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TH è la pratica di raffreddare la temperatura corporea o cerebrale al fine di preservare la vitalità e la funzione dell'organo / sistema1,2. Il ruolo dell'ipotermia nella neuroprotezione è stato studiato e ha mostrato benefici in una serie di modelli pre-clinici di malattie neurologiche comel'ictus 3, l'emorragia subaracnoidea4e la lesione cerebrale traumatica5. In termini di applicazioni cliniche, TH ha dimostrato efficacia nei pazienti post-arresto cardiaco e nel danno ipossico-ischemico neonatale6.
L'induzione TH si ottiene utilizzando metodi di raffreddamento superficiale o endovascolare. La maggior parte degli studi pre-clinici sull'ipotermia esegue il raffreddamento superficiale applicando acqua o etanolo alla pelliccia dell'animale o utilizzando una coperta di raffreddamento per raggiungere la temperatura target1. Nell'uomo, il raffreddamento sistemico della superficie si ottiene utilizzando impacchi di ghiaccio e coperte di raffreddamento7,8. Un raffreddamento più rapido è stato dimostrato in pazienti che utilizzano metodi endovascolari, che accoppiano un'infusione di induzione di soluzione salina fredda attraverso un catetere endovenoso o intra-arterioso, con il posizionamento di un dispositivo di raffreddamento endovascolare all'interno della vena cava inferiore9,10. Ad esempio, una temperatura target moderata di 33 °C può essere raggiunta in 1,5 ore con raffreddamento endovascolare rispetto a 3-4 ore con raffreddamento superficiale neipazienti 11. L'approccio endovascolare è diventato anche più popolare negli ultimi anni perché è stato segnalato per ridurre alcuni degli effetti collaterali osservati nel raffreddamento sistemico della superficie, come brividi12,13. Lo studio clinico europeo multicentrico randomizzato di fase III sull'ipotermia per l'ictus ischemico (EUROHYP-1) ha utilizzato principalmente il raffreddamento superficiale14. I risultati recentemente pubblicati da questo studio hanno dimostrato che i brividi erano una complicazione importante e avrebbero potuto limitare la capacità di raggiungere la temperatura target10. La risposta da brividi è nota per essere principalmente guidata dalla temperatura della pelle. Alcuni sforzi sono stati fatti per sviluppare un metodo di raffreddamento endovascolaredei roditori 15, ma la natura altamente invasiva della tecnica rispetto a quella utilizzata nell'uomo, rischia di confondere qualsiasi risultato ottenuto da quel modello.
La temperatura è il modulatore chiave dei processi biologici nel corpo ed è strettamente regolata dall'omeostasi. Pertanto, qualsiasi manipolazione della temperatura corporea può avere rischi associati. La durata del raffreddamento è un fattore che può aver limitato il successo degli studi clinici sull'ipotermia. Questi studi utilizzano un metodo di raffreddamento di lunga durata, con molti che mantengono l'ipotermia da 24-72 h11. Questa durata prolungata rappresenta un rischio di infezione durante il protocollo di raffreddamento. La polmonite è la complicanza più comune da ipotermia, che colpisce tra il 40-50% dei pazienti che si sottopongono alla procedura13. Questo è in contrasto con ciò che si vede normalmente negli studi sugli animali di ipotermia in cui viene utilizzato un paradigma di breve durata (1-6 h)3. Il successo di questi studi pre-clinici sugli animali si tradurrà probabilmente nell'adattamento dell'ipotermia di breve durata per l'uso negli studi clinici. Di conseguenza, è necessario disporre di un modello animale di ipotermia di breve durata che assomigli ai tassi di raffreddamento dei futuri studi clinici. Ulteriori dettagli relativi ad altri parametri di temperatura e alla validità dell'ipotermia di breve durata sono stati discussi in diversi articoli di revisione1,16,17,18.
Qui è dimostrato un modello graduale di raffreddamento che è più clinicamente realizzabile rispetto agli attuali modelli sperimentali di ipotermia. Questo nuovo metodo ha un tasso di raffreddamento molto più lento e, pertanto, il tempo per raggiungere la temperatura è più vicino all'intervallo di quelli osservati negli studi clinici di ipotermia11. Evita anche il raffreddamento superficiale diretto, che ha effetti fisiologici specifici, e può, quindi, essere più paragonabile al raffreddamento endovascolare, che è stato il metodo di raffreddamento più comunemente usato negli studi clinici9,12. Questo modello consente di raffreddare gradualmente gli animali nell'arco di 2 ore, seguiti da un breve periodo di mantenimento alla temperatura target. Inoltre, viene anche dimostrato il metodo di ipotermia di breve durata a raffreddamento rapido19. Il metodo di raffreddamento rapido consente di raggiungere rapidamente la temperatura target dopo l'insorgenza dell'ipotermia. Mentre questo approccio non è clinicamente rilevante come il metodo di raffreddamento graduale, è utile per gli studi che mirano a esplorare i meccanismi della neuroprotezione dell'ipotermia per imitare potenzialmente i suoi potenti effetti neuroprotettivi farmacologicamente. Questo metodo ha anche potenziali applicazioni al di fuori delle neuroscienze e potrebbe essere adattato a qualsiasi numero di studi pre-clinici. Un altro vantaggio di entrambi i metodi rispetto ad altri approcci è che sono economici e non richiedono attrezzature specialistiche. Infine, questo protocollo dimostra anche l'impianto di datalogger di temperatura, poiché il riscaldamento post-operatorio e il monitoraggio degli stessi sono importanti per prevenire l'ipotermia post-operatoria involontaria, con il suo potenziale di confondere i risultati dello studio20.