Մեթիլենային կապույտը գլխուղեղի վնասվածքի դեպքում․ հասկանալ նախակլինիկական ապացույցները

Գլխին հասցված հարվածը, խցանված զարկերակը և դանդաղ ընթացող նեյրոդեգեներատիվ հիվանդությունը կարող են հանգեցնել նույն խնդրին․ գլխուղեղն այլևս իր աշխատանքը կատարելու համար անհրաժեշտ էներգիան չունի։ Այս ընդհանուր վերջնարդյունքն է պատճառը, որ նույն միացությունը շարունակ հայտնվում է հետազոտական գրականության բոլոր երեք ուղղություններում։ Սակայն ընդհանուր վերջնարդյունքը չի նշանակում ընդհանուր մոտեցում։ Վնասվածքից առաջ տրված բուժումը, դրանից հետո առաջին ժամվա ընթացքում տրված բուժումը և ամիսներ անց գնահատված բուժումը ստուգում են տարբեր գաղափարներ, նույնիսկ երբ ներարկիչում նույն կապույտ հեղուկն է։

Այս հոդվածն անդրադառնում է այդ գրականության՝ վնասվածքներին վերաբերող մասին։ Այն դիտարկում է, թե ինչ է նշանակում մեթիլենային կապույտի կիրառումը գլխուղեղի վնասվածքի դեպքում կենդանիների վրա փորձերում, տարանջատում է տրավմատիկ վնասվածքը կաթվածից և քրոնիկ նեյրոդեգեներացիայից ու ցույց տալիս, թե ինչու է դեղաչափի տրման ժամանակը բացատրում ուսումնասիրությունների տարբերությունների մեծ մասը։

Երեք վնասում, մեկ էներգետիկ անբավարարություն

Այս մոդելները կապող մեխանիզմը գործում է միտոքոնդրիումների ներսում։ Սովորաբար էլեկտրոններն անցնում են էլեկտրոնների փոխադրման շղթայով՝ առաջացնելով ATP, իսկ առողջ շղթան վերահսկելի մակարդակում է պահում թթվածնի ակտիվ ձևերը։ Վնասումից հետո շղթայի որոշ հատվածների աշխատանքը խաթարվում է, ATP-ի արտադրությունը նվազում է, իսկ ազատ ռադիկալների առաջացումը՝ ավելանում։ Molecular Neurobiology-ի 2018 թվականի ակնարկը մեթիլենային կապույտը նկարագրում է որպես էլեկտրոնների այլընտրանքային փոխադրիչ․ այն էլեկտրոններ է ընդունում NADH-ից և փոխանցում ցիտոքրոմ c-ին, ինչը բարձրացնում է IV համալիրի ակտիվությունը և վերականգնում ATP-ի սինթեզը նույնիսկ այն դեպքում, երբ շղթայի սկզբնական հատվածը վնասված է։

Հաղորդված թվերը հստակ են։ Բջջային պատրաստուկներում և հյուսվածքային կտրվածքներում IV համալիրի ակտիվությունն աճել է 30-ից 100 տոկոսով, իսկ թթվածնի սպառումն աճել է համընթաց։ Սա ցույց է տալիս, որ լրացուցիչ էլեկտրոնները օգտակար աշխատանք են կատարել՝ ռադիկալների առաջացմամբ կորսվելու փոխարեն։ Առնետների կաթվածի մոդելում բուժումից 24 ժամ անց ախտահարված շրջանում ATP-ի արտադրությունը մոտ 30 տոկոսով ավելի բարձր էր, քան չբուժված կենդանիների մոտ։ Biochemistry (Moscow)-ի 2022 թվականի ակնարկը ավելացնում է հաջորդող հետևանքները․ ավելի քիչ օքսիդատիվ սթրես, նեյրոբորբոքում և ապոպտոզ, ինչպես նաև ազդեցություններ մոնոամինօքսիդազի, ազոտի օքսիդի սինթազի, միտոքոնդրիալ կենսագոյացման, աուտոֆագիայի և սխալ ծալված սպիտակուցների ագրեգացման վրա։

Այսպիսով, գաղափարը պարզ է։ Վնասումը խոչընդոտում է էլեկտրոնների բնականոն ուղին, իսկ մեթիլենային կապույտն առաջարկում է շրջանցիկ ճանապարհ։ Դրանից հետո ամեն ինչ կախված է նրանից, թե որ վնասումն է ուսումնասիրվում, երբ է տրվում միացությունը և ինչպես է գնահատվում արդյունքը։

Տրավմատիկ վնասվածքը կաթված չէ

Գլխուղեղի տրավմատիկ վնասվածքի մոդելում ուժը գործադրվում է միանգամից։ Առաջնային վնասումը մեխանիկական է․ հյուսվածքը պատռվում է, անոթները՝ ճեղքվում, իսկ հեմատոէնցեֆալիկ պատնեշը րոպեների ընթացքում կորցնում է իր ամբողջականությունը։ Մեթիլենային կապույտը հավանաբար կարող է ազդել դրան հաջորդող երկրորդային ալիքի վրա, որը զարգանում է ժամերի և օրերի ընթացքում, երբ պահպանված հյուսվածքում միտոքոնդրիումների աշխատանքը խաթարվում է, բորբոքումը տարածվում է, և այտուցը մեծանում։ Այս ուսումնասիրությունների գնահատման ցուցանիշներն արտացոլում են այդ հաջորդականությունը․ վնասման օջախի ծավալը, գլխուղեղում ջրի պարունակությունը, հարվածի շրջակայքում նեյրոնների գոյատևումը և ավելի ուշ վարքային ցուցանիշները, օրինակ՝ շարժողական վերականգնումը կամ լաբիրինթոսում սովորելու ունակությունը։

Կաթվածի կամ գլոբալ իշեմիայի մոդելում վնասող ազդեցությունն այլ բնույթ ունի։ Արյունահոսքը դադարում է, րոպեների ընթացքում առաջանում է էներգետիկ անբավարարություն, իսկ հոսքի վերականգնումը բերում է նաև ռեպերֆուզիոն վնասում։ Այստեղ դեղաչափի տրումը ժամանակային առումով կապվում է անոթային իրադարձության հետ՝ հաճախ խցանումից կամ ռեպերֆուզիայից ընդամենը րոպեներ անց։ Գնահատման ցուցանիշները չափում են հյուսվածքի սուր վնասման ընթացքը ժամերի կամ մեկ-երկու օրվա ընթացքում․ ինֆարկտի չափը, արյունահոսքը և վաղ ֆունկցիոնալ վերականգնումը։ Կաթվածի վերաբերյալ գրականության մոտեցումներից մեկը նախնական կիրառումն է․ կենդանիներին միացությունը տրվում է անոթի խցանումից առաջ։ Սա կանխարգելումը ստուգում է մի եղանակով, որը գլխի վնասվածքի ոչ մի փորձ չի կարող էթիկապես կրկնել մարդկանց մոտ։

Կաթվածի արդյունքները վնասումների վերաբերյալ գրականության մեջ ամենաուժեղն են, և դրանց թվում է նաև ազդեցության բացակայության ամենահստակ արդյունքը։ Առնետների մոտ, որոնց միջին ուղեղային զարկերակի մեկժամյա խցանումից հետո ռեպերֆուզիայի պահին տրվել էր մեթիլենային կապույտ, 2-րդ օրը ինֆարկտները 30 տոկոսով ավելի փոքր էին, և պահպանվել էր վտանգված միջուկի ու պենումբրայի ավելի մեծ մասը (Shen, 2013)։ Մշտական խցանման ուսումնասիրությունը ցույց տվեց վտանգված հյուսվածքի՝ ինֆարկտի վերածվելու ավելի դանդաղ ընթացք, բայց փորձարկված երկու դեղաչափերից ոչ մեկի դեպքում 24 ժամ անց ինֆարկտի վերջնական ծավալը չէր նվազել (Rodriguez, 2014)։ Խցանման երրորդ ուսումնասիրության մեջ միջին դեղաչափը մոտ կիսով չափ նվազեցրել էր ինֆարկտի չափը, իսկ միտոքոնդրիումների ուլտրակառուցվածքն ու միտոֆագիան արձանագրվել էին անմիջապես իշեմիկ գլխուղեղում։ Միաժամանակ հաղորդվել էր անսպասելի մի մանրամասն․ չափված ապոպտոզն աճել էր, մինչդեռ նեկրոզը նվազել էր (Di, 2015)։ Իսկ գլոբալ իշեմիայի դեպքում ցածր դեղաչափով շարունակական ինֆուզիան վերականգնել էր ցիտոքրոմ c օքսիդազի ակտիվությունը, ATP-ի մակարդակները և միտոքոնդրիալ թաղանթի պոտենցիալը հիպոկամպի խոցելի CA1 շրջանում, պահպանել այդ նեյրոնները և պաշտպանել տարածական հիշողությունը (Lu, 2016)։ CA1-ի այդ չափման վրա արժե կանգ առնել․ դա վնասված գլխուղեղի ներսում ATP-ի և շնչառական շղթայի վերաբերյալ ուղղակի տվյալ է, որը TBI-ի գրականության մեջ հիմնականում եզրակացվում է անուղղակիորեն, այլ ոչ թե չափվում։

Քրոնիկ նեյրոդեգեներացիան տարբերվում է երկուսից էլ։ Ալցհայմերի, Պարկինսոնի և Հանթինգթոնի հիվանդությունների մոդելներում կենդանիներին միացությունը տրվում է շաբաթներ կամ ամիսներ շարունակ, և չափվում են սպիտակուցների ագրեգացումը, դոպամինի շրջանառությունը կամ ճանաչողական կարողությունների աստիճանական անկումը։ Այդ ցուցանիշները գրեթե ոչ մի ընդհանուր բան չունեն հարվածից օրեր անց չափված վնասման օջախի հետ։ Մի ուղղության արդյունքը մյուսի վրա տարածող ընթերցողները տվյալը տեղափոխում են այնպիսի սահմանից այն կողմ, որը փորձերը երբեք չեն հատել։ Նեյրոդեգեներացիայի գրականության մեր ուղեցույցն այդ երկարաժամկետ ուսումնասիրությունները դիտարկում է իրենց առանձին համատեքստում, իսկ միայն կաթվածին վերաբերող ապացույցների հետ համեմատությունը մանրամասն տարանջատում է անոթի խցանման և հարվածի վրա հիմնված փորձարարական նախագծերը։

Ինչ են իրականում արել TBI-ի մոդելներում

Գլխուղեղի տրավմատիկ վնասվածքի դեպքում մեթիլենային կապույտի՝ մարդկանց մասնակցությամբ որևէ փորձարկում հրապարակված չէ։ TBI-ի վերաբերյալ բոլոր տվյալները ստացվել են կենդանիների, հիմնականում՝ առնետների և մկների վրա աշխատանքից։ Դրանք կենտրոնացած են փոքր թվով փորձերի շուրջ, որոնք արժե առանձին նշել, քանի որ դրանց մանրամասները տարբերվում են այնպիսի ձևերով, որոնք ամփոփումներում կորչում են։

Կեղևային վերահսկվող հարվածի ամենավաղ ուսումնասիրության մեջ առնետներին մեղմ հարվածից մեկ ժամ անց ներերակային տրվել է 1 mg/kg, իսկ երեք ժամ անց՝ 0.5 mg/kg (Watts, 2014)։ Երկշաբաթյա հետագա դիտարկման ընթացքում MRI-ով չափված վնասման օջախի ծավալը բուժված կենդանիների մոտ մնացել է ավելի փոքր։ Քայլելու թեստում ոտքի սխալ տեղադրման դեպքերը զգալիորեն նվազել են 1-ին, 2-րդ և 7-րդ օրերին, բայց ոչ 14-րդ օրը։ 14-րդ օրը մանրադիտակային զննման ժամանակ վնասված կեղևի մեկ տեսադաշտում դեգեներացվող նեյրոնների թիվը եղել է 270՝ 368-ի դիմաց, իսկ Նիսլի մեթոդով աննորմալ ներկվողների թիվը՝ 41՝ 73-ի դիմաց։ Այլ կերպ ասած՝ վաղ պաշտպանություն, որի վարքային առավելությունը թուլացել է երկրորդ շաբաթվա ընթացքում։

Դիֆուզ վնասման փորձարարական նախագծում մկների մոտ կիրառվել է միջին գծով հեղուկային հարված և կես ժամվա ընթացքում՝ 2 mg/kg մեկ ներերակային դեղաչափ (Fenn, 2015)։ Բուժված կենդանիների մոտ դիտվել են բորբոքային գեների արտահայտման ավելի ցածր մակարդակներ, ավելի քիչ բորբոքային միկրոգլիա, ավելի քիչ ակնհայտ այտուց և 7-րդ օրը՝ դեպրեսիան հիշեցնող վարքի բացակայություն։ Ազդեցության բացակայության արդյունքները նույնքան կարևոր են․ վնասումն ինքնին գլխուղեղի ջրի պարունակությունը բարձրացրել էր միայն չափավոր, իսկ մեթիլենային կապույտը չէր կանխել մարմնի քաշի կորուստը կամ շարժողական համակարգման խանգարումը։ Հակաբորբոքային ազդեցությունը լիարժեք պաշտպանության նույնը չէ։

Մկների վրա երկու ուսումնասիրություն կիրառել են նույն ժամանակացույցը՝ 1 mg/kg մեկ ժամ անց, 0.5 mg/kg վեց ժամ անց, ապա ամենօրյա կիրառում երեք օր շարունակ, և ընդլայնել մեխանիզմի մասին տվյալները։ Կեղևային հարվածի մոդելում բուժումը նվազեցրել է վնասման օջախի ծավալը 24 և 72 ժամ անց, ինչպես նաև 14-րդ օրը՝ միաժամանակ պահպանելով նեյրոնները և բարձրացնելով աուտոֆագիայի մարկերները (Zhao, 2016)։ Հեղուկային հարվածի մոդելում այն նվազեցրել է նեյրոնների ապոպտոզը, ամրապնդել խաթարված հեմատոէնցեֆալիկ պատնեշը և երկու շաբաթվա ընթացքում բարելավել նյարդաբանական գնահատականները (Shen, 2019)։ Այնուամենայնիվ, Zhao-ի ուսումնասիրության մեջ 72 ժամ անց գլխուղեղի ջրի պարունակության տարբերություն չի եղել, իսկ Shen-ի ուսումնասիրության մեջ պտտվող ձողի թեստի արդյունքները չեն տարբերվել 1-ին և 3-րդ օրերին։ Վնասման օջախի և բջիջների գոյատևման ցուցանիշները փոխվել են, բայց այտուցի և վաղ շարժողական ցուցանիշների փոփոխությունները միշտ չէ, որ հետևել են դրանց։

Կիրառման ժամանակի առումով առանձնանում է ուշացված դեղաչափի փորձը (Watts, 2016)։ Նույն հարվածային մոդելում առաջին դեղաչափը տրվել է միայն վնասվածքից 24 ժամ անց։ 2-րդ օրվա դրությամբ ուշացված կիրառման խմբում վնասման օջախի նվազումը համադրելի էր առաջին ժամերին բուժված կենդանիների հետ, և նվազումը պահպանվել էր 7-րդ ու 14-րդ օրերին։ Վարքային փոփոխությունն ավելի թույլ էր․ ուշացված կիրառման խմբում ոտքի սխալ տեղադրման դեպքերի նվազումը վիճակագրորեն ոչ նշանակալի միտում էր։ Մեկ լաբորատորիա, մեկ մոդել, մեկ 24-ժամյա պատուհան։ Սա իրական ապացույց է, որ հնարավոր կիրառման պատուհանը դուրս է գալիս առաջին ժամերի սահմաններից, բայց միաժամանակ այս պնդման ամբողջ ապացույցը հենց սա է։ Ուշադրություն դարձրեք այլ աղբյուրներում «ուշացված» բառի թակարդին․ ուշացված նեյրոպաշտպանությանը նվիրված վերնագրով ռուսական հետազոտությունների շարքում դեղաչափը տրվել է 30 րոպե անց, իսկ «ուշացվածը» նշանակել է երկար պահպանվող արդյունքներ, ոչ թե ուշ սկսված կիրառում։

Առնետների օջախային վնասման ավելի փոքր ուսումնասիրությունը ժամանակային պատկերը լրացնում է մյուս կողմից․ և՛ վնասվածքից անմիջապես առաջ, և՛ դրանից 30 րոպե անց կիրառումը նվազեցրել են վերջույթների ֆունկցիայի խանգարումը (Stelmashook, 2019)։ Նախնական կիրառումը լաբորատորիայում աշխատում է հենց այն պատճառով, որ լաբորատորիան է որոշում վնասվածքի պահը։

Այստեղ կարևոր է դեղաչափերի նկատմամբ ճշգրիտ մոտեցումը։ Ակնարկներում ցածր դեղաչափերը նկարագրվում են որպես միտոքոնդրիալ շնչառությունը խթանող, իսկ բարձրերը՝ արգելակող․ նույն երկփուլ պատկերը հանդիպում է մեթիլենային կապույտի դեղաբանության տարբեր ոլորտներում։ Այդ պատճառով արդյունքները չի կարելի մեկնաբանել որպես «ավելի շատ կապույտ՝ ավելի լավ վերականգնում»։ Յուրաքանչյուր ուսումնասիրություն ստուգում է կորի մեկ կետ։ Դեղաչափ–արձագանք կապի բացատրությունը հետևում է այդ կորին տարբեր մոդելներում, իսկ անվտանգության և կողմնակի ազդեցությունների նկարագիրը ներկայացնում է, թե դրա փոխարեն ինչ են անում բարձր դեղաչափերը։

Կարդացեք աղյուսակը՝ համեմատելով տողերը․ նույն միացությունը, երեք տարբեր ժամանակային սանդղակ։ Կանխարգելումը վերաբերում է միջին տողին, անհապաղ բուժումը՝ առաջին երկուսին, իսկ ուշ ի հայտ եկող արդյունքները՝ առաջինին և երրորդին։

Կանխարգելում, անհապաղ բուժում, ուշ ի հայտ եկող արդյունքներ

Կանխարգելումն ամենահեշտ սխալ հասկացվող պնդումն է։ Իշեմիայի մոդելներում կենդանիները, որոնց միացությունը տրվել է անոթի խցանումից առաջ, ավելի լավ արդյունքներ են ունենում։ Այդ արդյունքը երբեմն մեջբերվում է այնպես, կարծես մեթիլենային կապույտը ցանկացած գլխուղեղ պաշտպանում է ապագա ցանկացած վնասող ազդեցությունից։ Այն նման բան չի ցույց տալիս։ Այն ցույց է տալիս, որ էլեկտրոնների այլընտրանքային ուղիով նախապատրաստված միտոքոնդրիումներն ավելի լավ են տանում նախապես ծրագրված արյունահոսքի դադարեցումը։ Ոչ ոք գլխի վնասվածք չի ծրագրում։

Անհապաղ բուժումն այն ոլորտն է, որտեղ կենտրոնացած են TBI-ի ապացույցները։ Հարվածից հետո առաջին ժամերին կիրառումը թիրախավորում է երկրորդային վնասման շղթան, մինչ այն դեռ զարգանում է՝ էներգետիկ անբավարարություն, օքսիդատիվ սթրես, բորբոքում, այտուց։ Այստեղ բարելավվող վնասման օջախի և այտուցի ցուցանիշները բուժման իրական ազդեցություններ են, բայց դրանք վերաբերում են ընթացող գործընթացի բուժմանը, ոչ թե պատռված հյուսվածքի վերականգնմանը։

Ուշ ի հայտ եկող արդյունքները երրորդ հասկացությունն են։ Վնասվածքից շաբաթներ անց գնահատված վարքը կամ դեգեներատիվ մոդելի ամիսների ընթացքում գնահատված սպիտակուցների շրջանառությունը պատասխանում են այն հարցին, թե արդյոք վաղ պաշտպանությունը պահպանվել է, կամ դանդաղ գործընթացները փոխել են իրենց ընթացքը։ 24 ժամ անց ավելի փոքր վնասման օջախը, 24 ժամով ուշացված դեղաչափից հետո վիճակագրորեն ոչ նշանակալի վարքային միտումը և երկարատև կիրառման ամիսների ընթացքում լաբիրինթոսի թեստում բարելավումը երեք տարբեր պնդումներ են՝ ապացուցման երեք տարբեր պահանջներով։ Ներկայումս միայն առաջինն է մեկից ավելի անգամ բավարարում իր պահանջը։

Ինչ չի կարող ցույց տալ այս ապացուցողական նյութը

Վերոնշյալ յուրաքանչյուր արդյունք ունի նույն սահմանափակումը։ Կրծողների միտոքոնդրիումները մեթիլենային կապույտին արձագանքում են այնպիսի ձևերով, որոնք կարող են ընդհանուր լինել մարդու միտոքոնդրիումների հետ։ Սակայն ճշգրիտ չափորոշված հարվածից րոպեներ անց ներերակային դեղաչափ ստացած առնետը նույնը չէ, ինչ անկումից ժամեր անց շտապ օգնության բաժանմունք հասած մարդը։ Անզգայացումը, վնասվածքի ծանրության վերահսկումը, երիտասարդ ու առողջ կենդանիները և կարճ հետագա դիտարկումը սահմանափակում են արդյունքների կիրառելիությունն այլ պայմաններում։ Մեթիլենային կապույտի՝ պայթյունային վնասվածքի որևէ ուսումնասիրություն ընդհանրապես չկա։ Այսպիսով, ռազմական ոլորտի ընթերցողների համար առավել արդիական վնասվածքի տեսակն ամենաքիչ ապացույցներն ունի։

Այստեղ նաև կենդանիների դեղաչափերը մարդկանց համար վերածելու որևէ հիմք չկա։ Կենդանիների վերաբերյալ գրականությունում կիրառվում են ներերակային և ներորովայնային ուղիներ՝ փորձարարական վերահսկման համար ընտրված դեղաչափերով, ոչ թե մանրածախ վաճառվող՝ բերանով ընդունվող կաթիլները։ Այս ուսումնասիրություններից ոչ մեկը մարդկանց համար կիրառման սխեմա չի սահմանում, և այստեղ ոչինչ չի ստուգում մեթիլենային կապույտը գլխի վնասվածքի ստանդարտ բուժօգնության հետ համատեղ։

Ուստի ազնիվ ամփոփումը տեղավորվում է մեկ պարբերության մեջ։ Կրծողների մոտ գլխուղեղի տրավմատիկ կամ իշեմիկ վնասման ժամանակին մոտ տրված մեթիլենային կապույտը պահպանում է միտոքոնդրիալ էներգիայի արտադրությունը, և այդ պահպանմանը հաջորդում են ավելի փոքր վնասման օջախներ ու վերականգնման ավելի լավ գնահատականներ։ Հարվածի մեկ ուսումնասիրությունում վնասման օջախի վրա ազդեցության մի մասը պահպանվել է նաև առաջին դեղաչափը 24 ժամով ուշացնելու դեպքում։ Արդյոք այս ամենը տեղի է ունենում վնասված մարդու գլխուղեղում՝ չի ստուգվել, իսկ TBI-ի և կաթվածի գրականությունները տարբեր ժամանակային մոտեցումներ են ստուգում տարբեր գնահատման ցուցանիշներով։ Այս ապացույցների վրա հիմնվելով վստահություն վաճառող ցանկացած մարդ ավելացնում է մի բաղադրիչ, որը փորձերը երբեք չեն պարունակել։