Metilēnzilais un taukainās aknas: ko atklāja eksperimentālie pētījumi

Taukainās aknas ir viens apzīmējums vairākām atšķirīgām problēmām. Vienam cilvēkam ierosinošais faktors ir ilgstoša pārmērīga alkohola lietošana. Citam tā ir pārmērīga barības vielu piegāde kopā ar insulīna rezistenci un pastiprinātu tauku nonākšanu aknās. Mikroskopā abos gadījumos var būt redzama vienkārša tauku uzkrāšanās, taču sākotnējie cēloņi atšķiras. Šī atšķirība nosaka, ko katrs eksperiments var pierādīt.

Literatūras par metilēnzilo un taukainajām aknām ir maz, un šajā jautājumā tā pilnībā balstās uz pirmsklīniskiem pētījumiem. Visbiežāk tiek citēti trīs pētījumi ar žurkām un pelēm, un to rezultāti nav vienādi. Vienā pētījumā ar etanolu saturošu barību tika novērstas redoksstāvokļa izmaiņas, taču tauku daudzums aknās nemainījās. Vienā pētījumā ar taukiem bagātu diētu tauku daudzums aknās samazinājās līdztekus izmaiņām signālu pārnesē. Vienā pētījumā ar veseliem dzīvniekiem tika konstatēti pretēji lipīdu peroksidācijas rezultāti aknās un nierēs. Aplūkoti kopā, šie pētījumi parāda, kāpēc jānošķir trīs galarezultāti: redoksstāvokļa izmaiņas, signālu pārneses aktivācija un tauku uzkrāšanās audos.

Trīs galarezultāti, kurus viegli sajaukt

Redoksrādītājs raksturo elektronu apriti. NAD+ un NADH attiecība aknās parāda, vai šūnu vide ir relatīvi oksidēta vai reducēta. Etanola oksidēšanās pārvērš NAD+ par NADH, tāpēc ilgstoša alkohola lietošana šo attiecību pazemina. Krāsviela, kas pieņem elektronus, var to atkal paaugstināt. Tas ir ķīmisks process, nevis pierādījums mazākam uzkrāto tauku daudzumam.

Signālu pārneses rādītājs raksturo regulāciju. SIRT1 ir no NAD+ atkarīgs regulējošs enzīms, kas modificē olbaltumvielas, kuras iesaistītas mitohondriju darbībā un lipīdu apritē. AMPK darbojas kā zema enerģijas līmeņa sensors, kas aktivācijas gadījumā veicina enerģijas substrātu oksidēšanu un ierobežo lipīdu sintēzi. Ja publikācijā ziņots par metilēnzilā izraisītu SIRT1 aktivāciju aknās, tas nozīmē izmaiņas regulācijā. Tas vēl nav ziņojums par iznākumu pacientam.

Histoloģisks vai bioķīmisks rādītājs raksturo pašas aknas. Bieži piemēri ir triglicerīdu saturs uz gramu audu, neitrālo tauku krāsošana ar Oil Red O, balonveida pietūkuma un bojājuma novērtēšana ar hematoksilīna un eozīna krāsojumu, kā arī ALT aktivitāte plazmā. Tikai šī trešā rādītāju grupa ļauj atbildēt, vai attiecīgajā eksperimentā metilēnzilais mazināja aknu steatozi.

Šo rādītāju grupu nošķiršana novērš biežāko kļūdaino interpretāciju: labvēlīgs redoksstāvokļa vai signālu pārneses rezultāts nenozīmē mazāku tauku uzkrāšanos aknās.

Etanola modelis: redoksstāvoklis koriģēts, tauku daudzums nemainīgs

Skaidrākais negatīvais rezultāts iegūts pētījumā ar ilgstošu etanolu saturošu barošanu Wistar līnijas žurku tēviņiem. Dzīvnieki saņēma etanolu šķidras diētas sastāvā, tā īpatsvaram pieaugot līdz 36 procentiem no kopējās enerģijas. Kontroles dzīvnieki saņēma atbilstošu barības daudzumu, un etanola nodrošinātā enerģija tika aizstāta ar glikozi. Viena etanola grupa un viena kontroles grupa no 5. līdz 30. dienai saņēma arī metilēnzilo — 130 mg uz litru barības jeb aptuveni 42 mg uz kg dienā.

Redoksstāvokli novērtēja pēc standarta metabolītu pāriem: laktāta un piruvāta attiecības citosolā un 3-hidroksibutirāta un acetoacetāta attiecības mitohondrijos. Sākotnējā barošanas posmā ar lielu etanola daudzumu etanola grupās novēroja ievērojamas izmaiņas: NAD+ un NADH attiecība citosolā samazinājās par aptuveni 62 procentiem, bet mitohondrijos — par aptuveni 71 procentu; pieauga arī glicerol-3-fosfāta līmenis. Metilēnzilais lielā mērā novērsa šīs izmaiņas un atjaunoja glicerol-3-fosfāta līmeni tuvu kontroles vērtībām, nemainot etanola uzņemšanu, ķermeņa masas pieaugumu vai etanola līmeni serumā.

Tauku daudzums aknās rādīja citu ainu. 12. dienā, pirms ievērojamas tauku uzkrāšanās, triglicerīdu līmenis starp grupām neatšķīrās. 27. dienā etanola grupās bija izteikts triglicerīdu pieaugums neatkarīgi no metilēnzilā lietošanas. 30. dienā dzīvniekiem, kas saņēma etanolu, kopējais lipīdu daudzums pieauga par aptuveni 89 procentiem, bet triglicerīdu daudzums — par aptuveni 196 procentiem, un arī šoreiz krāsviela to neietekmēja. Centrilobulārā tauku infiltrācija izskatījās vienādi ar vai bez metilēnzilā lietošanas. Autori secināja, ka etanola izraisītās redoksstāvokļa izmaiņas šajā modelī nav galvenais taukaino aknu cēlonis pēc ilgstošas barošanas. Šeit noder izpratne par to, kā dzīvnieku un šūnu pētījumu rezultātus attiecināt uz risku cilvēkam: mehānisms var būt reāls, tomēr nenoteikt iznākumu.

Šis ir pētījums, uz kuru atsaukties, ja kāds apgalvo, ka jebkurai redoksstāvokļa korekcijai noteikti jānovērš tauku uzkrāšanās aknās. Šajā eksperimentā tā nenotika.

Vielmaiņas modelis: signālu pārnese un mazāk tauku pelēm

Atšķirīga aina redzama pētījumā ar hepatocītiem un pelēm, kuras saņēma taukiem bagātu diētu, kurā galvenā uzmanība pievērsta SIRT1 un AMPK. HepG2 šūnās, AML-12 šūnās un primārajos žurku hepatocītos metilēnzilais paaugstināja NAD+ un NADH attiecību, palielināja SIRT1 olbaltumvielas daudzumu, samazināja regulatora PGC-1alpha acetilāciju, palielināja mitohondriju DNS daudzumu un skābekļa patēriņu, kā arī aktivēja AMPK, kam sekoja CPT-1 un PPARalpha līmeņa pieaugums. Kad SIRT1 ekspresija tika nomākta, AMPK aktivācija izzuda, kas šajā šūnu sistēmā sasaista šo procesu ķēdi ar SIRT1. Krāsviela arī mazināja LXR agonista T0901317 un palmitāta iedarbības izraisītos lipoģenēzes signālus, tostarp SREBP-1c, FAS un ACC indukciju.

Pētījuma daļā ar dzīvniekiem izmantoja C57BL/6 līnijas peļu tēviņus, kas 8 nedēļas saņēma diētu ar 60 procentiem tauku. Pēdējās 4 nedēļās metilēnzilo ievadīja iekšķīgi četras reizes nedēļā devā 3 vai 10 mg uz kg dienā. Pelēm, kuras saņēma metilēnzilo, bija mazāks Oil Red O krāsojums, zemāks triglicerīdu līmenis aknās, mazāks balonveida pietūkums un taukainā deģenerācija histoloģiskajā izmeklējumā, kā arī zemāks ALT līmenis plazmā nekā pelēm, kuras saņēma taukiem bagātu diētu bez metilēnzilā. Farmakokinētikas izpētē tajā pašā publikācijā konstatēja, ka iekšķīgas lietošanas biopieejamība bija aptuveni 31 līdz 35 procenti, ar gandrīz pilnīgu uzsūkšanos zarnās, bet ievērojamu metabolismu. Visaugstākā koncentrācijas attiecība audos pret plazmu bija aknās, tāpēc no vielas izkliedes viedokļa iedarbība aknās ir vismaz ticama.

Tas ir reāls signāls par steatozes mazināšanos, taču tā interpretācijas robežas ir šauras. Tas ir īss eksperiments ar pelēm: 9 līdz 10 dzīvnieki katrā grupā, viena diēta, divas devas un četras metilēnzilā lietošanas nedēļas. Tajā tiek pētīta vielmaiņas izraisīta steatoze un steatohepatīta pazīmes, nevis ar alkoholu saistīta slimība, un netiek pārbaudīta iedarbība uz cirozi, fibrozes mazināšanos vai jebkādiem iznākumiem cilvēkiem. Mitohondriju un redoksrādītāju loma šādu rezultātu interpretācijā ir norādīt uz hipotēzes pamatojumu, nevis uz devu vai lietošanas shēmu.

Veselu audu novērojums: tā pati deva, pretēji rezultāti orgānos

Trešo pētījumu bieži izmanto apgalvojumos par aknām, kur tas neiederas. 30 dienu eksperimentā ar veselām Wistar līnijas žurku mātītēm pieci dzīvnieki dzeramajā ūdenī saņēma 1 mM metilēnzilo, bet pieci bija kontroles dzīvnieki. Superoksīda dismutāzes, katalāzes un reducētā glutationa rādītāji nemainījās ne aknās, ne nierēs. Lipīdu peroksidācija aknās nedaudz pieauga, bet nierēs samazinājās. ALT un kreatinīna līmenis serumā samazinājās, savukārt urīnvielas slāpekļa līmenis asinīs nemainījās.

Korekta interpretācija ir audu specifiska reakcija veseliem dzīvniekiem, nevis slimības ārstēšana. Vienāda iedarbība pēc viena marķiera aknās šķita nedaudz prooksidatīva, bet pēc tā paša marķiera nierēs — nedaudz aizsargājoša, kamēr standarta antioksidatīvās aizsardzības rādītāji nemainījās. Ar pieciem dzīvniekiem katrā grupā un bez slimības modeļa šī publikācija brīdina nepiedēvēt metilēnzilajam vispārēju antioksidanta iedarbību aknās. Tā arī parāda, kāpēc aknu enzīmu izmaiņām nepieciešams skaidri definēts slimības konteksts, pirms tās var uzskatīt par uzlabojumu.

Trīs aknu eksperimentu salīdzinājums

Tabula skaidri parāda galveno domu. Līdzīga zila krāsviela, atšķirīga bioloģija. Etanola pētījums nošķir veiksmīgu redoksstāvokļa korekciju no neveiksmes tauku mazināšanā. Diētas pētījums vienā modelī apvieno signālu pārneses izmaiņas un tauku daudzuma samazināšanos. Pētījums ar veseliem dzīvniekiem parāda, ka redoksrādītāji dažādos orgānos var mainīties pretējos virzienos.

Kāpēc no tā neizriet apgalvojums par ārstēšanu

Nevienā no šiem pētījumiem nepiedalījās cilvēki ar taukainajām aknām. Devas, ievadīšanas veidi un ilgums publikācijās atšķiras, un tos nevar pārvērst cilvēkam piemērotā lietošanas shēmā, vienkārši pārrēķinot mērogu. Mazais dzīvnieku skaits grupās, īpaši trīs dzīvnieki katrā redoksstāvokļa novērtēšanas laika punktā etanola pētījumā un pieci katrā grupā pētījumā ar veseliem dzīvniekiem, atstāj ievērojamu nenoteiktību. Atšķiras dzimums, līnija, diētas sastāvs un metilēnzilā lietošanas laiks attiecībā pret bojājuma rašanos. Turklāt abi slimības modeļi atspoguļo atšķirīgus sākotnējos cēloņus, tāpēc pozitīvais diētas pētījuma rezultāts nevar atspēkot negatīvo etanola pētījuma rezultātu vai otrādi.

Ikvienam ar diagnosticētu aknu slimību svarīgākā atziņa ir par piesardzību, nevis ārstēšanu. Pārskats par piesardzības pasākumiem metilēnzilā lietošanā nieru un aknu traucējumu gadījumā izskaidro, kāpēc orgānu darbības traucējumi maina drošuma jautājumus pat tad, ja pētījums ar dzīvniekiem šķiet labvēlīgs. Dodoties pie ārsta, sagatavojiet informāciju par diagnozi, jaunākos analīžu rezultātus, precīzu produktu un tā ievadīšanas veidu, kā arī pilnu zāļu sarakstu. Jautājiet, kādi pierādījumi pamato šī produkta lietošanu šim mērķim cilvēkam ar šādas pakāpes orgānu darbības traucējumiem.

Galvenais secinājums: vienā etanola modelī metilēnzilais mainīja aknu redoksstāvokli, nesamazinot uzkrāto tauku daudzumu; vienā peļu vielmaiņas modelī tas aktivēja SIRT1 un AMPK, vienlaikus samazinot tauku daudzumu; veselām žurkām tas uzrādīja orgāniem specifisku iedarbību uz redoksstāvokli. Tie ir virzieni turpmākai pētniecībai, nevis pierādīta taukaino aknu ārstēšana.