Biru metilena ing riset stroke lan hipoperfusi serebral: apa sing sejatine dituduhake telung model

Arteri sing kesumbat, kultur sel sing kekurangan pasokan nutrisi, lan tikus sing arteri gulune nyempit katon kaya telung versi saka siji eksperimen. Nanging sejatine ora. Saben eksperimen takon bab sing beda, lan biru metilena menehi wangsulan beda ing saben eksperimen. Yen dicampur, literatur katon saling mbantah. Yen dipisahake, katon pola sing cetha, sing utamane ditemtokake dening wektu panganggone.

Pamisahan iku dadi pokok tinjauan iki. Telung model kasebut yaiku stroke fokal akut, deprivasi oksigen-glukosa sing diterusake kanthi reoksigenasi ing sel kultur, lan hipoperfusi serebral kronis sajrone pirang-pirang minggu. Mekanisme sing diusulake minangka pangubung antarane model kasebut ana gandhengane karo mitokondria, nanging asile beda amarga konteks metabolike uga beda.

Telung model mangsuli pitakon sing beda

Stroke fokal akut ing tikus biasane digawe kanthi nyumbat arteri serebral tengah, dicekak MCAO. Sumbatan sing kaya gumpalan getih nggawe inti iskemik sing diubengi penumbra, yaiku jaringan sing kaancam nanging isih bisa dislametake yen aliran bali. Pitakon ing kene yaiku apa sawijining intervensi bisa nyuda kacepetan tuwuhe infark utawa njaga fungsi ing wektu watara reperfusi.

Deprivasi oksigen-glukosa, dicekak OGD, ditindakake ing skala sing kosok baline. Sel otak sing dikultur dilebokake ing kahanan kanthi oksigen meh nol tanpa glukosa, banjur dibalekake menyang medium normal. Ora ana gumpalan getih, sirkulasi kolateral, tekanan getih, utawa sistem imun. Pitakone murni ing tingkat sel: apa sing kedadeyan marang respirasi, ATP, lan kelangsungan urip nalika substrat ilang banjur bali.

Hipoperfusi serebral kronis nggunakake oklusi karotis bilateral permanen ing tikus, sing diarani model 2VO. Aliran getih menyang otak ngarep mudhun lan tetep sithik nganti pirang-pirang minggu. Ora ana infark fokal dumadakan lan ora ana reperfusi darurat. Pitakone yaiku apa dhukungan metabolik sajrone pirang-pirang minggu bisa njaga pembuluh getih, mitokondria, lan memori nalika aliran getih tetep sithik nganti suwe.

Mula, paningkatan memori sawise perawatan sewulan ing model 2VO ora langsung nuduhake apa-apa bab nylametake otak manungsa nalika trombektomi darurat. Prabédan iki penting amarga umume ringkesan sing optimistis ngliwati bab iki.

Stroke akut: pangayoman nalika reperfusi, mung nundha yen tanpa reperfusi

Asil akut sing paling cetha asale saka MCAO sauntara kanthi reperfusi. Tikus ngalami oklusi sajrone 60 menit, banjur diwenehi biru metilena dosis sithik liwat intravena wiwit nalika reperfusi, kanthi dosis tambahan ing 3 jam lan ing dina 2. MRI nuduhake lesi ing klompok sing nampa bahan pembawa mundhak watara 19 persen nganti dina 2, dene lesi ing klompok sing dirawat nyusut watara 17 persen, kanthi infark pungkasan kira-kira 30 persen luwih cilik lan skor neurologis luwih apik ing dina 2 lan 7. Kelangsungan urip jaringan inti lan penumbra sing katon ing pencitraan uga luwih apik. Literatur neuroproteksi sing luwih jembar nyelehake pangayoman sing diwenehake pas nalika reperfusi iki bebarengan karo temuan babagan iskemia global lan trauma.

Gambarane owah nalika arteri tetep kesumbat. Ing eksperimen MCAO permanen, biru metilena sing diwenehake nalika iskemia isih lumaku nyuda kacepetan sumebare lesi difusi lan sedhela ndawakake kahanan ora cocoge perfusi-difusi, kanthi aliran lokal sing rada luwih apik, nanging volume infark pungkasan ing 24 jam ora beda kanthi signifikan. Iki nundha owah-owahan jaringan sing kaancam dadi infark, nanging ora bisa ngganti pambukakan maneh pembuluh getih.

Panaliten akut katelu nambah katrangan babagan mekanisme lan variasi efek dosis. Siji dosis intraperitoneal pas sawise oklusi nuduhake pangurangan infark paling gedhe, watara 50 persen, ing dosis madya 5 mg/kg tinimbang ing 1 utawa 10 mg/kg, bebarengan karo skor sensorimotor sing luwih apik. Panulis nggandhengake asil iki karo struktur mitokondria sing tetep kajaga lan mitofagi sing mundhak, yaiku panyingkiran selektif mitokondria sing rusak. Mula, dosis, rute, lan jadwal iku penting, lan angka mg/kg kanggo tikus dudu dosis stroke kanggo manungsa.

Kultur sel: obat sing padha mbantu utawa ngrugekake gumantung kapan diwenehake

Eksperimen astrosit menehi piwulang paling akeh lan paling kerep dikutip kanthi kliru. Astrosit kortikal primer saka mencit ngalami deprivasi abot sajrone 6 jam ing oksigen 0.1 persen, ing medium tanpa glukosa, piruvat, utawa serum, banjur diterusake kanthi reoksigenasi sajrone 24 jam kanthi substrat sing dibalekake. Watara separo sel mati, saengga uji kasebut bisa nuduhake efek ing salah siji saka loro arah.

Nalika biru metilena ana sajrone fase deprivasi, kelangsungan urip malah saya ala, ora saya apik. Nanging nalika diwenehake ing wektu reoksigenasi, konsentrasi mikromolar sithik ningkatake viabilitas lan nambah konsumsi oksigen, pangambilan glukosa, lan produksi ATP. Ing kahanan normal, konsentrasi sing padha nambah pangambilan glukosa kira-kira 89 persen ing 0.1 mikromolar lan watara 200 persen ing 1 mikromolar, kanthi glikogen lan aktivitas heksokinase sing tetep kajaga sawise ciloko lan tanpa paningkatan superoksida sing kaukur.

Mekanismene luwih gampang dimangerteni kanthi pepadhan generator cadangan. Biru metilena tumindak minangka pembawa elektron alternatif sing nampa ekuivalen reduksi lan nerusake menyang sitokrom c lan kompleks IV, sing ndhukung aliran elektron lan sintesis ATP, bebarengan karo nyuda bocore elektron ing bagean sadurunge. Sajrone deprivasi abot, stimulasi kasebut malah ngrugekake amarga nambah kabutuhan metabolik nalika oksigen lan glukosa meh ora ana, saengga cadangan pungkasan bisa entek luwih cepet. Sawise substrat bali, sipat sing padha dadi mupangat amarga mbantu mitokondria sing rusak nggunakake oksigen lan glukosa sing wis bali kanthi efisien. Iki uga sebabe temuan saka katrangan transfer elektron mitokondria kudu disertani konteks deprivasi.

Siji bab sing kudu digatekake: paugeran wektu iki mung ditrapake kanggo preparat astrosit kasebut. Panaliten sel pendamping kanthi jinis sel beda, deprivasi luwih entheng, lan konsentrasi luwih sithik nemokake pangayoman sanajan paparan diwenehake nalika deprivasi. Jinis sel, oksigen sing isih ana, konsentrasi, lan protokol nemtokake arah efeke.

Aliran sithik kronis: memori, sitokrom oksidase, lan pembuluh getih sajrone pirang-pirang minggu

Eksperimen kronis nggunakake perawatan dosis sithik saben dina sajrone pirang-pirang minggu, dudu siji bolus darurat. Ing panaliten pisanan, tikus kanthi oklusi karotis permanen nampa 4 mg/kg saben dina sajrone sewulan, diwenehake sawise saben sesi latihan saben dina supaya nyasar konsolidasi memori, dudu kinerja akut. Kewan sing ngalami oklusi luwih alon sinau tugas mbedakake rangsangan visual lan asile luwih ala ing uji memori sing angel, dene kemampuan nglangi, aktivitas motorik, lan pangenalan ambu ora kena pengaruh. Perawatan saben dina nyuda gangguan sinau lan memori tanpa ngowahi prilaku motorik umum.

Panaliten sabanjure nggawe peta sitokrom oksidase, yaiku kompleks IV mitokondria, ing 44 wilayah otak sawise regimen sewulan sing padha. Oklusi nyuda aktivitas enzim ing korteks visual, prefrontal, lan peririnal, uga hipokampus lan amigdala, lan nglemahake aktivitas sing selaras antarane korteks visual lan hipokampus. Perawatan njaga aktivitas enzim ing saben wilayah lan nguwatake korélasi metabolik antarwilayah kasebut, lan aktivitas sing tetep kajaga ana korélasine karo kinerja tugas sing luwih apik. Korélasi iki nggambarake aktivitas enzim metabolik sing selaras, dudu pangukuran langsung konektivitas fungsional manungsa, sawijining bab sing tinjauan metabolisme energi otak mbantu njlentrehake supaya ora kliru.

Panaliten kapisah sajrone seminggu nggunakake 2 mg/kg saben dina lan nambah inhibitor jalur kanggo nguji mekanismene. Kanthi perawatan, aliran getih serebral mundhak saka watara 60 dadi watara 100 mL saben 100 g saben menit, lan kapadhetan pembuluh getih hipokampus mundhak saka watara 15.1 dadi 23 persen. Kaloro paningkatan kasebut sebagian suda maneh nalika jalur kelangsungan urip PI3K/Akt diblokir, lan Akt sing terfosforilasi mundhak kanthi perawatan. Temuan babagan aliran getih, kapadhetan pembuluh, sawar, lan neuron nuduhake pangayoman neurovaskular sing gegandhengan karo pensinyalan PI3K/Akt, dudu mung efek metabolik.

Napa kabeh iki ora padha karo perawatan stroke darurat

Kontrol ing laboratorium dadi sebab asil iki ora bisa langsung ditrapake. Sel kultur ora duwe trombus utawa farmakokinetika. Model 2VO nggambarake aliran sithik global sing suwé, dudu embolus fokal dumadakan kanthi penumbra sing lagi kawangun sawetara menit. Malah MCAO ing tikus nggunakake kewan enom sing sehat, anestesi, oklusi sing seragam, lan wektu pamenehan dosis sing pas banget, beda karo pasien luwih tuwa kanthi gumpalan sing maneka warna, aterosklerosis, hipertensi, diabetes, lan wektu wiwitan gejala sing ora dingerteni.

Durung ana uji acak ing manungsa sing wis diterbitake sing netepake biru metilena minangka perawatan darurat kanggo stroke iskemik akut. Sawijining panaliten pencitraan manungsa sing kadhangkala dikutip nglibatake 26 wong diwasa sehat, dudu pasien stroke, lan siji dosis oral ngowahi sinyal otak sing gegandhengan karo tugas, kanthi paningkatan cilik ing pangeling-eling maneh. Iki nuduhake aktivitas ing sistem saraf pusat, dudu khasiat kanggo stroke. Pandhuan darurat saiki malah ngutamaake reperfusi cepet kanthi trombolisis intravena ing pasien sing nyukupi syarat lan trombektomi kanggo oklusi pembuluh gedhe sing cocog, lan alur standar penanganan stroke darurat tetep dadi siji-sijine cara sing wis kabukten. Penanganan dugaan stroke ora kena ditundha kanggo menehi biru metilena, lan wates praktis ekstrapolasi dosis praklinis nerangake napa jadwal kanggo tikus ora bisa dianggep minangka regimen klinis.

Konteks keamanan nguwatake wates iki. Biru metilena intravena nduweni peringatan ing kothak babagan sindrom serotonin sing serius utawa fatal nalika digabungake karo obat serotonergik, kalebu SSRIs, SNRIs, lan inhibitor MAO, sing digunakake dening akeh pasien ing klompok umur rawan stroke. Panganggone dikontraindikasikake ing defisiensi G6PD amarga risiko hemolisis. Iki uga nyandhet pensinyalan nitrogen monoksida, sing ing sawetara kahanan nambah resistensi lan tekanan vaskular, mula ora kena diterangake mung minangka obat sing nambah aliran getih otak. Regimen intravena 1 mg/kg sing disetujoni kanggo methemoglobinemia sing dipikolehi dudu regimen kanggo stroke.

Ringkesan sing jujur iku winates nanging nyata. Ing wektu watara reperfusi ing iskemia fokal sauntara, biru metilena dosis sithik nyuda perkembangan lesi ing tikus. Ing oklusi permanen, iki nundha nanging ora nyegah infark. Ing astrosit, iki ngrugekake nalika deprivasi abot lan mbantu nalika reoksigenasi. Sajrone hipoperfusi kronis, iki njaga sitokrom oksidase, pembuluh getih, lan memori nganti pirang-pirang minggu. Siji pembawa elektron, telung konteks, telung wangsulan.