Bluja e metilenit në kërkimet për goditjen në tru dhe hipoperfuzionin cerebral: çfarë tregojnë në të vërtetë tre modele

Një arterie e bllokuar, një kulturë qelizore e privuar nga lëndët ushqyese dhe një mi me arterie të ngushtuara në qafë tingëllojnë si tre versione të të njëjtit eksperiment. Nuk janë të tillë. Secili shtron një pyetje të ndryshme, dhe bluja e metilenit jep një përgjigje të ndryshme në secilin. Nëse i ngatërroni, literatura duket kundërthënëse. Nëse i ndani, shfaqet një model i qartë, i përcaktuar kryesisht nga koha e administrimit.

Kjo ndarje është qëllimi kryesor i këtij shqyrtimi. Tre modelet janë goditja akute fokale në tru, privimi nga oksigjeni dhe glukoza me rioksigjenim në qeliza të kultivuara dhe hipoperfuzioni cerebral kronik përgjatë javëve. Mekanizmi i propozuar që i lidh është mitokondrial, por rezultatet ndryshojnë sepse ndryshon konteksti metabolik.

Tre modelet u përgjigjen pyetjeve të ndryshme

Goditja akute fokale në tru te minjtë zakonisht shkaktohet duke mbyllur arterien cerebrale të mesme, me shkurtesën MCAO. Një bllokim i ngjashëm me një mpiksje krijon një bërthamë ishemike të rrethuar nga një penumbrë, ind që është i rrezikuar, por potencialisht i shpëtueshëm nëse rikthehet fluksi i gjakut. Pyetja këtu është nëse një ndërhyrje ngadalëson zgjerimin e infarktit apo ruan funksionin në periudhën rreth riperfuzionit.

Privimi nga oksigjeni dhe glukoza, me shkurtesën OGD, funksionon në shkallën e kundërt. Qelizat e kultivuara të trurit vendosen në kushte me oksigjen pothuajse zero dhe pa glukozë, pastaj rikthehen në mjedis normal. Nuk ka mpiksje, qarkullim kolateral, presion gjaku apo sistem imunitar. Pyetja është thjesht qelizore: çfarë ndodh me frymëmarrjen qelizore, ATP-në dhe mbijetesën kur substratet zhduken dhe më pas rikthehen.

Hipoperfuzioni cerebral kronik përdor okluzionin e përhershëm dypalësh të arterieve karotide te minjtë, të quajtur modeli 2VO. Fluksi i gjakut në trurin e përparmë bie dhe mbetet i ulët për javë të tëra. Nuk ka infarkt fokal të papritur dhe as riperfuzion urgjent. Pyetja është nëse mbështetja metabolike për javë të tëra ruan enët e gjakut, mitokondritë dhe kujtesën gjatë fluksit të ulët të zgjatur.

Prandaj, një përmirësim i kujtesës pas një muaji trajtimi në modelin 2VO nuk thotë asgjë të drejtpërdrejtë për shpëtimin e trurit të njeriut gjatë një trombektomie urgjente. Ky dallim ka rëndësi, sepse shumica e përmbledhjeve optimiste e anashkalojnë.

Goditja akute në tru: mbrojtje gjatë riperfuzionit, vonesë pa të

Rezultati më i qartë në fazën akute vjen nga MCAO kalimtare me riperfuzion. Minjtë iu nënshtruan 60 minutave okluzion, pastaj morën blunë e metilenit në dozë të ulët në mënyrë intravenoze, duke filluar në momentin e riperfuzionit, me doza të tjera pas 3 orësh dhe në ditën 2. MRI tregoi se lezioni në grupin që mori tretësirën bartëse u rrit me rreth 19 për qind deri në ditën 2, ndërsa lezioni në grupin e trajtuar u zvogëlua me rreth 17 për qind, me infarkte përfundimtare afërsisht 30 për qind më të vogla dhe rezultate më të mira neurologjike në ditët 2 dhe 7. Në imazheri u përmirësua mbijetesa e indit si në bërthamë, ashtu edhe në penumbrë. Literatura më e gjerë për neuroproteksionin e vendos këtë mbrojtje, të lidhur me kohën e riperfuzionit, krahas gjetjeve për isheminë globale dhe traumat.

Pamja ndryshon kur arteria mbetet e bllokuar. Në një eksperiment me MCAO të përhershme, bluja e metilenit e administruar gjatë ishemisë së vazhdueshme ngadalësoi zgjerimin e lezionit të evidentuar në imazherinë e difuzionit dhe zgjati për pak kohë mospërputhjen perfuzion-difuzion, me një fluks lokal pak më të mirë, por vëllimi përfundimtar i infarktit pas 24 orësh nuk ishte ndjeshëm i ndryshëm. Ajo vonoi shndërrimin e indit të rrezikuar në ind të infarktuar, pa zëvendësuar rihapjen e enës së gjakut.

Një studim i tretë në fazën akute shton hollësi për mekanizmin dhe dozën. Një dozë e vetme intraperitoneale menjëherë pas okluzionit tregoi zvogëlimin më të madh të infarktit, rreth 50 për qind, me dozën e ndërmjetme 5 mg/kg dhe jo me 1 ose 10 mg/kg, së bashku me rezultate më të mira sensomotore. Autorët e lidhën këtë me ruajtjen e strukturës mitokondriale dhe rritjen e mitofagjisë, largimin selektiv të mitokondrive të dëmtuara. Prandaj, doza, rruga dhe skema e administrimit kanë rëndësi, dhe vlerat mg/kg te minjtë nuk janë doza për goditjen në tru te njerëzit.

Kultura qelizore: i njëjti ilaç ndihmon ose dëmton në varësi të kohës kur mbërrin

Eksperimenti me astrocite është më udhëzuesi dhe ai që citohet më shpesh gabimisht. Astrocitet primare të korteksit të miut iu nënshtruan 6 orëve privimi të rëndë në 0.1 për qind oksigjen, në një mjedis pa glukozë, piruvat apo serum, të ndjekura nga 24 orë rioksigjenim me substratet e rikthyera. Rreth gjysma e qelizave vdiqën, gjë që i jep testit hapësirë për të treguar efektin në cilindo drejtim.

Kur bluja e metilenit ishte e pranishme gjatë fazës së privimit, mbijetesa u përkeqësua, jo u përmirësua. Kur u shtua në momentin e rioksigjenimit, përqendrimet e ulëta mikromolare përmirësuan viabilitetin dhe rritën konsumin e oksigjenit, marrjen e glukozës dhe prodhimin e ATP-së. Në kushte normale, të njëjtat përqendrime rritën marrjen e glukozës me afërsisht 89 për qind në 0.1 mikromolar dhe rreth 200 për qind në 1 mikromolar, me glikogjenin dhe aktivitetin e heksokinazës të ruajtur pas dëmtimit dhe pa rritje të matur të superoksidit.

Mekanizmi kuptohet më lehtë përmes një analogjie me një gjenerator rezervë. Bluja e metilenit vepron si një bartës alternativ elektronesh që pranon ekuivalentë reduktues dhe i përcjell drejt citokromit c dhe kompleksit IV, duke mbështetur rrjedhën e elektroneve dhe sintezën e ATP-së, ndërkohë që ul rrjedhjen e elektroneve nga hallkat pararendëse. Gjatë privimit të rëndë, ky stimulim është i dëmshëm, sepse rrit kërkesën metabolike kur oksigjeni dhe glukoza pothuajse mungojnë, gjë që mund t'i shterojë më shpejt rezervat e fundit. Pasi substratet rikthehen, e njëjta veti bëhet e dobishme, sepse ndihmon mitokondritë e dëmtuara të përdorin me efikasitet oksigjenin dhe glukozën e rikthyer. Kjo është edhe arsyeja pse gjetjet nga shpjegimet e transferimit mitokondrial të elektroneve duhen paraqitur bashkë me kontekstin e privimit.

Një kujdes: ky rregull për kohën e administrimit vlen për atë përgatitje të astrociteve. Një studim qelizor shoqërues, me një lloj tjetër qelize, privim më të lehtë dhe përqendrim më të ulët, gjeti mbrojtje edhe kur ekspozimi ndodhte gjatë privimit. Lloji i qelizës, oksigjeni i mbetur, përqendrimi dhe protokolli përcaktojnë drejtimin e efektit.

Fluksi kronikisht i ulët: kujtesa, citokrom oksidaza dhe enët e gjakut përgjatë javëve

Eksperimentet kronike përdorën trajtim të përditshëm me dozë të ulët për javë të tëra, jo një bolus të vetëm urgjent. Në studimin e parë, minjtë me okluzion të përhershëm të karotideve morën 4 mg/kg çdo ditë për një muaj, pas çdo seance të përditshme trajnimi, për të synuar konsolidimin dhe jo performancën e menjëhershme. Kafshët me okluzion i mësonin më ngadalë detyrat e dallimit pamor dhe kishin rezultate më të dobëta në një test të vështirë kujtese, ndërsa aftësia për të notuar, aktiviteti motorik dhe njohja e aromave nuk u prekën. Trajtimi i përditshëm zbuti deficitet e të nxënit dhe kujtesës pa ndryshuar sjelljen e përgjithshme motorike.

Një studim pasues hartëzoi citokrom oksidazën, që është kompleksi IV mitokondrial, në 44 rajone të trurit pas së njëjtës skemë njëmujore. Okluzioni uli aktivitetin e enzimës në korteksin pamor, prefrontal dhe peririnal, si edhe në hipokampus dhe amigdalë, dhe dobësoi aktivitetin e bashkërenduar midis korteksit pamor dhe hipokampusit. Trajtimi ruajti aktivitetin rajonal të enzimës dhe forcoi këto korrelacione metabolike ndërrajonale, ndërsa aktiviteti i ruajtur lidhej me performancë më të mirë në detyra. Këto korrelacione përshkruajnë aktivitet të bashkërenduar të enzimës metabolike, jo matje të drejtpërdrejta të lidhshmërisë funksionale te njerëzit, një dallim që shqyrtimet e metabolizmit energjetik të trurit ndihmojnë ta mbajmë të qartë.

Një studim i veçantë njëjavor përdori 2 mg/kg çdo ditë dhe shtoi një frenues të rrugës sinjalizuese për të testuar mekanizmin. Me trajtimin, fluksi cerebral i gjakut u rrit nga rreth 60 në rreth 100 mL për 100 g në minutë, dhe dendësia vaskulare e hipokampusit u rrit nga rreth 15.1 në 23 për qind. Të dyja përmirësimet u përmbysën pjesërisht kur u bllokua rruga e mbijetesës PI3K/Akt, dhe Akt i fosforiluar u rrit me trajtimin. Gjetjet për fluksin e gjakut, dendësinë vaskulare, barrierën dhe neuronet sugjerojnë mbrojtje neurovaskulare të lidhur me sinjalizimin PI3K/Akt dhe jo një efekt thjesht metabolik.

Pse asgjë nga këto nuk barazohet me kujdesin urgjent për goditjen në tru

Kushtet e kontrolluara laboratorike janë arsyeja pse këto rezultate nuk zbatohen drejtpërdrejt. Qelizat e kultivuara nuk kanë tromb apo farmakokinetikë. Modeli 2VO përfaqëson një fluks global të ulët e të zgjatur, jo një emboli fokale të papritur me një penumbrë të formuar vetëm pak minuta më parë. Edhe MCAO te minjtë përdor kafshë të reja e të shëndetshme, anestezi, okluzione të njëtrajtshme dhe administrim në kohë të përcaktuar saktësisht, ndryshe nga pacientët më të moshuar me mpiksje të ndryshme, aterosklerozë, hipertension, diabet dhe kohë të panjohur të fillimit të goditjes.

Asnjë provë e publikuar e randomizuar te njerëzit nuk e ka vërtetuar blunë e metilenit si trajtim urgjent për goditjen akute ishemike në tru. Një studim imazherik te njerëzit, i cituar ndonjëherë, përfshiu 26 të rritur të shëndetshëm, jo pacientë me goditje në tru, dhe një dozë e vetme nga goja ndryshoi sinjalet e trurit të lidhura me detyrat, me një përmirësim të vogël në rikujtim. Kjo tregon aktivitet në sistemin nervor qendror, jo efikasitet për goditjen në tru. Udhëzimet aktuale të urgjencës përqendrohen në riperfuzionin e shpejtë me trombolizë intravenoze te pacientët që plotësojnë kriteret dhe trombektomi për okluzionet e përshtatshme të enëve të mëdha, dhe protokollet standarde urgjente për goditjen në tru mbeten e vetmja rrugë e provuar. Kujdesi për një goditje të dyshuar në tru nuk duhet vonuar kurrë për të administruar blunë e metilenit, dhe kufizimet praktike të ekstrapolimit të dozimit paraklinik shpjegojnë pse skemat te minjtë nuk mund të interpretohen si skema klinike.

Konteksti i sigurisë e përforcon këtë kufi. Bluja e metilenit intravenoze ka një paralajmërim në kuti për sindromën serotoninergjike të rëndë ose fatale kur kombinohet me barna serotoninergjike, përfshirë SSRI-të, SNRI-të dhe frenuesit MAO, të cilat i marrin shumë pacientë në grupmoshat ku ndodh goditja në tru. Ajo është e kundërindikuar në mungesën e G6PD-së për shkak të rrezikut të hemolizës. Gjithashtu frenon sinjalizimin e oksidit nitrik, gjë që rrit rezistencën vaskulare dhe presionin në disa rrethana, ndaj nuk duhet përshkruar thjesht si një ilaç që rrit fluksin e gjakut në tru. Skema e miratuar intravenoze prej 1 mg/kg për methemoglobineminë e fituar nuk është skemë për goditjen në tru.

Përmbledhja e sinqertë është e kufizuar, por e mbështetur në rezultate reale. Në periudhën rreth riperfuzionit në isheminë fokale kalimtare, bluja e metilenit në dozë të ulët zvogëloi përparimin e lezionit te minjtë. Nën okluzion të përhershëm, ajo e vonoi, por nuk e parandaloi infarktin. Në astrocite, ajo dëmtoi gjatë privimit të rëndë dhe ndihmoi gjatë rioksigjenimit. Gjatë hipoperfuzionit kronik, ajo ruajti citokrom oksidazën, enët e gjakut dhe kujtesën për javë të tëra. Një bartës, tre kontekste, tre përgjigje.