante el primer tercio del período de sueño. Encontramos un aumento en la aparición de DE antes de despertar, lo que, dado que se sabe que el nivel de cortisol aumenta alrededor del despertar, sugiere un efecto combinado del sueño y el cortisol».
El estudio se publica en la revista PLoS Computational Biology.
Los investigadores desarrollaron un modelo matemático que describe la actividad de regiones interconectadas dentro del cerebro y cómo la excitabilidad de estas regiones puede cambiar en respuesta a varios estímulos. Estos estímulos incluyen transiciones entre las etapas del sueño o fluctuaciones en la concentración de cortisol.
Se observó que la frecuencia de las descargas epileptiformes (DE) aumenta durante la noche, especialmente temprano en la mañana y durante situaciones estresantes en muchas personas con epilepsia. El estudio reveló que el sueño desempeñaba un papel crucial, explicando el 90 por ciento de la variación en un subgrupo, mientras que el cortisol contribuía aproximadamente en un 60 por ciento en el otro subgrupo.
El cortisol, una de las principales hormonas del estrés en los humanos, se produce y secreta bajo el control del eje hipotálamo-hipófisis-suprarrenal (HPA). En circunstancias estresantes, la actividad en el eje HPA aumenta, lo que conduce a una mayor secreción de cortisol.
«El sueño por sí solo no puede explicar los cambios en la probabilidad de DE durante la vigilia observados en nuestro primer subgrupo. Hay una reducción en la probabilidad de DE durante el tiempo de sueño después de un aumento inicial pronunciado durante las primeras horas», explica la Dra. Marinelli. «Esto se puede explicar por el hecho de que el sueño profundo, que está relacionado con un aumento de las DE, predomina durante el primer tercio del período de sueño. Encontramos un aumento en la aparición de DE antes de despertar, lo que, dado que se sabe que el nivel de cortisol aumenta alrededor del despertar, sugiere un efecto combinado del sueño y el cortisol».
El estudio se publica en la revista PLoS Computational Biology.
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