The pathobiology of moderate diffuse traumatic brain injury as identified using a new experimental model of injury in rats

Černak, Ibolja; Vink, Robert; Zapple, David N.; Cruz, M. Idalia; Ahmed, Farid; Chang, Taeun; Fricke, Stanley T.; Faden, Alan I.

doi:10.1016/j.nbd.2004.05.011

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“…Los modelos experimentales que reproducen este tipo de daño incluyen los modelos por impacto-aceleración 20,73 (Tabla 1).…”

Section: Figura 1 Tipos De Lesiones Cerebrales Post-traumáticas Agudunclassified

“…Por lo tanto, los modelos de daño por aceleración son más fáciles de desarrollar en animales con una cabeza de mayor tamaño, como son los monos y cerdos 42,80 . Sin embargo, debido al alto coste y más difícil manejo de estos animales, se han desarrollado en la última década modelos de daño difuso en roedores 20,21,47,73 . El inconveniente de los modelos de daño difuso en roedores es que debido a la gran fuerza que es necesario aplicar sobre el cráneo para generar la aceleración suficiente sobre el cerebro, pueden producirse lesiones por deformación del cráneo junto con las propias lesiones difusas ocasionadas con la aceleración del impacto.…”

Section: Diseño De Modelos Experimentales De Tceunclassified

“…Es un modelo desarrollado recientemente, muy similar al de Marmarou pero algo más complejo de realizar, que tiene como objetivo mejorar el control de las variables biomecánicas y aumentar la homogeneidad del daño cerebral producido 20 . El dispositivo utilizado consiste en un impactador de alta velocidad conducido por un chorro de aire que contacta con un disco metálico pegado al cráneo del animal.…”

Section: Modelo De Impacto-aceleración Por Aire Comprimido O Modelo Dunclassified

“…La complejidad y heterogeneidad del TCE en humanos ha conducido al diseño de una gran variedad de modelos experimentales animales, cada uno de los cuáles reproduce un aspecto concreto del daño observado en la clínica 67 . Algunos modelos reproducen fundamentalmente lesiones cerebrales focales 29,31,79 , mientras que otros reproducen un daño cerebral difuso 20,74 . En la última década, junto a los modelos animales de TCE se han desarrollado una serie de modelos experimentales in vitro que permiten estudiar de forma más precisa condiciones específicas del daño cerebral traumático a nivel celular.…”

Section: Introductionunclassified

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Modelos experimentales de traumatismo craneoencefálico

et al. 2009

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Recibido:225 Neurocirugía 2009; 20: Resumen Objetivo. El objetivo de este trabajo es proporcionar una revisión de los diversos modelos experimentales de traumatismo craneoencefálico (TCE) que se han desarrollado para la investigación del daño cerebral traumático tanto en condiciones in vivo como in vitro, así como detallar los principales conocimientos fisiopatológicos obtenidos a partir de su aplicación. Se expone de forma sintética tanto el tipo de lesión cerebral traumática que cada modelo reproduce como los detalles técnicos necesarios para su utilización por investigadores en el campo del trauma cerebral.Desarrollo. El pronóstico de los pacientes que han sufrido un TCE ha mejorado gracias a las medidas iniciales de estabilización hemodinámica y control de la vía aérea, pero no existe todavía ningún tratamiento específico y eficaz para detener o limitar las lesiones cerebrales causadas por el traumatismo, exceptuando las medidas de control de la presión arterial y la presión intracraneal. Entender la fisiopatología del TCE es el paso básico y fundamental para desarrollar posibles abordajes terapéuticos con aplicación clínica. El daño cerebral traumático en humanos es una patología heterogénea y muy compleja. Por ello, cada modelo experimental se ha desarrollado con el objetivo de reproducir un tipo concreto de las diferentes lesiones cerebrales observadas en pacientes tras un TCE. El uso de estos modelos ha permitido ampliar el conocimiento sobre la fisiopatología del daño cerebral traumático, incluyendo las alteraciones inducidas a nivel celular y molecular.Conclusión. Los modelos experimentales suponen actualmente la mejor herramienta para el estudio de los mecanismos subyacentes a las lesiones cerebrales traumáticas, pero su simplicidad y por lo tanto su incapacidad de reproducir exactamente el daño heterogéneo observado en la práctica clínica puede ser uno de los motivos que explique la discrepancia en la respuesta terapéutica entre los estudios experimentales y clínicos.PALABRAS CLAVE: TCE. Daño cerebral traumático. Edema cerebral. Contusión cerebral. Modelos experimentales. Experimental models of traumatic brain injury SummaryAim. To provide a summary of the different experimental models of traumatic brain injury (TBI) designed under both in vivo and in vitro conditions. A comprehensible review of the specific types of brain lesions induced, as well as the technical details to reproduce each model at the laboratory is given.Development. Outcome of patients suffering from a TBI has significantly improved with the rapid application of vital supporting measures in addition to a strict control of blood and intracranial pressure at the intensive care units. However no specific treatment for post-traumatic brain lesions has proven as efficacious in the clinical settings. A deeper knowlegde of the physiopathological events associated with TBI is necessary for the development of new specific therapies. Due to the heterogeneity of the human TBI, each experimental model has been designed to reproduce a diffe...

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“…Los modelos experimentales que reproducen este tipo de daño incluyen los modelos por impacto-aceleración 20,73 (Tabla 1).…”

Section: Figura 1 Tipos De Lesiones Cerebrales Post-traumáticas Agudunclassified

Section: Diseño De Modelos Experimentales De Tceunclassified

Section: Modelo De Impacto-aceleración Por Aire Comprimido O Modelo Dunclassified

Section: Introductionunclassified

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Modelos experimentales de traumatismo craneoencefálico

et al. 2009

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“…The ADC is sensitive to water diffusion in intracellular compartments and is helpful for distinguishing between types of edema (Schlaug, Siewert, Benfield, Edelman, & Warach, 1997). A decrease in the ADC of the brain suggests a cytotoxic edema, whereas an increase in the ADC of the brain indicates a vasogenic edema (Cernak et al., 2004). …”

Section: Introductionmentioning

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Vasogenic cerebral edema associated with the disability in activities of daily living in patients with chronic obstructive pulmonary disease

et al. 2018

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IntroductionThe aim of this study was to explore whether patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD) develop vasogenic cerebral edema, and whether this edema contributes to the COPD‐related disability.MethodsEighteen stable patients with COPD and 17 matched healthy volunteers were enrolled. Apparent diffusion coefficient (ADC) values were calculated by voxel‐based analysis using DTI‐Studio software based on diffusion tensor imaging. COPD‐related disability was calculated using activities of daily living (ADL) scale.ResultsIn patients with COPD, ADC increased in the white matter fiber tracts including the bilateral anterior cingulum and posterior corpus callosum and in the white matter fibers connecting the bilateral insular cortices, sub‐lobar cortices, and pars triangularis cortices and the left rectus and olfactory gyrus. However, after further controlling for cigarette smoking, the difference in ADC values in the posterior corpus callosum between groups disappeared. Patients with COPD had significantly higher scores in ADL than that in controls. Moreover, ADL scores were positively correlated with the increased regional ADC values.ConclusionVasogenic cerebral edema occurs in patients with COPD. Cigarette smoking may be a risk factor for COPD‐related vasogenic edema. Vasogenic cerebral edema may be related to the COPD‐related ADL impairment.

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Postconcussional disorder and PTSD symptoms of military‐related traumatic brain injury associated with compromised neurocircuitry

Yeh

Wang

Oakes³

et al. 2013

Human Brain Mapping

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Traumatic brain injury (TBI) is a common combat injury, often through explosive blast, and produces heterogeneous brain changes due to various mechanisms of injury. It is unclear whether the vulnerability of white matter differs between blast and impact injury, and the consequences of microstructural changes on neuropsychological function are poorly understood in military TBI patients. Diffusion tensor imaging (DTI) techniques were used to assess the neurocircuitry in 37 U.S. service members (29 mild, 7 moderate, 1 severe; 17 blast and 20 nonblast), who sustained a TBI while deployed, compared to 14 nondeployed, military controls. High-dimensional deformable registration of MRI diffusion tensor data was followed by fiber tracking and tract-specific analysis along with region-of-interest analysis. DTI results were examined in relation to post-concussion and post-traumatic stress disorder (PTSD) symptoms. The most prominent white matter microstructural injury for both blast and nonblast patients was in the frontal fibers within the fronto-striatal (corona radiata, internal capsule) and fronto-limbic circuits (fornix, cingulum), the fronto-parieto-occipital association fibers, in brainstem fibers, and in callosal fibers. Subcortical superior-inferiorly oriented tracts were more vulnerable to blast injury than nonblast injury, while direct impact force had more detrimental effects on anterior-posteriorly oriented tracts, which tended to cause heterogeneous left and right hemispheric asymmetries of white matter connectivity. The tractography using diffusion anisotropy deficits revealed the cortico-striatal-thalamic-cerebellar-cortical (CSTCC) networks, where increased post-concussion and PTSD symptoms were associated with low fractional anisotropy in the major nodes of compromised CSTCC neurocircuitry, and the consequences on cognitive function were explored as well.

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The pathobiology of moderate diffuse traumatic brain injury as identified using a new experimental model of injury in rats

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Modelos experimentales de traumatismo craneoencefálico

Modelos experimentales de traumatismo craneoencefálico

Vasogenic cerebral edema associated with the disability in activities of daily living in patients with chronic obstructive pulmonary disease

Postconcussional disorder and PTSD symptoms of military‐related traumatic brain injury associated with compromised neurocircuitry

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