Efectos de la desnutrición proteicocalórica en el sistema nervioso

CONFERENCIA DE CLAUSURA
Efectos de la desnutrición proteicocalórica
en el sistema nervioso central del niño
J.O. Cornelio-Nieto
EFECTOS DE LA DESNUTRICIÓN PROTEICOCALÓRICA EN EL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL DEL NIÑO
Resumen. Introducción. La desnutrición proteicocalórica continúa afectando a millones de seres humanos en los países en
desarrollo. Los niños son los que sufren más por la falta de nutrientes, ya que a edades tempranas la desnutrición tiene un
impacto importante sobre el sistema nervioso central. Los cambios que la desnutrición produce en el cerebro de los niños, tendrán serias consecuencias en el desarrollo y el aprendizaje. Desarrollo. En los niños desnutridos se han descrito alteraciones
importantes en el perímetro cefálico y en el crecimiento del encéfalo; asimismo, cambios en la arborización dendrítica y en la
morfología de las espinas dendríticas, y también en la mielinización. Los estudios de tomografía computarizada de cráneo y
de imagen de resonancia magnética en niños con desnutrición muestran imágenes compatibles con atrofias cerebrales. La falta de estimulación ambiental asociada a la desnutrición agrava más el daño al sistema nervioso central. Todas las alteraciones observadas originan afección importante en las funciones cerebrales superiores del niño, lo que condiciona daño neuropsicológico permanente. Conclusiones. La desnutrición proteicocalórica produce cambios morfológicos importantes en el
cerebro de los niños del mundo en desarrollo. Estos cambios ocasionan daño al potencial intelectual de los supervivientes y
limitan su integración al mundo competitivo. Los neurólogos pediatras que trabajamos en estas regiones del mundo debemos
involucrarnos más en la difusión de este problema y desde nuestros lugares sensibilizar a los organismos públicos para que se
continúen los esfuerzos contra la desnutrición infantil. [REV NEUROL 2007; 44 (Supl 2): S71-4]
Palabras clave. Aprendizaje. Desnutrición. Perímetro cefálico. Resonancia magnética. Sistema nervioso central. Tomografía
craneal.
INTRODUCCIÓN
Según datos del informe 2005 de los Objetivos del desarrollo
del milenio de la ONU [1] y el comunicado del Progreso para
la infancia: un balance sobre la nutrición, del 2006, de la UNICEF [2], en los países en desarrollo más de 150 millones de
niños menores de 5 años tienen desnutrición. La desnutrición,
especialmente en la infancia, constituye un obstáculo que impide que los individuos e incluso las sociedades desarrollen todo
su potencial, ya que la falta de alimentos en edades tempranas
produce serias alteraciones en el desarrollo físico y, solapadamente, pero de consecuencias más graves, daño al sistema nervioso central (SNC).
Se sabe con certeza que la vulnerabilidad del SNC a la desnutrición proteicocalórica es mayor durante la fase de crecimiento rápido del cerebro y que este período corresponde al último trimestre de desarrollo prenatal y los primeros 24 meses de
vida posnatal [3-6]. Si tomamos en cuenta los datos de la ONU
y la UNICEF, millones de niños en el mundo en desarrollo se
encuentran en riesgo [1,2].
En los niños afectados de desnutrición proteicocalórica se
han descrito alteraciones anatómicas, funcionales y neurorradiológicas en el SNC. Estos cambios se manifiestan clínicamente con retraso del desarrollo psicomotor, deficiencias intelectuales y trastornos del aprendizaje [7-11], reducciones en el
perímetro cefálico [12,13], atrofias corticales en imágenes de
tomografía computarizada (TC) y resonancia magnética craneaAceptado: 12.01.07.
Departamento de Neurología Pediátrica. Hospital del Niño Dr. Rodolfo
Nieto Padrón. Villahermosa, Tabasco, México.
Correspondencia: Dr. José Ovidio Cornelio Nieto. Departamento de Neurología Pediátrica. Hospital del Niño Dr. Rodolfo Nieto Padrón. Avda. Gregorio Méndez, 2832. Col. Atasta de Serra. CP 86100. Villahermosa, Tabasco, México. Fax: +993 3511078. E-mail: drovidio1959@yahoo.com.mx
© 2007, REVISTA DE NEUROLOGÍA
REV NEUROL 2007; 44 (Supl 2): S71-S74
les (RM) [14-20] y cambios neurofisiológicos en estudios de
potenciales evocados visuales y de tronco cerebral [21]. En
combinación con los efectos directos de la desnutrición está el
factor ambiental, que en la mayoría de los niños del mundo en
desarrollo es de una gran deprivación emocional; al ejercer su
efecto asociado al de la desnutrición, ocasionará daño al SNC,
lo que causara déficit intelectual, con sus consecuencias en el
aprendizaje [9-11,22].
En este artículo se comentarán los efectos de la desnutrición
proteicocalórica en el SNC y los cambios morfológicos que ésta
produce en el cerebro del niño, visualizado por TC y RM.
EFECTOS DE LA DESNUTRICIÓN
PROTEICOCALÓRICA
En el niño y en el animal en crecimiento la desnutrición proteicocalórica produce una serie de efectos neurobiológicos bien
conocidos que alteran la multiplicación neuronal y glial, el crecimiento dendrítico y de espinas dendríticas, así como la formación de sinapsis y la mielinización [23-25].
Los trabajos de Winick et al en Chile [12] demostraron que
existe una reducción en el peso del cerebro de los niños que
mueren por marasmo. Stoch et al [3-6] fueron los primeros en
formular la hipótesis relativa de que la desnutrición durante los
primeros dos años de vida podría inhibir el crecimiento del
cerebro y ello produciría una reducción permanente de su tamaño y un bajo desarrollo intelectual. Los primeros dos años de vida no sólo corresponden al período de máximo crecimiento del
cerebro, sino que al final del primer año de vida se alcanza el
70% del peso del cerebro del adulto. En estudios efectuados con
relación al desarrollo cerebral en autopsias de niños que han
fallecido de forma inesperada, se encontró que la cantidad de
sinapsis en una capa de la corteza visual se eleva desde alrededor de 2.500 por neurona al nacimiento hasta 18.000 alrededor
de los 6 meses de vida [26]. No obstante, en autopsias de niños
S71
J.O. CORNELIO-NIETO
que han fallecido por desnutrición grave, además del menor peso cerebral, hay menor concentración de proteínas, menor contenido de ADN y ARN, al mismo tiempo que una menor circunferencia craneal cuando se comparan con niños normales fallecidos por causas accidentales; por otra parte, la desnutrición
acaecida a edad temprana reduce la tasa de división celular en el
cerebro, y se observa una estrecha correlación entre la circunferencia craneal y el crecimiento cerebral [27]. Asimismo, se ha
descrito que la desnutrición provoca una disminución de la capacidad intelectual, en donde las condiciones nutricionales y
del medio ambiente al parecer son inseparables [9-11,22]. La
desnutrición afectará no sólo el período de crecimiento cerebral, sino que también ocasionará alteraciones en los procesos
organizacionales tempranos, tales como la neurogénesis, la migración neuronal y la diferenciación.
El cerebro de los niños desnutridos que mueren durante los
primeros meses de vida muestra cambios evidentes de la estructura neuronal [24]. Entre los más destacados se cuentan la disminución del número de sinapsis debido a una disminución de
la arborización dendrítica y las alteraciones de la orientación
del axón. Estas alteraciones en la sinaptogénesis podrían tener
como consecuencia deficiencias conductuales y del aprendizaje. También se han descrito alteraciones en las espinas dendríticas [25], las cuales están disminuidas en su densidad y con alteraciones morfológicas de tipo displásico y podrían constituir la
base del pobre desarrollo neuropsicológico de los niños y niñas
con desnutrición.
La reducción posnatal en el número de células cerebrales
afecta, obviamente, aquellas líneas celulares que se multiplican
después del nacimiento, es decir, las células gliales, y ello se
manifiesta por una detención en la maduración de los oligodendrocitos, con retraso en la mielinización, que ha podido documentarse en estudios de potenciales auditivos de tronco cerebral
y potenciales visuales, en donde las alteraciones observadas reflejarían defectos en la mielinización [21].
En los niños que sobreviven a la desnutrición proteicocalórica grave el perímetro cefálico disminuye en una magnitud que
sobrepasa en ocasiones cuatro desviaciones estándares [12]. La
circunferencia craneal es un indicador antropométrico tanto de
la historia nutricional, como del desarrollo cerebral y en neuropediatría; es una medición de rutina, tendente a evaluar el desarrollo del cerebro, y su alteración en los niños con desnutrición
refleja los efectos de la falta de alimentos en edades tempranas
del desarrollo.
Los estudios de Galler et al avalan una relación causal entre
la desnutrición proteicocalórica y los trastornos del aprendizaje
[7,8]. Sus trabajos al respecto permiten comprender los efectos
de la desnutrición a largo plazo. Realizaron el seguimiento durante más de 30 años de un grupo de 185 lactantes con desnutrición. Pese a la excelente rehabilitación y atento seguimiento
que se llevó a cabo con este grupo de niños, entre un 60 y 70%
de ellos mostraron síntomas de falta de atención en la escuela,
memoria deficiente y pobre rendimiento escolar global. Muchos
de ellos fueron incapaces de completar sus estudios en la escuela secundaria y tuvieron serios problemas en su vida profesional. Si se estima que actualmente unos 150 millones de niños
menores de 5 años padecen desnutrición en el mundo en desarrollo y que hay mas de 800 millones de personas cuya alimentación no es suficiente para satisfacer sus necesidades energéticas diarias [1,2], y hacemos una extrapolación a partir de los
estudios de Galler et al [7,8], hay entonces millones de niños en
S72
el mundo en desarrollo susceptibles de presentar trastornos del
aprendizaje por desnutrición.
En una publicación reciente [28] se analizaron los efectos
de haber padecido desnutrición en etapas tempranas de la vida y
el desarrollo de conductas externalizadas (agresividad, hiperactividad y trastornos de la conducta) a edades posteriores. Los
autores atribuyen el desarrollo de las conductas externalizadas
directamente al déficit nutricional antes de los 3 años y no a las
adversidades psicosociales, las cuales se controlaron. Postulan
que la desnutrición en etapas tempranas de la vida afecta el crecimiento y desarrollo del cerebro, lo que deteriora las funciones
cerebrales y predispone a una conducta antisocial y violenta por
afección de las funciones cognitivas. Estas alteraciones se relacionarían con la corteza prefrontal que regula la emoción e inhibe los impulsos agresivos [29]. Asimismo, se piensa que las alteraciones en la neurotransmisión podrían ser otro de los mecanismos para explicar las conductas externalizadas, ya que recientes estudios experimentales en el hipocampo de ratas jóvenes con desnutrición proteica muestran una significativa disminución de los niveles de dopamina [30]. Debido a esto, hay una
buena razón para creer que las anormalidades en la neurotransmisión secundarias a desnutrición pueden predisponer a una
conducta agresiva [31]. Estos hallazgos sugieren que la prevención de la desnutrición proteicocalórica puede ayudar a reducir
las conductas antisociales y agresivas en edades posteriores,
independientemente de las adversidades psicosociales. Coincidiendo con los autores, es necesario reproducir estos estudios
en otras poblaciones del mundo en donde la escasez de alimentos es relativamente común. Por otra parte, así como muchas
condiciones neuropsiquiátricas pueden deberse a disfunciones
en la neurotransmisión sináptica, es posible que algunas alteraciones en la conducta del niño desnutrido sean el resultado de
una modificación en la síntesis de neurotransmisores [32].
Los niños con desnutrición muestran evidentes alteraciones
neuropsicológicas. La apatía es característica y, además, manifiestan indiferencia ante el ambiente que los rodea. Frecuentemente, hay retardo importante en el desarrollo psicomotor con
una afección en la motricidad gruesa y fina, en la conducta adaptativa y en el lenguaje. Los estímulos despiertan poco interés y
la respuesta más frecuente a ellos es un llanto monótono y apagado. Investigaciones espectrográficas del sonido que analizan
el llanto de niños desnutridos muestran un incremento significativo en la tonalidad máxima y mínima, además de bifonación y
aplanamiento melódico. Estos hallazgos también se han observado en el llanto de niños con daño cerebral por otras alteraciones diferentes a la desnutrición.. Se cree entonces que el análisis
del llanto puede ser una medida adicional en la investigación del
grado de afección cerebral en estos niños [33].
Además de los factores nutricionales, el ambiente en donde
el niño vive parece contribuir a la intensificación del daño cerebral [9-11,22]. La mayor parte de los niños con desnutrición proteicocalórica provienen de familias que viven en condiciones de
extrema pobreza y ni los padres ni el ambiente son capaces de
proporcionar la estimulación afectiva y psicomotora que se requiere para llegar a un desarrollo normal. Esta falta de estimulación ambiental puede causar retraso en el desarrollo psicomotor.
Se ha demostrado que la estimulación temprana permite restaurar en alguna medida este retardo psicomotor, ya que el simple
tratamiento nutricional no logra la recuperación intelectual.
Desdichadamente, en la mayoría de los niños del mundo en
desarrollo el estímulo ambiental oportuno se ve limitado por nu-
REV NEUROL 2007; 44 (Supl 2): S71-S74
CONFERENCIA DE CLAUSURA
merosos factores cuyas causas se confunden frecuentemente con
las de la desnutrición, tales como el abandono de la niñez por la
pobreza, la limitación del acceso a la cultura, la carencia de
afecto y de diversiones, la falta de juguetes y juegos infantiles,
el maltrato familiar, la disolución del núcleo familiar y migración de los padres a otros países en busca de un mejor nivel
de vida, con el consecuente abandono del niño.
Así pues, además de la importancia que tiene la nutrición
sobre el desarrollo del cerebro, no deben olvidarse los efectos
adversos por la falta de estimulación ambiental y el soporte
emocional para un adecuado desarrollo. Cuando se combinan la
desnutrición y la falta de estimulación, el impacto sobre el SNC
en desarrollo es más grave.
observó que las alteraciones tomográficas eran reversibles [16,
17]. Esto es muy alentador ya que, al parecer, instaurando un
tratamiento nutricional temprano, con medidas de enriquecimiento ambiental, hay posibilidades de recuperación y probablemente esto se relacione con la plasticidad del cerebro en desarrollo, a pesar del acceso nutricional.
Gunston et al [19] y Odabas et al [20] observaron que la
atrofia cortical y la dilatación ventricular son los cambios que
predominan en las imágenes de RM craneal en niños con desnutrición. Estos hallazgos en los estudios de neuroimagen, en apariencia reversibles en aquellos que reciben tratamiento, son datos objetivos de los efectos que la desnutrición proteicocalórica
ejerce sobre el SNC del niño.
ESTUDIOS DE NEUROIMAGEN EN NIÑOS
CON DESNUTRICIÓN PROTEICOCALÓRICA
El primer comunicado de hallazgos de TC en niños con desnutrición proteicocalórica fue realizado por El-Tatawy et al en
1983 [14]. El estudio incluyó 40 niños con desnutrición y síntomas de retraso psicomotor. Los estudios mostraron dilatación
ventricular y ampliación de las cisuras de Silvio en grados variables. Estos datos se interpretaron como atrofia cerebral y su
gravedad se correlacionó con la duración de la desnutrición.
Posteriormente, otras publicaciones [15-18] han corroborado lo
que informaron El-Tatawy et al. Esto también ha observado el
autor de este artículo en una serie de niños con desnutrición
proteicocalórica, y será motivo de una publicación. En dos de
los estudios, una vez instaurado el tratamiento de recuperación
nutricional asociado a programas de estimulación ambiental, se
CONCLUSIÓN
De acuerdo con lo previamente descrito, la desnutrición proteicocalórica produce en el SNC en desarrollo alteraciones importantes que van a tener como consecuencia cambios anatómicos,
funcionales y neurorradiológicos. Estos cambios dan como resultado una disminución del potencial intelectual del niño, lo
cual va a limitar su desarrollo neuropsicológico y su aprendizaje,
con los efectos devastadores que esto tiene sobre las naciones del
mundo en desarrollo, al limitar la integración de estos seres humanos a un mundo sumamente competitivo. Los neuropediatras
que trabajamos en estas regiones del mundo debemos dar a conocer estos efectos e influir en las políticas públicas de nuestros
países, para que se continúen desarrollando programas nutricionales de asistencia social que ayuden a preservar el potencial
genético del cerebro legado de un milenario pasado evolutivo.
BIBLIOGRAFÍA
1. Organización de las Naciones Unidas. Objetivos de desarrollo del milenio, informe de 2005. New York: ONU; 2005.
2. UNICEF. Progreso para la infancia, un balance sobre la nutrición. New
York: UNICEF; 2006.
3. Stoch MB, Smythe PM. Does undernutrition during infancy inhibit
brain growth and subsequent intellectual development? Arch Dis Child
1963; 68: 546-52.
4. Stoch MB, Smythe PM. The effect of undernutrition during infancy on
subsequent brain growth and intellectual development. S Afr Med J
1967; 41:1027-30.
5. Stoch MB, Smythe PM. 15-year development study on effects of
severe undernutrition during infancy on subsequent physical growth
and intellectual functioning. Arch Dis Child 1976; 51: 327-36.
6. Stoch MB, Smythe PM, Moodie AD, Bradshaw D. Psychosocial outcome and CT findings after gross undernourishment during infancy: a
20-year development study. Dev Med Child Neurol 1982; 24: 419-36.
7. Galler JR, Ramsey F, Solimano G. The influence of early malnutrition
on subsequent behavioral development. III. Learning disabilities as a
sequel to malnutrition. Pediatr Res 1984; 18: 308-13.
8. Galler JR, Ramsey FC, Morley DS. The long-term effects of early
kwashiorkor compared with marasmus. IV. Performance on the national high school entrance examination. Pediatr Res 1990; 28: 235-9.
9. Agarwal KN, Agarwal DK, Upadhyay SK. Impact of chronic undernutrition on higher mental functions in Indian boys aged 10-12 years.
Acta Paediatr 1995; 84: 1357-61.
10. Upadhyay SK, Agarwal DK, Agarwal KN. Influence of malnutrition
on intellectual development. Indian J Med Res 1989; 90: 430-41.
11. Liu J, Raine A, Venables PH, Dalais C, Mednick SA. Malnutrition at
age 3 years and lower cognitive ability at age 11 years: independence from
psychosocial adversity. Arch Pediatr Adolesc Med 2003; 157: 593-600.
12. Winick M, Rosso P. Head circumference and cellular growth in normal
and marasmic children. J Pediatr 1969; 74: 774-8.
13. Ivanovic DM, Leiva BP, Perez HT, Olivares MG, Díaz NS, Urrutia MS,
et al. Head size and intelligence, learning, nutritional status and brain
development. Head, IQ, learning, nutrition and brain. Neuropsychologia 2004; 42: 1118-31.
REV NEUROL 2007; 44 (Supl 2): S71-S74
14. El-Tatawy S, Badrawi N, El Bishlawy A. Cerebral atrophy in infants
with protein energy malnutrition. AJNR Am J Neuroradiol 1983; 4:
434-6.
15. Househam KC, De Villiers JF. Computed tomography in severe protein
energy malnutrition. Arch Dis Child 1987; 62: 589-92.
16. Househam KC. Computed tomography of the brain in kwashiorkor: a
follow up study. Arch Dis Child 1991; 66: 623-6.
17. Akinyinka OO, Adeyinka AO, Falade AG. The computed axial tomography of the brain in protein energy malnutrition. Ann Trop Paediatr
1995; 15: 329-33.
18. Adeyinka AO, Akinyinka OO, Falade AG. Computerized tomography
measures of brain slice area and ventricular sizes in protein energy
malnutrition: a preliminary study. West Afr J Med 1996; 15: 232-6.
19. Gunston GD, Burkimsher D, Malan H. Reversible cerebral shrinkage
in kwashiorkor: an MRI study. Arch Dis Child 1992; 67: 1030-2.
20. Odabas D, Caksen H, Sar S, Unal O, Tuncer O, Atas B, et al. Cranial
MRI findings in children with protein energy malnutrition. Int J Neurosci 2005; 115: 829-37.
21. Durmaz S, Karagol U, Deda G, Onal MZ. Brainstem auditory and
visual evoked potentials in children with protein-energy malnutrition.
Pediatr Int 1999; 41: 615-9.
22. Toro G, Román G. Efectos cerebrales del hambre. In Toro G, ed. Neurología tropical: aspectos neuropatológicos de la medicina tropical. Bogotá: Printer Colombiana; 1983. p. 31-8.
23. Levitsky DA, Strupp BJ. Malnutrition and the brain: changing concepts, changing concerns. J Nutr 1995; 125 (Suppl 8): S2212-20.
24. Cordero ME, D Acuña E, Benveniste S, Prado R, Núñez JA, Colombo
M. Dendritic development in neocortex of infants with early postnatal
life undernutrition. Pediatr Neurol 1993; 9: 457-64.
25. Benítez BL, De la Rosa AI, Mansilla OA. Dendritic spine pathology in
infants with severe protein-calorie malnutrition. Pediatrics 1999; 104: 21.
26. Huttenlocher PR, Dabholkar AS. Regional differences in sipnaptogenesis in human cerebral cortex. J Comp Neurol 1997; 38: 167-78.
27. Winick M, Rosso P. The effect of severe early malnutrition on cellular
growth of human brain. Pediatr Res 1969; 3: 181-4.
28. Liu J, Raine A, Venables PH, Mednick SA. Malnutrition at age 3 years
S73
J.O. CORNELIO-NIETO
and externalizing behavior problems at ages 8, 11, and 17 years. Am J
Psychiatry 2004; 161: 2005-13.
29. Liu J, Raine A. The effect of childhood malnutrition on externalizing
behavior. Curr Opin Pediatr 2006; 18: 565-70.
30. Khanna VK, Husain R, Seth PK. Effect of protein malnutrition on the
neurobehavioural toxicity of styrene in young rats. J Appl Toxicol 1994;
14: 351-6.
31. Liu J, Raine A, Venables P. Malnutrition, brain dysfunction, and antisocial criminal behavior. In Raine A, ed. Crime and schizophrenia:
causes and cures. New York: Nova Science Publishers; 2006. p. 109-28.
32. Wiggins RC, Fuller G, Enna SJ. Undernutrition and the development
of brain neurotransmitter systems. Life Sci 1984; 35: 2085-94.
33. Juntunen K, Sirvio P, Michelsson K. Cry analysis in infants with severe
malnutrition. Eur J Pediatr 1978; 128: 241-6.
THE EFFECTS OF PROTEIN-ENERGY MALNUTRITION ON THE CENTRAL NERVOUS SYSTEM IN CHILDREN
Summary. Introduction. Protein-energy malnutrition continues to affect millions of human beings in developing countries.
Children suffer most from the shortage of nutrients because at early ages malnutrition has an important impact on the central
nervous system. The changes that malnutrition triggers in the brains of these children will have severe consequences on their
development and learning abilities. Development. Reports of important alterations in the head circumference and brain
growth of malnourished children have been published in the literature, together with accounts of changes in both the dendritic
arborisation and the morphology of the dendritic spines, as well as in myelination. Computerised tomography brain scans and
magnetic resonance imaging in children suffering from malnutrition show images that are compatible with cerebral atrophy.
The lack of environmental stimulation associated with malnutrition worsens the damage to the central nervous system. All the
alterations that are observed in such cases give rise to important compromise of the child’s higher brain functions, which may
well lead to permanent neuropsychological damage. Conclusions. Protein-energy malnutrition produces notable morphological
changes in the brains of children in the developing world. These changes damage the intellectual potential of those who
survive and limit their capacity to become part of the competitive world. Paediatric neurologists working in these areas of the
world must make greater efforts to disseminate this problem and to make public institutions aware of the issue so that they do
not desist in the fight against child malnutrition. [REV NEUROL 2007; 44 (Supl 2): S71-4]
Key words. Central nervous system. Cranial CT scan. Head circumference. Learning. Magnetic resonance. Malnutrition.
S74
REV NEUROL 2007; 44 (Supl 2): S71-S74