Bluja e metilenit për dëmtimet e trurit: të kuptuarit e provave paraklinike

Një goditje në kokë, një arterie e bllokuar dhe një sëmundje neurodegjenerative me ecuri të ngadaltë mund të përfundojnë të gjitha me të njëjtin problem: truri nuk ka më energjinë për të kryer punën e tij. Kjo pikë e përbashkët përfundimtare shpjegon pse një përbërje shfaqet vazhdimisht në literaturën e të tria fushave. Por një pikë e përbashkët përfundimtare nuk nënkupton një koncept të përbashkët. Një trajtim i dhënë para një dëmtimi, një trajtim i dhënë brenda orës pas tij dhe një trajtim i vlerësuar muaj më vonë testojnë ide të ndryshme, edhe kur shiringa përmban të njëjtin lëng blu.

Ky artikull ndjek pjesën e asaj literature që lidhet me dëmtimet. Ai shqyrton çfarë nënkupton përdorimi i blusë së metilenit për dëmtimet e trurit në eksperimentet me kafshë, dallon dëmtimin traumatik nga goditja në tru dhe nga neurodegjenerimi kronik, dhe tregon pse koha e administrimit të dozës shpjegon shumicën e dallimeve ndërmjet studimeve.

Tre dëmtime, një dështim energjetik

Mekanizmi që lidh këto modele ndodhet brenda mitokondrive. Normalisht, elektronet kalojnë përgjatë zinxhirit të transportit të elektroneve për të prodhuar ATP, dhe një zinxhir i shëndetshëm i mban nën kontroll speciet reaktive të oksigjenit. Pas dëmtimit, pjesë të zinxhirit fillojnë të mos funksionojnë siç duhet, prodhimi i ATP-së bie dhe prodhimi i radikaleve të lira rritet. Rishikimi i vitit 2018 në Molecular Neurobiology e përshkruan blunë e metilenit si një bartës alternativ të elektroneve: ajo pranon elektrone nga NADH dhe ia kalon citokromit c, gjë që rrit aktivitetin e kompleksit IV dhe rikthen sintezën e ATP-së edhe kur pjesa fillestare e zinxhirit është e dëmtuar.

Shifrat e raportuara janë konkrete. Në preparate qelizore dhe prerje indore, aktiviteti i kompleksit IV u rrit me 30 deri në 100 për qind, ndërsa konsumi i oksigjenit u rrit në të njëjtën masë, çka tregon se elektronet shtesë kryen punë të dobishme në vend që të dilnin nga zinxhiri si radikale. Në një model të goditjes në tru te minjtë e mëdhenj, prodhimi i ATP-së në zonën e prekur ishte rreth 30 për qind më i lartë 24 orë pas trajtimit sesa te kafshët e patrajtuara. Rishikimi i vitit 2022 në Biochemistry (Moscow) shton pasojat që vijojnë: më pak stres oksidativ, më pak neuroinflamacion, më pak apoptozë, si dhe efekte mbi monoaminë oksidazën, sintazën e oksidit nitrik, biogjenezën mitokondriale, autofagjinë dhe agregimin e proteinave të palosura gabimisht.

Pra, koncepti është i thjeshtë. Dëmtimi pengon rrugën normale të elektroneve, dhe bluja e metilenit ofron një rrugë alternative. Gjithçka që vijon varet nga lloji i dëmtimit, koha e administrimit dhe mënyra e matjes.

Dëmtimi traumatik nuk është goditje në tru

Në një model të dëmtimit traumatik të trurit, forca vepron e gjitha menjëherë. Dëmtimi parësor është mekanik: indi çahet, enët këputen dhe barriera hematoencefalike hapet brenda pak minutash. Ajo ku bluja e metilenit mund të ndikojë në mënyrë të besueshme është vala dytësore që pason gjatë orëve dhe ditëve, teksa mitokondritë në indin e mbijetuar dështojnë, inflamacioni përhapet dhe edema shtohet. Treguesit e vlerësuar në këto studime pasqyrojnë këtë sekuencë: vëllimi i lezionit, përmbajtja e ujit në tru, mbijetesa e neuroneve pranë vendit të goditjes dhe sjellja e mëvonshme, si rikuperimi motorik ose të mësuarit në labirint.

Në një model të goditjes në tru ose të ishemisë globale, dëmtimi merr formën e kundërt. Rrjedhja e gjakut ndalet, dështimi energjetik pason brenda pak minutash dhe rikthimi i rrjedhjes sjell dëmtimin e vet nga riperfuzioni. Këtu administrimi i dozës sinkronizohet me ngjarjen vaskulare, shpesh brenda pak minutash nga okluzioni ose riperfuzioni, dhe treguesit matin fatin akut të indit gjatë disa orëve deri në një ose dy ditë: madhësinë e infarktit, rrjedhjen e gjakut dhe rikuperimin e hershëm funksional. Një praktikë në literaturën mbi goditjen në tru është paratrajtimi, ku kafshëve u jepet doza para okluzionit të enës, çka teston parandalimin në një mënyrë që asnjë eksperiment mbi traumën e kokës nuk mund ta përsërisë në mënyrë etike te njerëzit.

Rezultatet për goditjen në tru janë më të fortat në literaturën mbi dëmtimet, dhe ato përfshijnë edhe rezultatin më të qartë pa efekt. Minjtë e mëdhenj që morën blu metileni gjatë riperfuzionit pas një ore okluzioni të arteries cerebrale të mesme patën infarkte 30 për qind më të vogla në ditën 2, me shpëtimin e një pjese më të madhe të bërthamës dhe penumbrës së rrezikuar (Shen, 2013). Një studim me okluzion të përhershëm gjeti përparim më të ngadaltë të indit të rrezikuar drejt infarktit, por asnjë ulje të vëllimit përfundimtar të infarktit në 24 orë me asnjërën nga dozat e testuara (Rodriguez, 2014). Një studim i tretë i okluzionit e uli madhësinë e infarktit afërsisht përgjysmë me dozën e mesme dhe dokumentoi drejtpërdrejt ultrastrukturën mitokondriale dhe mitofagjinë në trurin ishemik, ndërsa raportoi hollësinë kundërintuitive se apoptoza e matur u rrit teksa nekroza u ul (Di, 2015). Dhe në isheminë globale, infuzioni i vazhdueshëm me dozë të ulët riktheu aktivitetin e citokrom c oksidazës, nivelet e ATP-së dhe potencialin e membranës mitokondriale në zonën e cenueshme CA1 të hipokampusit, ruajti ato neurone dhe mbrojti kujtesën hapësinore (Lu, 2016). Ia vlen të ndalemi te kjo matje në CA1: të dhëna të drejtpërdrejta për ATP-në dhe zinxhirin respirator nga brenda një truri të dëmtuar, të cilat literatura mbi TBI-në kryesisht i nxjerr si përfundim, në vend që t'i masë.

Neurodegjenerimi kronik ndryshon nga të dyja. Modelet e sëmundjeve të Alzheimerit, Parkinsonit dhe Huntingtonit u japin doza kafshëve për javë ose muaj dhe matin agregimin e proteinave, përpunimin e dopaminës ose rënien graduale të aftësive njohëse. Këta tregues nuk kanë pothuajse asgjë të përbashkët me një lezion të matur disa ditë pas goditjes. Lexuesit që bartin një rezultat nga një kategori në tjetrën po e kalojnë një gjetje përtej një kufiri që eksperimentet nuk e kanë kapërcyer kurrë. Udhëzuesi ynë për literaturën mbi neurodegjenerimin i mban këto studime afatgjata brenda kuadrit të tyre, dhe krahasimi me provat vetëm për goditjen në tru i dallon në hollësi modelet me bllokim të enëve nga modelet me goditje mekanike.

Çfarë bënë realisht modelet TBI

Nuk është publikuar asnjë provë klinike te njerëzit mbi blunë e metilenit për dëmtimin traumatik të trurit. Të gjitha të dhënat për TBI-në vijnë nga puna me kafshë, kryesisht minj të mëdhenj dhe minj të vegjël, dhe përqendrohen rreth një grupi të vogël eksperimentesh që ia vlen të përmenden, sepse hollësitë e tyre ndryshojnë në mënyra që përmbledhjet i fshijnë.

Studimi më i hershëm me goditje kortikale të kontrolluar u dha minjve të mëdhenj 1 mg/kg në mënyrë intravenoze një orë pas një goditjeje të lehtë, pastaj 0.5 mg/kg në tre orë (Watts, 2014). Vëllimi i lezionit në MRI mbeti më i ulët te kafshët e trajtuara gjatë dy javëve të ndjekjes. Hapat e gabuar në një test ecjeje u pakësuan ndjeshëm në ditët 1, 2 dhe 7, por jo në ditën 14. Në ekzaminimin mikroskopik në ditën 14, numri i neuroneve në degjenerim në korteksin e dëmtuar ishte 270 kundrejt 368 për fushë, ndërsa numri i qelizave me ngjyrosje jonormale Nissl ishte 41 kundrejt 73. Me fjalë të tjera, mbrojtje e hershme, me zbehje të përparësisë në sjellje deri në javën e dytë.

Një model i dëmtimit difuz përdori perkusion me lëng në vijën e mesit te minjtë e vegjël dhe një dozë të vetme intravenoze prej 2 mg/kg brenda gjysmë ore (Fenn, 2015). Kafshët e trajtuara shfaqën shprehje më të ulët të gjeneve inflamatore, më pak qeliza mikrogliale inflamatore, më pak edemë të dukshme dhe asnjë sjellje të ngjashme me depresionin në ditën 7. Rezultatet pa efekt kanë po aq rëndësi: vetë dëmtimi e rriti vetëm pak ujin në tru, dhe bluja e metilenit nuk e korrigjoi humbjen e peshës trupore ose deficitin e koordinimit motorik. Efekti antiinflamator nuk është i njëjtë me mbrojtjen e plotë.

Dy studime te minjtë e vegjël përdorën të njëjtën skemë, 1 mg/kg në një orë, 0.5 mg/kg në gjashtë orë, pastaj administrim të përditshëm për tre ditë, dhe e zgjeruan kuptimin e mekanizmit. Në një model të goditjes kortikale, trajtimi uli vëllimin e lezionit në 24 orë, 72 orë dhe ditën 14, duke ruajtur neuronet dhe duke rritur shënuesit e autofagjisë (Zhao, 2016). Në një model perkusioni me lëng, ai uli apoptozën neuronale, përmirësoi integritetin e barrierës hematoencefalike me përshkueshmëri të shtuar dhe përmirësoi rezultatet neurologjike gjatë dy javëve (Shen, 2019). Megjithatë, përmbajtja e ujit në tru nuk tregoi dallim në 72 orë në studimin e Zhao-s, dhe performanca në rotarod nuk tregoi dallim në ditët 1 dhe 3 në studimin e Shen-it. Treguesit e lezionit dhe të mbijetesës qelizore ndryshuan; ënjtja dhe treguesit e hershëm motorikë nuk ndoqën gjithmonë të njëjtën ecuri.

Eksperimenti që bie në sy për kohën e administrimit është ai me dozë të vonuar (Watts, 2016). Duke përdorur të njëjtin model goditjeje, doza e parë u shty deri në 24 orë pas dëmtimit. Në ditën 2, grupi me administrim të vonuar tregoi ulje të lezioneve të krahasueshme me kafshët e trajtuara në orët e para, dhe ulja vazhdoi në ditët 7 dhe 14. Sinjali në sjellje ishte më i dobët: përmirësimi i hapave të gabuar në grupin me administrim të vonuar ishte një prirje pa domethënie statistikore. Një laborator, një model, një dritare prej 24 orësh. Kjo është provë e mirëfilltë se dritarja shtrihet përtej orëve të para, por është gjithashtu e vetmja provë për këtë pohim. Vini re kurthin te fjala i vonuar në përdorime të tjera: një seri ruse me titull të përqendruar te neuroprotekcioni i vonuar e administroi dozën në 30 minuta dhe e përdori termin i vonuar për rezultate afatgjata, jo për fillim të vonshëm.

Një studim më i vogël i dëmtimit fokal te minjtë e mëdhenj e plotëson pamjen e kohës së administrimit nga drejtimi tjetër: si administrimi menjëherë para dëmtimit, ashtu edhe administrimi 30 minuta pas tij, ulën çrregullimin e funksionit të gjymtyrëve (Stelmashook, 2019). Paratrajtimi funksionon në laborator pikërisht sepse laboratori e planifikon dëmtimin.

Respektimi i dozës ka rëndësi këtu. Rishikimet i përshkruajnë dozat e ulëta si stimuluese të frymëmarrjes mitokondriale dhe dozat e larta si frenuese, e njëjta formë dyfazore që vërehet në farmakologjinë e blusë së metilenit. Prandaj rezultatet nuk mund të lexohen si më shumë blu, më shumë rikuperim. Çdo studim teston një pikë në një kurbë. Shpjegimi i marrëdhënies dozë-përgjigje e ndjek atë kurbë në modele të ndryshme, dhe profili i sigurisë dhe efekteve anësore trajton çfarë bëjnë, në vend të kësaj, dozat më të larta.

Lexojeni tabelën rresht pas rreshti: e njëjta përbërje, tre ritme kohore të ndryshme. Parandalimi i përket rreshtit të mesit, trajtimi i menjëhershëm dy të parëve dhe rezultatet e vonshme të parit dhe të tretit.

Parandalimi, trajtimi i menjëhershëm, rezultatet e vonshme

Parandalimi është pretendimi që keqkuptohet më lehtë. Në modelet e ishemisë, kafshët që marrin dozën para okluzionit të enës kanë rezultate më të mira, dhe ky rezultat citohet ndonjëherë sikur bluja e metilenit mbron çdo tru nga çdo dëmtim i ardhshëm. Ai nuk tregon asgjë të tillë. Tregon se mitokondritë e përgatitura me një rrugë alternative për elektronet e tolerojnë më mirë një ndërprerje të planifikuar të rrjedhjes së gjakut. Askush nuk e planifikon një dëmtim të kokës.

Trajtimi i menjëhershëm është fusha ku përqendrohen provat për TBI-në. Administrimi në orët pas goditjes synon kaskadën e dëmtimit dytësor ndërsa ajo është ende duke u zhvilluar: dështimin energjetik, stresin oksidativ, inflamacionin, ënjtjen. Treguesit e lezionit dhe edemës që përmirësohen këtu janë efekte të mirëfillta të trajtimit, por bëhet fjalë për trajtimin e një procesi, jo për zhbërjen e çarjes së indit.

Rezultatet e vonshme janë koncepti i tretë. Sjellja e matur javë pas dëmtimit, ose përpunimi i proteinave i matur muaj pas fillimit të një modeli degjenerativ, tregon nëse mbrojtja e hershme vazhdoi ose nëse proceset e ngadalta ndryshuan ecuri. Një lezion më i vogël në 24 orë, një prirje në sjellje pa domethënie statistikore pas një doze të vonuar me 24 orë dhe një përmirësim në labirint pas muajsh administrimi kronik janë tre pretendime të ndryshme me tre kërkesa të ndryshme për prova, dhe aktualisht vetëm i pari e përmbush standardin e vet më shumë se një herë.

Çfarë nuk mund të tregojnë këto prova

Çdo rezultat i mësipërm ka të njëjtin kufi. Mitokondritë e brejtësve i përgjigjen blusë së metilenit në mënyra që mund të jenë të përbashkëta me mitokondritë njerëzore, por një mi i madh që merr një dozë intravenoze pak minuta pas një goditjeje të kalibruar nuk është një person që mbërrin në urgjencë disa orë pas një rrëzimi. Anestezia, ashpërsia e kontrolluar e dëmtimit, kafshët e reja e të shëndetshme dhe ndjekja e shkurtër e kufizojnë të gjitha zbatueshmërinë e rezultateve. Nuk ekziston asnjë studim i blusë së metilenit për dëmtimet nga shpërthimet, ndaj lloji i dëmtimit më me rëndësi për lexuesit ushtarakë është ai me më pak prova.

Gjithashtu, këtu nuk ofrohet asnjë mënyrë për t'i përshtatur dozat te njerëzit. Literatura me kafshë përdor rrugë intravenoze dhe intraperitoneale me doza të zgjedhura për kontrollin eksperimental, jo pikat orale që shiten me pakicë. Asgjë në këto studime nuk përcakton një regjim për njerëzit, dhe asgjë këtu nuk e teston blunë e metilenit krahas kujdesit standard për dëmtimin e kokës.

Pra, përmbledhja e ndershme mund të jepet në një paragraf. Te brejtësit, bluja e metilenit e dhënë afër kohës së dëmtimit traumatik ose ishemik të trurit ruan prodhimin e energjisë mitokondriale, dhe kjo ruajtje pasohet nga lezione më të vogla dhe rezultate më të mira të rikuperimit. Një studim me goditje ruajti një pjesë të efektit mbi lezionin kur doza e parë u vonua me 24 orë. Nëse ndonjë nga këto ndodh në trurin e dëmtuar të njeriut mbetet e patestuar, dhe literatura mbi TBI-në dhe ajo mbi goditjen në tru testojnë kohë të ndryshme administrimi kundrejt treguesve të ndryshëm. Kushdo që shet siguri duke u mbështetur në këto prova po shton një përbërës që eksperimentet nuk e përmbanin kurrë.