Инсульт пен церебралды гипоперфузия зерттеулеріндегі метилен көгі: үш модель шын мәнінде нені көрсетеді

Бітелген артерия, қоректен айырылған жасуша дақылы және мойын артериялары тарылған егеуқұйрық бір тәжірибенің үш нұсқасы сияқты көрінуі мүмкін. Бірақ олай емес. Әрқайсысы әртүрлі сұраққа жауап іздейді, ал метилен көгі әрқайсысында әртүрлі нәтиже береді. Оларды шатастырсаңыз, ғылыми әдебиет қарама-қайшы болып көрінеді. Оларды бөлек қарастырсаңыз, негізінен қолдану уақытына тәуелді айқын заңдылық байқалады.

Бұл шолудың негізгі мақсаты — осы айырмашылықты көрсету. Үш модель: жедел ошақты инсульт, өсірілген жасушаларды оттегі мен глюкозадан айырып, кейін қайта оттегімен қамтамасыз ету және бірнеше аптаға созылатын созылмалы церебралды гипоперфузия. Оларды байланыстыратын ұсынылған механизм митохондрияларға қатысты, бірақ метаболизмдік жағдайлар әртүрлі болғандықтан, нәтижелер де өзгеше.

Үш модель әртүрлі сұрақтарға жауап береді

Егеуқұйрықтарда жедел ошақты инсульт әдетте ортаңғы ми артериясын бітеу арқылы туындатылады; бұл әдіс MCAO деп қысқартылады. Қан ұйындысына ұқсас бітелу ишемиялық өзек түзеді. Оның айналасында пенумбра — зақымдану қаупі бар, бірақ қан ағымы қалпына келсе, сақтап қалуға болатын тін орналасады. Мұндағы сұрақ: араласу инфаркт ошағының ұлғаюын баяулата ма немесе реперфузия кезеңінде функцияны сақтай ма?

Оттегі мен глюкозадан айыру, қысқаша OGD, керісінше, жасушалық деңгейде жүргізіледі. Өсірілген ми жасушалары глюкозасыз, оттегі нөлге жуық ортаға орналастырылып, кейін қалыпты ортаға қайтарылады. Мұнда қан ұйындысы да, коллатералды қан айналымы да, қан қысымы да, иммундық жүйе де жоқ. Сұрақ тек жасушаға қатысты: субстраттар жоғалып, кейін қайта пайда болғанда тыныс алу, ATP және тіршілік қабілеті қалай өзгереді?

Созылмалы церебралды гипоперфузия үшін егеуқұйрықтардың екі жақтағы ұйқы артериясы тұрақты бітеледі; бұл 2VO моделі деп аталады. Алдыңғы миға қан ағымы төмендеп, бірнеше апта бойы төмен күйінде қалады. Мұнда кенеттен пайда болатын ошақты инфаркт та, шұғыл реперфузия да жоқ. Сұрақ: бірнеше апта бойғы метаболизмдік қолдау ұзаққа созылған төмен қан ағымы жағдайында тамырларды, митохондрияларды және есте сақтау қабілетін сақтай ма?

Сондықтан 2VO моделінде бір айлық емнен кейін есте сақтау қабілетінің жақсаруы шұғыл тромбэктомия кезінде адамның миын сақтап қалу туралы тікелей ештеңе айтпайды. Бұл айырмашылық маңызды, өйткені үміт күттіретін шолулардың көбі оны елемейді.

Жедел инсульт: реперфузия кезіндегі қорғаныс, онсыз — тек баяулату

Жедел кезеңдегі ең айқын нәтиже реперфузиямен аяқталған уақытша MCAO моделінен алынған. Егеуқұйрықтарда артерия 60 минутқа бітеліп, кейін реперфузия басталған сәттен бастап метилен көгінің төмен дозасы көктамыр ішіне енгізілген; қосымша дозалар 3 сағаттан кейін және 2-күні берілген. МРТ деректері бойынша препараттың тасымалдаушы ерітіндісін алған топта зақым ошағы 2-күнге қарай шамамен 19 пайызға ұлғайған, ал ем алған топта шамамен 17 пайызға кішірейген. Соңғы инфаркт ошақтары шамамен 30 пайызға кіші болған, ал 2 және 7-күндердегі неврологиялық бағалау көрсеткіштері жақсырақ болған. Бейнелеу деректерінде өзек пен пенумбра тіндерінің сақталуы да жақсарған. Нейропротекция жөніндегі кеңірек әдебиет реперфузия уақытына сәйкес келген бұл қорғанысты жаһандық ишемия мен жарақат жөніндегі нәтижелермен қатар қарастырады.

Артерия бітелген күйінде қалса, көрініс өзгереді. Тұрақты MCAO тәжірибесінде ишемия жалғасып жатқанда берілген метилен көгі диффузиялық зақым ошағының ұлғаюын баяулатып, перфузия мен диффузия арасындағы сәйкессіздікті қысқа уақытқа ұзартқан және жергілікті қан ағымын аздап жақсартқан. Бірақ 24 сағаттан кейінгі соңғы инфаркт көлемінде статистикалық мәнді айырмашылық болмаған. Ол қауіптегі тіннің инфарктқа айналуын кідірткен, бірақ тамырды қайта ашудың орнын баспаған.

Үшінші жедел зерттеу механизм мен дозаға қатысты қосымша ерекшеліктерді көрсетеді. Артерия бітелгеннен кейін бірден құрсақ қуысына енгізілген бір реттік дозаның ішінде инфаркт көлемінің ең үлкен, шамамен 50 пайыздық азаюы 1 немесе 10 mg/kg дозаларында емес, аралық 5 mg/kg дозасында байқалған; сенсомоторлық көрсеткіштер де жақсырақ болған. Авторлар мұны митохондрия құрылымының сақталуымен және митофагияның, яғни зақымданған митохондриялардың таңдамалы жойылуының күшеюімен байланыстырған. Демек, доза, енгізу жолы және қолдану кестесі маңызды, ал егеуқұйрықтарға арналған mg/kg мәндері адамдағы инсультке арналған дозалар емес.

Жасуша дақылы: бір препараттың көмектесуі не зиян келтіруі оны қашан қосқанына байланысты

Астроциттермен жүргізілген тәжірибе ең көрнекі әрі ең жиі қате баяндалатын мысал болып табылады. Тышқанның ми қыртысынан алынған бастапқы астроциттер глюкоза, пируват және сарысу жоқ ортада, оттегі мөлшері 0.1 пайыз болған жағдайда 6 сағат бойы қатты тапшылыққа ұшыратылған. Содан кейін субстраттар қалпына келтіріліп, 24 сағат бойы қайта оттегімен қамтамасыз етілген. Жасушалардың шамамен жартысы өлген, сондықтан бұл сынақ әсердің екі бағытын да анықтауға мүмкіндік берген.

Метилен көгі тапшылық кезеңінде болғанда, жасушалардың тірі қалуы жақсармаған, керісінше нашарлаған. Ал оны қайта оттегімен қамтамасыз ету кезінде қосқанда, төмен микромолярлық концентрациялар тіршілік қабілетін жақсартып, оттегі тұтынуын, глюкоза сіңірілуін және ATP өндірілуін арттырған. Қалыпты жағдайда дәл сол концентрациялар глюкоза сіңірілуін 0.1 микромолярда шамамен 89 пайызға, ал 1 микромолярда шамамен 200 пайызға арттырған. Зақымданудан кейін гликоген мен гексокиназа белсенділігі сақталған және супероксид деңгейінің өсуі тіркелмеген.

Механизмді резервтік генератормен салыстыру арқылы түсіну оңайырақ. Метилен көгі тотықсыздандырғыш эквиваленттерді қабылдап, оларды c цитохромы мен IV кешенге қарай жеткізетін балама электрон тасымалдаушысы ретінде әрекет етеді. Бұл электрондар ағыны мен ATP синтезін қолдап, тізбектің алдыңғы бөліктеріндегі электрондардың сыртқа кетуін азайтады. Қатты тапшылық кезінде мұндай ынталандыру қолайсыз, өйткені оттегі мен глюкоза жоққа жуық кезде метаболизмдік қажеттілікті арттырып, соңғы қорларды тезірек тауыстыруы мүмкін. Субстраттар қайта берілгеннен кейін дәл осы қасиет пайдалы болады, өйткені зақымданған митохондрияларға қалпына келген оттегі мен глюкозаны тиімді пайдалануға көмектеседі. Сондықтан митохондриялардағы электрон тасымалын түсіндіретін материалдардағы нәтижелерді де тапшылық жағдайын ескере отырып қарастыру қажет.

Бір ескерту: қолдану уақытына қатысты бұл заңдылық дәл осы астроциттік тәжірибе жағдайына тән. Жасушаның басқа түрі, жеңілірек тапшылық және төменірек концентрация қолданылған қатарлас жасушалық зерттеуде препарат тапшылық кезінде берілсе де, қорғаныс байқалған. Әсердің бағытын жасуша түрі, қалған оттегі мөлшері, концентрация және тәжірибе хаттамасы анықтайды.

Созылмалы төмен қан ағымы: бірнеше аптадағы есте сақтау, цитохромоксидаза және тамырлар

Созылмалы жағдайларға арналған тәжірибелерде шұғыл бір реттік болюс емес, бірнеше апта бойы күн сайын төмен дозамен емдеу қолданылған. Бірінші зерттеуде ұйқы артериялары тұрақты бітелген егеуқұйрықтар бір ай бойы күн сайын 4 mg/kg алған. Препарат әр күнгі жаттығу сеансынан кейін берілген, яғни сол сәттегі тапсырма орындауын емес, есте сақталған ақпараттың бекітілуін нысанаға алған. Артериялары бітелген жануарлар көру арқылы ажырату тапсырмаларын баяуырақ үйреніп, күрделі есте сақтау сынағында нашар нәтиже көрсеткен. Ал жүзу қабілеті, қимыл белсенділігі және иісті тануы өзгермеген. Күнделікті ем жалпы қимыл-қозғалыс мінез-құлқын өзгертпей, үйрену мен есте сақтау тапшылығын азайтқан.

Кейінгі зерттеуде дәл сол бір айлық ем сызбасынан соң мидың 44 аймағындағы цитохромоксидазаның, яғни митохондрияның IV кешенінің белсенділігі картаға түсірілген. Артериялардың бітелуі көру, префронталды және перириналды қыртыста, сондай-ақ гиппокамп пен амигдалада фермент белсенділігін төмендетіп, көру қыртысы мен гиппокамп арасындағы үйлесімді белсенділікті әлсіреткен. Ем аймақтардағы фермент белсенділігін сақтап, осы аймақаралық метаболизмдік корреляцияларды күшейткен; сақталған белсенділік тапсырмаларды жақсырақ орындаумен байланысты болған. Бұл корреляциялар адамдағы функционалдық байланыстардың тікелей өлшемдерін емес, метаболизмдік фермент белсенділігінің үйлесімін сипаттайды. Осы айырмашылықты мидың энергия алмасуына арналған шолулар нақты түсінуге көмектеседі.

Бөлек жүргізілген бір апталық зерттеуде күн сайын 2 mg/kg қолданылып, механизмді тексеру үшін сигналдық жол тежегіші қосылған. Ем кезінде ми қан ағымы минутына 100 g тінге шаққанда шамамен 60 mL-ден 100 mL-ге дейін өскен, ал гиппокамптағы тамыр тығыздығы шамамен 15.1 пайыздан 23 пайызға дейін артқан. Жасушалардың тірі қалуын қолдайтын PI3K/Akt жолы бұғатталғанда, екі өсім де ішінара кері қайтқан; ем кезінде фосфорланған Akt деңгейі жоғарылаған. Қан ағымы, тамыр тығыздығы, тосқауыл және нейрондарға қатысты нәтижелер таза метаболизмдік әсерден гөрі PI3K/Akt сигналдық жолымен байланысты нейроваскулярлық қорғанысты көрсетеді.

Неліктен мұның ешқайсысы инсульт кезіндегі шұғыл көмекке тең емес

Бұл нәтижелердің тікелей қолданылмауының себебі — зертханалық жағдайлардың қатаң бақылануы. Өсірілген жасушаларда тромб та, фармакокинетика да жоқ. 2VO моделі — ұзаққа созылған жаһандық төмен қан ағымы; ол бірнеше минут бұрын пайда болған пенумбрасы бар кенет ошақты эмболия емес. Тіпті егеуқұйрықтардағы MCAO моделінде де жас, сау жануарлар, анестезия, біркелкі бітелулер және дәл уақытпен енгізілетін дозалар қолданылады. Бұл әртүрлі қан ұйындылары, атеросклерозы, гипертониясы, диабеті және аурудың басталу уақыты белгісіз егде жастағы науқастар жағдайынан өзгеше.

Адамдарға жүргізілген, жарияланған ешбір рандомизацияланған сынақ метилен көгінің жедел ишемиялық инсультке арналған шұғыл ем екенін дәлелдеген жоқ. Кейде мысалға келтірілетін адамдағы бейнелеу зерттеуіне инсультпен ауырған науқастар емес, 26 сау ересек адам қатысқан. Ішуге берілген бір реттік доза тапсырмаға байланысты ми сигналдарын өзгертіп, ақпаратты еске түсіруді аздап жақсартқан. Бұл орталық жүйке жүйесіне әсерді көрсетеді, бірақ инсульт кезіндегі тиімділікті көрсетпейді. Қазіргі шұғыл көмек нұсқаулықтары тиісті науқастарда көктамырішілік тромболизиспен, ал сәйкес ірі тамыр бітелулерінде тромбэктомиямен қан ағымын тез қалпына келтіруге басымдық береді. Инсульт кезіндегі стандартты шұғыл көмек алгоритмдері дәлелденген жалғыз жол болып қала береді. Инсультке күдік туғанда метилен көгін беру үшін шұғыл көмекті ешқашан кешіктіруге болмайды. Клиникаға дейінгі дозаларды экстраполяциялаудың практикалық шектеулері егеуқұйрықтарға арналған кестелерді неге клиникалық ем сызбасы деп қабылдауға болмайтынын түсіндіреді.

Қауіпсіздік мәселелері бұл шекараны одан әрі айқындайды. Көктамыр ішіне енгізілетін метилен көгі серотонинергиялық препараттармен, соның ішінде SSRIs, SNRIs және MAO тежегіштерімен бірге қолданылғанда ауыр немесе өлімге әкелетін серотонин синдромы туралы қоршауға алынған ескертумен беріледі. Инсульт жиі кездесетін жас тобындағы көптеген науқастар осы препараттарды қабылдайды. Гемолиз қаупіне байланысты G6PD тапшылығында оны қолдануға болмайды. Ол сондай-ақ азот тотығының сигналдық әсерін тежейді, бұл кейбір жағдайларда тамыр кедергісі мен қысымын арттырады. Сондықтан оны жай ғана ми қан ағымын арттыратын препарат деп сипаттауға болмайды. Жүре пайда болған метгемоглобинемияға мақұлданған көктамырішілік 1 mg/kg сызбасы инсультке арналған ем сызбасы емес.

Дәлелге сай қорытындының ауқымы тар, бірақ негізі бар. Уақытша ошақты ишемияда реперфузия кезеңіне сәйкес қолданылған төмен дозалы метилен көгі егеуқұйрықтардағы зақым ошағының дамуын азайтқан. Тұрақты бітелу кезінде ол инфарктты кідірткен, бірақ оның алдын алмаған. Астроциттерде қатты тапшылық кезінде зиян келтіріп, қайта оттегімен қамтамасыз ету кезінде көмектескен. Созылмалы гипоперфузияда бірнеше апта бойы цитохромоксидазаны, тамырларды және есте сақтау қабілетін сақтаған. Бір тасымалдаушы, үш жағдай, үш жауап.