Метиленско сино за повреда на мозокот: разбирање на претклиничките докази

Удар во главата, затната артерија и бавно невродегенеративно заболување можат да завршат со ист проблем: мозокот повеќе нема енергија за да ја извршува својата работа. Тој заеднички краен исход е причината зошто едно соединение постојано се појавува во литературата за сите три состојби. Но заедничкиот краен исход не значи и заеднички концепт. Третман даден пред повредата, третман даден во првиот час по неа и третман чии резултати се мерат месеци подоцна испитуваат различни идеи, дури и кога во шприцот се наоѓа истата сина течност.

Оваа статија го следи делот од таа литература што се однесува на повредите. Разгледува што значи метиленско сино за повреда на мозокот во експериментите со животни, ја разграничува трауматската повреда од мозочниот удар и од хроничната невродегенерација и покажува зошто времето на давање на дозата ги објаснува повеќето разлики меѓу студиите.

Три повреди, едно нарушување на енергетското производство

Механизмот што ги поврзува овие модели се наоѓа во митохондриите. Во нормални услови, електроните се движат по синџирот за транспорт на електрони за да се произведе ATP, а здравиот синџир ги држи реактивните кислородни видови под контрола. По повредата, делови од синџирот почнуваат да откажуваат, производството на ATP опаѓа, а создавањето слободни радикали се зголемува. Прегледот во Molecular Neurobiology од 2018 година го опишува метиленското сино како алтернативен преносител на електрони: тоа прима електрони од NADH и ги предава на цитохром c, со што ја зголемува активноста на комплексот IV и ја обновува синтезата на ATP дури и кога почетниот дел од синџирот е нарушен.

Пријавените бројки се конкретни. Во клеточни препарати и ткивни пресеци, активноста на комплексот IV се зголемила за 30 до 100 проценти, а потрошувачката на кислород се зголемила соодветно, што укажува дека дополнителните електрони вршеле корисна работа наместо да се ослободуваат како радикали. Во модел на мозочен удар кај стаорци, производството на ATP во засегнатата област било околу 30 проценти повисоко 24 часа по третманот отколку кај нетретираните животни. Прегледот во Biochemistry (Moscow) од 2022 година ги додава последователните ефекти: помал оксидативен стрес, помалку невровоспаление, помалку апоптоза, како и ефекти врз моноамин оксидазата, синтазата на азотен оксид, митохондријалната биогенеза, автофагијата и агрегацијата на неправилно свиткани протеини.

Значи, концептот е едноставен. Повредата го попречува нормалниот пат на електроните, а метиленското сино нуди заобиколен пат. Сè што следува зависи од тоа за која повреда станува збор, кога се дава соединението и како се мерат резултатите.

Трауматската повреда не е мозочен удар

Во модел на трауматска повреда на мозокот, силата дејствува одеднаш. Примарното оштетување е механичко: ткивото се кине, крвните садови пукаат, а крвно-мозочната бариера се отвора во рок од неколку минути. Она врз што метиленското сино би можело да влијае е секундарниот бран што следува во текот на часови и денови, додека митохондриите во преживеаното ткиво откажуваат, воспалението се шири и едемот се зголемува. Крајните показатели во овие студии ја одразуваат таа низа: волуменот на лезијата, содржината на вода во мозокот, преживувањето на невроните во близина на ударот и подоцнежното однесување, како што се моторното закрепнување или учењето во лавиринт.

Во модел на мозочен удар или глобална исхемија, оштетувањето се развива на спротивен начин. Крвотокот запира, нарушувањето на енергетското производство следува во рок од неколку минути, а повторното воспоставување на протокот носи сопствена реперфузиска повреда. Тука давањето на дозата се усогласува со настанот во крвниот сад, често во рок од неколку минути по оклузијата или реперфузијата, а крајните показатели го квантифицираат акутниот исход за ткивото во текот на часови до ден или два: големината на инфарктот, крвотокот и раното функционално закрепнување. Еден пристап во литературата за мозочен удар е преттретманот, при кој животните ја добиваат дозата пред оклузијата на крвниот сад. Со тоа се испитува превенција на начин што ниту еден експеримент со траума на главата не би можел етички да го повтори кај луѓе.

Резултатите за мозочен удар се најсилни во литературата за повреди, а го вклучуваат и најјасниот резултат без ефект. Стаорците што добиле метиленско сино при реперфузија по едночасовна оклузија на средната мозочна артерија имале инфаркти помали за 30 проценти на ден 2, со поголем зачуван дел од загрозеното јадро и пенумбрата (Shen, 2013). Студија со трајна оклузија утврдила побавно преминување на загрозеното ткиво во инфаркт, но без намалување на конечниот волумен на инфарктот по 24 часа со ниту една од двете испитани дози (Rodriguez, 2014). Трета студија со оклузија ја намалила големината на инфарктот приближно за половина со средната доза и директно ги документирала митохондријалната ултраструктура и митофагијата во исхемичниот мозок, а истовремено го пријавила неочекуваниот наод дека измерената апоптоза се зголемила додека некрозата се намалувала (Di, 2015). А кај глобална исхемија, континуирана инфузија со ниска доза ги обновила активноста на цитохром c оксидазата, нивоата на ATP и потенцијалот на митохондријалната мембрана во ранливата CA1 област на хипокампусот, ги зачувала тие неврони и ја заштитила просторната меморија (Lu, 2016). Вреди да се задржиме на тоа мерење во CA1: тоа се директни податоци за ATP и респираторниот синџир од внатрешноста на повреден мозок, нешто што литературата за TBI претежно го претпоставува, наместо да го мери.

Хроничната невродегенерација се разликува од двете. Во моделите на Алцхајмерова, Паркинсонова и Хантингтонова болест, животните добиваат дози со недели или месеци, а се мерат агрегацијата на протеини, процесите поврзани со допаминот или постепеното когнитивно опаѓање. Тие крајни показатели немаат речиси ништо заедничко со лезија измерена неколку дена по удар. Читателите што пренесуваат резултат од една колона во друга пренесуваат наод преку граница што експериментите никогаш не ја преминале. Нашиот водич низ литературата за невродегенерација ги задржува тие долгорочни студии во нивната сопствена рамка, а споредбата со доказите исклучиво за мозочен удар детално ги разграничува експериментите со затнување на крвен сад од оние со удар.

Што навистина правеле моделите на TBI

Не е објавено ниту едно клиничко испитување на метиленско сино кај луѓе со трауматска повреда на мозокот. Целокупната база на податоци за TBI потекнува од истражувања на животни, главно стаорци и глувци, и се групира околу мал број експерименти што вреди да се наведат, бидејќи нивните детали се разликуваат на начини што се губат во резимеата.

Најраната студија со контролиран кортикален удар им дала на стаорци 1 mg/kg интравенски еден час по благ удар, а потоа 0.5 mg/kg по три часа (Watts, 2014). Волуменот на лезијата измерен со MRI останал помал кај третираните животни во текот на две недели следење. Погрешните стапнувања на тестот за одење значително се намалиле на деновите 1, 2 и 7, но не и на ден 14. При микроскопски преглед на ден 14, бројот на дегенерирачки неврони во повредениот кортекс бил 270 наспроти 368 по видно поле, а абнормалното боење по Nissl било 41 наспроти 73. Со други зборови, рана заштита, но со слабеење на предноста во однесувањето до втората недела.

Експеримент со дифузна повреда користел перкусија со течност по средишната линија кај глувци и една интравенска доза од 2 mg/kg во рок од половина час (Fenn, 2015). Третираните животни покажале помалку изразена експресија на воспалителни гени, помалку воспалителна микроглија, помалку видлив едем и отсуство на однесување слично на депресија на ден 7. Подеднакво важни се и резултатите без ефект: самата повреда само умерено ја зголемила содржината на вода во мозокот, а метиленското сино не го спречило губењето телесна тежина ниту го отстранило дефицитот во моторната координација. Антивоспалително дејство не е исто што и целосна заштита.

Две студии на глувци користеле ист распоред, 1 mg/kg по еден час, 0.5 mg/kg по шест часа, потоа секојдневно дозирање во текот на три дена, и дополнително го истражиле механизмот. Во модел со кортикален удар, третманот го намалил волуменот на лезијата по 24 часа, по 72 часа и на ден 14, истовремено зачувувајќи ги невроните и зголемувајќи ги маркерите на автофагија (Zhao, 2016). Во модел со перкусија со течност, тој ја намалил невронската апоптоза, ја зацврстил пропустливата крвно-мозочна бариера и ги подобрил невролошките резултати во текот на две недели (Shen, 2019). Сепак, содржината на вода во мозокот не покажала разлика по 72 часа во студијата на Zhao, а резултатите на ротарод не покажале разлика на деновите 1 и 3 во студијата на Shen. Показателите за лезијата и преживувањето на клетките се промениле; отокот и раните моторни показатели не секогаш ги следеле.

Во поглед на времето на примена, се издвојува експериментот со одложено дозирање (Watts, 2016). Со користење на истиот модел на удар, првата доза не била дадена сè до 24 часа по повредата. До ден 2, групата со одложено дозирање покажала намалување на лезиите споредливо со она кај животните третирани во првите часови, а намалувањето опстојало и на деновите 7 и 14. Сигналот во однесувањето бил послаб: подобрувањето на погрешните стапнувања во групата со одложено дозирање било тренд без статистичка значајност. Една лабораторија, еден модел, еден временски прозорец од 24 часа. Тоа е вистински доказ дека прозорецот се протега и надвор од првите часови, но воедно е и целокупниот доказ за тоа тврдење. Обрнете внимание на замката во зборот „одложено“ на други места: една руска серија со наслови поврзани со одложена неврозаштита ја давала дозата по 30 минути и го користела „одложено“ за да означи долготрајни исходи, а не доцно започнување.

Една помала студија со фокална повреда кај стаорци ја дополнува сликата за времето на примена од другата страна: и дозирањето непосредно пред повредата и дозирањето 30 минути по неа ја намалиле дисфункцијата на екстремитетите (Stelmashook, 2019). Преттретманот функционира во лабораторија токму затоа што лабораторијата го одредува времето на повредата.

Тука е важно внимателно разграничување на дозите. Прегледите ги опишуваат ниските дози како стимулативни за митохондријалното дишење, а високите како инхибиторни — истиот двофазен образец што се забележува низ фармакологијата на метиленското сино. Затоа резултатите не можат да се толкуваат како „повеќе сино, повеќе закрепнување“. Секоја студија испитува една точка на кривата. Објаснувањето на односот доза–одговор ја следи таа крива низ различни модели, а профилот на безбедност и несакани ефекти ги опфаќа поинаквите ефекти на повисоките дози.

Прочитајте ја табелата по редови: истото соединение, три различни временски рамки. Превенцијата припаѓа на средниот ред, непосредниот третман на првите два, а одложените исходи на првиот и третиот.

Превенција, непосреден третман, одложени исходи

Превенцијата е тврдењето што најлесно може погрешно да се разбере. Во моделите на исхемија, животните што добиле доза пред оклузијата на крвниот сад поминуваат подобро, а тој резултат понекогаш се наведува како метиленското сино да го штити секој мозок од секое идно оштетување. Тој не покажува ништо такво. Покажува дека митохондриите, подготвени со алтернативен пат за електрони, подобро поднесуваат однапред планиран прекин на крвотокот. Никој не планира повреда на главата.

Непосредниот третман е областа во која се концентрирани доказите за TBI. Дозирањето во часовите по ударот ја таргетира каскадата на секундарната повреда додека таа сè уште се одвива: нарушено енергетско производство, оксидативен стрес, воспаление, оток. Подобрувањата на показателите за лезијата и едемот тука се вистински ефекти од третманот, но станува збор за третирање на процес, а не за враќање на искинатото ткиво во првобитна состојба.

Одложените исходи се третиот концепт. Однесувањето измерено недели по повредата или процесите поврзани со протеините измерени по неколку месеци во дегенеративен модел одговараат на прашањето дали раната заштита опстојала или дали бавните процеси го промениле текот. Помала лезија по 24 часа, тренд во однесувањето без статистичка значајност по доза одложена за 24 часа и подобрување во лавиринт по неколку месеци хронично дозирање се три различни тврдења со три различни барања за докажување, а засега само првото го исполнува својот праг повеќе од еднаш.

Што не можат да покажат овие докази

Секој резултат погоре ја има истата граница. Митохондриите на глодарите реагираат на метиленско сино на начини што можеби ги споделуваат и човечките митохондрии, но стаорец што добил интравенска доза неколку минути по прецизно калибриран удар не е исто што и човек што пристигнува во оддел за итна помош неколку часа по пад. Анестезијата, контролираната тежина на повредата, младите здрави животни и краткото следење ја ограничуваат применливоста на резултатите. Воопшто не постои студија за метиленско сино кај повреда од експлозија, па типот повреда најрелевантен за читателите од воената средина е оној со најмалку докази.

Исто така, тука не се нуди пренесување на дозите на луѓе. Литературата за животни користи интравенски и интраперитонеални патишта на примена, со дози избрани за експериментална контрола, а не оралните капки што се продаваат во малопродажба. Ништо во овие студии не утврдува режим за луѓе и ништо тука не го испитува метиленското сино заедно со стандардната грижа за повреда на главата.

Затоа искреното резиме собира во еден пасус. Кај глодари, метиленското сино дадено околу времето на трауматска или исхемична повреда на мозокот го зачувува митохондријалното производство на енергија, а по тоа зачувување следуваат помали лезии и подобри резултати на закрепнувањето. Во една студија со удар, дел од ефектот врз лезијата се задржал и кога првата доза била одложена за 24 часа. Дали нешто од ова се случува во повредени човечки мозоци не е испитано, а литературата за TBI и онаа за мозочен удар испитуваат различни времиња на примена според различни крајни показатели. Секој што продава сигурност врз основа на овие докази додава состојка што експериментите никогаш не ја содржеле.