[ca] Els traumatismes cranioencefàlics (TCE) són la primera causa de mort i discapacitat en la població menor de 40 anys de qualsevol païs industrialitzat. Les xifres de mortalitat són encara elevades, oscil·lant, en la majoria de centres, entre el 30-40%. Els mals resultats neurològics supera en molts casos el 55%. Aquests resultats comporten importants repercusions sanitàries, econòmiques i socials, i expliquen el progressiu interés en la investigació traslacional de les lesions neurotraumàtiques. Malgrat el millor coneixement de la fisiopatologia del TCE i de l'avenç en les tècniques de neuromonitoratge i en el tractament, el pronòstic d'aquests pacients ha assolit una meseta. És conegut que tot i que una part considerable de les lesions es produeixen de forma immediata a l'impacte (lesions primàries), moltes d'elles apareixen en un periode variable de temps després del traumatisme (lesions secondàries). La hipòxia tissular d'origen isquèmic o no isquèmic constitueix la lesió secondària de major prevalència als TCE. A més, genera o potencia l'aparició de processos metabòlics anòmals i pot induïr una resposta inflamatòria a nivell tissular. Tanmateix, les dades obtingudes d'estudis en models experimentals i clínics han demostrat de forma inequívoca que la resposta inflamatòria cerebral juga un paper predominant en la lesió secondària postraumàtica, facilitant l'alteració de la permeabilitat de la barrera hematoencefàlica (BHE), l'edema cerebral i secondàriament la tumefacció cerebral i l'augment de la pressió intracranial. En els darrers anys, la introducció de noves tecnologies en l'àmbit clínic ha permès utilitzar tècniques revolucionàries de neuromonitoratge a la capçalera del pacient. Una d'elles ha estat la microdiàlisi cerebral, que permet el monitoratge neuroquímic quasi on-line dels nivells extracel·lulars de certs metabolits. El principi bàsic d'aquesta tècnica és la introducció al parènquima cerebral d'un catèter que conté una membrana semipermeable al seu extrem distal. La membrana de diàlisi permet la difusió lliure d'aigua i soluts entre l'espai extracel·lular cerebral i una solució salina perfosa mitjançant una microbomba. La possibilitat d'obtenir informació del metabolisme cerebral a la capçalera del pacient ens permet estudiar la resposta metabòlica a determinats procediments terapèutics, així com preveure l'establiment del dany tissular degut a la hipòxia tissular cerebral. A més, la recent aparició al mercat de noves membranes de microdiàlisi, amb porus de filtratge majors, ha obert la possibilitat d'estudiar proteïnes de major tamany, implicades en els processos neuroinflamatoris desencadenats després d'un TCE, com l'estudi del paper de les metal·loproteïnases de matriu (MMPs) a la lesió cerebral traumàtica. La present tesi pretèn aportar noves aplicacions de la microdiàlisi cerebral en l'estudi del metabolisme i de la neuroinflamació del pacient neurotraumàtic. En primer lloc l'aplicació de la microdiàlisi com a eina diagnòstica en la detecció de la hipòxia cerebral isquèmica, ens permet validar per una banda la superioritat d'aquesta tècnica respecte una altra de més convencional, com és el cas del càlcul de les diferencies arterio-jugulars de lactat i l'índex lactat-oxigen. A més, la utilització combinada de la microdiàlisi amb la pressió tisular d'oxigen ens permet determinar l'efecte de la hiperòxia normobàrica en el metabolisme cerebral d'aquests pacients. En segon lloc, la tesi aprofundeix en l'estudi d'unes proteases que es sobreexpressen com a conseqüència dels processos inflamatoris desencadenats a la fase aguda del TCE, les MMPs, que es relacionen amb l'alteració de la BHE. La possibilitat de poder recuperar proteïnes amb un pes mol·lecular superior al dels catèters de primera generació, obre pas a múltiples opcions terapèutiques. Una d'elles seria dissenyar estratègies farmacològiques per bloquejar o modular la sobreexpressió d'aquestes proteases a la fase aguda del TCE, amb la finalitat de limitar l'alteració de la BHE i el dany tissular postraumàtic cerebral.

[en] Traumatic brain injury (TBI) is the leading cause of death and disability worldwide among the population under the age of 40 years. Mortality is still high, and it fluctuates between 30% and 40% in the majority of centers. The poor neurologic outcome exceeds in many cases the 55%. These results lead to important sanitary, economic and social consequences, and explain the progressive interest in the translational research of brain traumatic lesions. In spite of the better understanding of TBI pathophysiology and the progress achieved in neuromonitoring techniques and treatment, the prognosis of these patients has reached a plateau. It is well known that even though a considerable part of injury is produced immediately after impact (primary brain injury), a great part appear in a variable period of time after traumatism (secondary brain injury). Tissular hypoxia, with ischemic or not ischemic origin, is the most prevalent secondary brain injury in TBI patients. Moreover, it generates or boost metabolic alterated processes and can induce an inflammatory tissular response. Data obtained from experimental and clinical models have firmly shown that inflammatory response has a crucial role in the posttraumatic secondary injury, promoting blood-brain barrier (BBB) increased permeability, brain edema and secondly brain tumefaction and increases in intracranial pressure. New clinical technologies have recently permitted to use revolutionary neuromonitoring techniques at the patient bedside. One of them is brain microdialysis, that allows brain neurochemistry monitoring of several metabolites in the extracellular space. The basic principle about this technique is the implantation of one catheter in the brain parenchyma, that contains a semipermeable membrane in the distal part. The dialysis membrane allows free difusion of water and molecules between the extracellular space and a saline solution, which is perfused by using a micropump. Due to the fact that we are able to obtain brain metabolic information at the patient bedside, we can study the metabolic response to some therapeutic procedures, as well as prevent tissular injury due to brain hypoxia. Moreover, the new generation membranes, with larger filtration membrane pores, has opened the possibility to study proteins with higher molecular weight implicated in the neuroinflammatory processes triggered after a TBI, such as the matrix metaloproteinases (MMPs). The present thesis aims to provide new applications of brain microdialysis in the metabolic and neuroinflammation field from the brain trauma patient. First, the microdialysis application as a diagnosis tool to detect brain ischemic hypoxia enables to validate the superiority of this technique in front of another one more conventional, like the arteriojugular venous differences of lactate and lactate-oxygen index. Moreover, the combinated use of brain tissue oxygen pressure and brain microdialysis allows us to analyse the normobaric hyperoxia effects on the brain metabolism of these patients. Second, the thesis explores the role of certain proteases that are overexpressed after a TBI, named MMPs, which are related to BBB disruption. The possibility to recover proteins with higher molecular weight opens multiple therapeutic options. One of them would be to design a pharmacological blockade or modulation of these proteases in the acute phase from TBI, with the goal to reduce BBB permeability and brain tissular damage.