Miya shikastlanishida metilen ko‘ki: klinikagacha bo‘lgan dalillarni tushunish

Boshga zarba, arteriyaning tiqilib qolishi va sekin kechuvchi neyrodegenerativ kasallik bir xil muammo bilan yakunlanishi mumkin: miya o‘z ishini bajarish uchun yetarli energiyaga ega bo‘lmay qoladi. Aynan shu umumiy yakun sababli bitta birikma uchala yo‘nalishdagi ilmiy adabiyotlarda qayta-qayta uchraydi. Ammo umumiy yakun bir xil tushuncha degani emas. Shikastlanishdan oldin berilgan davolash, undan keyingi bir soat ichida berilgan davolash va natijasi oylar o‘tib baholangan davolash — shpritsda bir xil ko‘k suyuqlik bo‘lsa ham — turli g‘oyalarni sinaydi.

Ushbu maqola shu adabiyotlarning shikastlanishga oid qismini ko‘rib chiqadi. Unda hayvonlar tajribalarida miya shikastlanishi uchun metilen ko‘ki qo‘llash nimani anglatishi tahlil qilinadi, travmatik shikastlanish insultdan va surunkali neyrodegeneratsiyadan ajratiladi hamda dozani berish vaqti tadqiqotlar orasidagi farqlarning aksariyatini nega tushuntirishi ko‘rsatiladi.

Uch xil shikastlanish, bitta energiya yetishmovchiligi

Bu modellarni bog‘laydigan mexanizm mitoxondriyalar ichida joylashgan. Odatda elektronlar ATP ishlab chiqarish uchun elektron tashish zanjiri bo‘ylab o‘tadi, sog‘lom zanjir esa kislorodning faol shakllarini nazorat ostida ushlab turadi. Shikastlanishdan keyin zanjirning ayrim qismlari izdan chiqadi, ATP ishlab chiqarish kamayadi va erkin radikallar hosil bo‘lishi ortadi. Molecular Neurobiology jurnalidagi 2018-yilgi sharh metilen ko‘kini muqobil elektron tashuvchi sifatida ta’riflaydi: u NADHdan elektronlarni qabul qilib, ularni sitoxrom c ga uzatadi. Bu IV kompleks faolligini oshiradi va hatto zanjirning dastlabki qismi buzilganida ham ATP sintezini tiklaydi.

Keltirilgan raqamlar aniq. Hujayra va to‘qima kesmasi preparatlarida IV kompleks faolligi 30 dan 100 foizgacha oshgan, kislorod sarfi ham unga mutanosib ravishda ko‘paygan. Bu qo‘shimcha elektronlar radikallar sifatida sizib chiqish o‘rniga foydali ish bajarganini ko‘rsatadi. Kalamushlardagi insult modelida davolashdan 24 soat o‘tib zararlangan hududda ATP ishlab chiqarish davolanmagan hayvonlardagidan taxminan 30 foiz yuqori bo‘lgan. Biochemistry (Moscow) jurnalidagi 2022-yilgi sharh keyingi oqibatlarni ham keltiradi: oksidlovchi stress, neyroyallig‘lanish va apoptozning kamayishi, shuningdek monoaminoksidaza, azot oksidi sintaza, mitoxondrial biogenez, autofagiya va noto‘g‘ri buklangan oqsillarning agregatsiyasiga ta’sirlar.

Demak, g‘oya sodda. Shikastlanish elektronlarning odatiy yo‘lini to‘sadi, metilen ko‘ki esa aylanma yo‘l taklif qiladi. Keyingi barcha masalalar shikastlanish turi, moddaning qachon berilgani va natija qanday o‘lchanganiga bog‘liq.

Travmatik shikastlanish insult emas

Bosh miyaning travmatik shikastlanishi modelida kuch birdaniga ta’sir qiladi. Birlamchi zarar mexanik bo‘ladi: to‘qima yirtiladi, tomirlar yoriladi va gematoensefalik to‘siq bir necha daqiqa ichida o‘tkazuvchan bo‘lib qoladi. Metilen ko‘ki ta’sir qilishi mumkin bo‘lgan jarayon — undan keyin soatlar va kunlar davomida kechadigan ikkilamchi to‘lqin: omon qolgan to‘qimadagi mitoxondriyalar faoliyati buziladi, yallig‘lanish tarqaladi va shish ortadi. Bu tadqiqotlardagi natija ko‘rsatkichlari shu ketma-ketlikni aks ettiradi: shikastlanish o‘chog‘i hajmi, miyadagi suv miqdori, zarba joyi yaqinidagi neyronlarning saqlanib qolishi hamda keyingi xulq-atvor ko‘rsatkichlari, masalan, harakat faoliyatining tiklanishi yoki labirintda o‘rganish.

Insult yoki global ishemiya modelida zarar boshqacha boshlanadi. Qon oqimi to‘xtaydi, bir necha daqiqa ichida energiya yetishmovchiligi yuzaga keladi, oqim tiklanishi esa o‘ziga xos reperfuziya shikastlanishini keltirib chiqaradi. Bunda modda berish vaqti tomirda yuz bergan hodisaga moslanadi, ko‘pincha okkluziya yoki reperfuziyadan keyingi bir necha daqiqa ichida beriladi. Natija ko‘rsatkichlari esa soatlardan bir-ikki kungacha bo‘lgan davrda to‘qimaning o‘tkir sharoitdagi taqdirini miqdoriy baholaydi: infarkt hajmi, qon oqimi va funksiyaning dastlabki tiklanishi. Insultga oid adabiyotlarda uchraydigan yondashuvlardan biri — oldindan davolash, ya’ni tomir to‘silishidan oldin hayvonlarga modda berish. Bu profilaktikani insonlarda bosh jarohati tajribasi orqali etik jihatdan takrorlab bo‘lmaydigan usulda sinaydi.

Shikastlanishga oid adabiyotlarda insult natijalari eng kuchli bo‘lib, ular orasida ta’sir topilmagan eng aniq natija ham bor. O‘rta miya arteriyasi bir soat davomida to‘silganidan keyin reperfuziya paytida metilen ko‘ki berilgan kalamushlarda 2-kunga kelib infarkt o‘choqlari 30 foiz kichikroq bo‘lgan, xavf ostidagi markaziy zona va penumbraning ko‘proq qismi saqlanib qolgan (Shen, 2013). Doimiy okkluziya tadqiqotida xavf ostidagi to‘qimaning infarktga aylanishi sekinlashgan, ammo sinalgan ikkala dozada ham 24 soatdagi yakuniy infarkt hajmi kamaymagan (Rodriguez, 2014). Uchinchi okkluziya tadqiqotida o‘rtacha dozada infarkt hajmi taxminan yarmiga kamaygan va ishemik miyada mitoxondriyalar ultrastrukturasi hamda mitofagiya bevosita qayd etilgan. Shu bilan birga, kutilmagan tafsilot ham bildirilgan: nekroz kamaygan sari o‘lchangan apoptoz ortgan (Di, 2015). Global ishemiyada esa past dozali uzluksiz infuziya gippokampning zaif CA1 hududida sitoxrom c oksidaza faolligini, ATP darajasini va mitoxondriya membranasi potensialini tiklagan, shu neyronlarni saqlab qolgan va fazoviy xotirani himoya qilgan (Lu, 2016). CA1dagi bu o‘lchovga alohida e’tibor berish kerak: bu shikastlangan miya ichidan olingan ATP va nafas olish zanjiriga oid bevosita ma’lumotlar bo‘lib, TBI adabiyotlarida ular ko‘pincha o‘lchanmaydi, balki bilvosita xulosa qilinadi.

Surunkali neyrodegeneratsiya ikkalasidan ham farq qiladi. Alsgeymer, Parkinson va Hantington kasalliklari modellarida hayvonlarga modda haftalar yoki oylar davomida beriladi, oqsil agregatsiyasi, dopamin almashinuvi yoki kognitiv faoliyatning asta-sekin pasayishi o‘lchanadi. Bu natija ko‘rsatkichlari zarbadan bir necha kun o‘tib o‘lchangan shikastlanish o‘chog‘i bilan deyarli umumiy jihatga ega emas. Bir ustundagi natijani boshqasiga ko‘chiradigan o‘quvchilar topilmani tajribalar hech qachon kesib o‘tmagan chegara orqali olib o‘tadi. Neyrodegeneratsiya adabiyotlariga oid qo‘llanmamiz uzoq muddatli tadqiqotlarni o‘z doirasida ko‘rib chiqadi, faqat insultga oid dalillar bilan taqqoslash esa tomir to‘silishiga asoslangan tajriba tuzilishini zarbaga asoslangan tajribalardan batafsil ajratadi.

TBI modellari aslida nimani tekshirgan

Bosh miyaning travmatik shikastlanishida metilen ko‘ki bo‘yicha insonlarda o‘tkazilgan birorta sinov nashr etilmagan. TBIga oid barcha ma’lumotlar hayvonlardagi, asosan kalamush va sichqonlardagi ishlardan iborat. Ular nomma-nom ko‘rib chiqishga arziydigan oz sonli tajribalar atrofida jamlangan, chunki ularning tafsilotlari qisqa xulosalarda yo‘qolib ketadigan jihatlar bo‘yicha farq qiladi.

Nazorat qilinadigan kortikal zarba qo‘llangan dastlabki tadqiqotda kalamushlarga yengil zarbadan bir soat o‘tib vena ichiga 1 mg/kg, so‘ng uch soatda 0.5 mg/kg berilgan (Watts, 2014). Ikki haftalik kuzatuv davomida davolangan hayvonlarda MRI orqali o‘lchangan shikastlanish o‘chog‘i hajmi kichikroq bo‘lib qolgan. Yurish sinovida oyoqni noto‘g‘ri bosishlar 1-, 2- va 7-kunlarda sezilarli kamaygan, ammo 14-kunda bunday farq kuzatilmagan. 14-kundagi mikroskopik tekshiruvda shikastlangan po‘stloqda degeneratsiyalanayotgan neyronlar soni har bir ko‘rish maydonida 270 ga qarshi 368, g‘ayritabiiy Nissl bo‘yalishi esa 41 ga qarshi 73 bo‘lgan. Boshqacha aytganda, dastlabki himoya kuzatilgan, ammo xulq-atvordagi ustunlik ikkinchi haftaga kelib susaygan.

Diffuz shikastlanish tajribasida sichqonlarda o‘rta chiziq bo‘ylab suyuqlik zarbasi qo‘llanib, yarim soat ichida vena ichiga bir marta 2 mg/kg berilgan (Fenn, 2015). Davolangan hayvonlarda yallig‘lanishga oid genlar ekspressiyasi sustroq, yallig‘langan mikrogliya kamroq, kuzatilgan shish yengilroq bo‘lgan va 7-kunda depressiyaga o‘xshash xulq-atvor kuzatilmagan. Ta’sir topilmagan natijalar ham shunchalik muhim: shikastlanishning o‘zi miyadagi suv miqdorini faqat ozgina oshirgan, metilen ko‘ki esa tana vazni yo‘qotilishini yoki harakat muvofiqlashuvi buzilishini bartaraf etmagan. Yallig‘lanishga qarshi ta’sir to‘liq himoya degani emas.

Sichqonlardagi ikkita tadqiqot bir xil jadvaldan foydalangan: bir soatda 1 mg/kg, olti soatda 0.5 mg/kg, keyin uch kun davomida har kuni modda berilgan. Ular mexanizm haqidagi ma’lumotlarni kengaytirgan. Kortikal zarba modelida davolash 24 soatda, 72 soatda va 14-kunda shikastlanish o‘chog‘i hajmini kichraytirgan, shu bilan birga neyronlarni saqlab qolgan va autofagiya markerlarini oshirgan (Zhao, 2016). Suyuqlik zarbasi modelida esa u neyronlar apoptozini kamaytirgan, o‘tkazuvchanligi oshgan gematoensefalik to‘siqning yaxlitligini yaxshilagan va ikki hafta davomida nevrologik baholarni yaxshilagan (Shen, 2019). Biroq Zhao tadqiqotida 72 soatga kelib miyadagi suv miqdorida farq bo‘lmagan, Shen tadqiqotida esa 1- va 3-kunlarda rotarod sinovi natijalarida farq kuzatilmagan. Shikastlanish o‘chog‘i va hujayralarning saqlanib qolishi ko‘rsatkichlari o‘zgargan; shish va dastlabki harakat ko‘rsatkichlari har doim ham ularga ergashmagan.

Qo‘llash vaqti jihatidan ajralib turadigan ish — modda berish kechiktirilgan tajriba (Watts, 2016). Xuddi shu zarba modelidan foydalanilib, birinchi doza shikastlanishdan 24 soat o‘tguncha berilmagan. 2-kunga kelib kechiktirilgan guruhda shikastlanish o‘chog‘ining kamayishi dastlabki soatlarda davolangan hayvonlardagiga o‘xshash bo‘lgan va bu kamayish 7- hamda 14-kunlarda saqlanib qolgan. Xulq-atvor bilan bog‘liq natija kuchsizroq edi: kechiktirilgan guruhda oyoqni noto‘g‘ri bosishning kamayishi statistik jihatdan ahamiyatli bo‘lmagan tendensiya edi. Bitta laboratoriya, bitta model, bitta 24 soatlik vaqt oralig‘i. Bu ta’sir ko‘rsatish imkoniyati dastlabki soatlardan keyin ham davom etishining haqiqiy dalili, lekin shu fikrga oid barcha dalillar ham shundan iborat. Boshqa manbalardagi «kechiktirilgan» so‘zining tuzog‘iga e’tibor bering: kechiktirilgan neyrohimoya haqida nomlangan Rossiya tadqiqotlari turkumida modda 30 daqiqada berilgan, «kechiktirilgan» esa davolashni kech boshlashni emas, uzoq saqlanadigan natijalarni anglatgan.

Kalamushlarda o‘choqli shikastlanish bo‘yicha kichikroq tadqiqot vaqt manzarasini boshqa tomondan to‘ldiradi: modda shikastlanishdan bevosita oldin ham, undan 30 daqiqa keyin ham berilganda oyoq-qo‘llar faoliyatidagi buzilish kamaygan (Stelmashook, 2019). Oldindan davolash laboratoriyada aynan shikastlanish vaqtini laboratoriyaning o‘zi belgilagani uchun ishlaydi.

Bu yerda dozaga qat’iy e’tibor berish muhim. Sharhlarda past dozalar mitoxondrial nafas olishni rag‘batlantirishi, yuqori dozalar esa uni susaytirishi ta’riflanadi — metilen ko‘ki farmakologiyasida kuzatiladigan o‘sha ikki fazali qonuniyat. Shuning uchun natijalarni «ko‘k modda qancha ko‘p bo‘lsa, tiklanish shuncha yaxshi» deb o‘qib bo‘lmaydi. Har bir tadqiqot egri chiziqdagi bitta nuqtani sinaydi. Doza–javob bog‘liqligi haqidagi tushuntirish bu egri chiziqni turli modellarda kuzatadi, xavfsizlik va nojo‘ya ta’sirlar tavsifi esa yuqori dozalar buning o‘rniga qanday ta’sir ko‘rsatishini yoritadi.

Jadvalni qatorlar bo‘ylab o‘qing: bir xil birikma, uch xil vaqt mezoni. Profilaktika o‘rta qatorga, darhol davolash dastlabki ikki qatorga, kechki natijalar esa birinchi va uchinchi qatorlarga tegishli.

Profilaktika, darhol davolash, kechki natijalar

Profilaktika — eng oson noto‘g‘ri tushuniladigan da’vo. Ishemiya modellarida tomir okkluziyasidan oldin modda berilgan hayvonlarda natijalar yaxshiroq bo‘ladi. Bu natija ba’zan go‘yo metilen ko‘ki har qanday miyani kelajakdagi har qanday zarardan himoya qiladigandek keltiriladi. U bunday narsani ko‘rsatmaydi. U muqobil elektron yo‘li bilan oldindan tayyorlangan mitoxondriyalar rejalashtirilgan qon oqimi yo‘qolishiga yaxshiroq bardosh berishini ko‘rsatadi. Hech kim bosh jarohatini rejalashtirmaydi.

TBIga oid dalillar asosan darhol davolashga qaratilgan. Zarbadan keyingi soatlarda modda berish hali davom etayotgan ikkilamchi shikastlanish kaskadini nishonga oladi: energiya yetishmovchiligi, oksidlovchi stress, yallig‘lanish, shish. Bunda yaxshilangan shikastlanish o‘chog‘i va shish ko‘rsatkichlari haqiqiy davolash ta’sirlaridir, ammo bu yirtilgan to‘qimani avvalgi holatiga qaytarish emas, jarayonga ta’sir ko‘rsatishdir.

Kechki natijalar — uchinchi tushuncha. Shikastlanishdan haftalar o‘tib o‘lchangan xulq-atvor yoki degenerativ modelda oylar o‘tib o‘lchangan oqsillar bilan bog‘liq jarayonlar dastlabki himoya saqlanib qolganmi yoki sekin jarayonlar yo‘nalishini o‘zgartirganmi, degan savolga javob beradi. 24 soatda kichikroq shikastlanish o‘chog‘i, birinchi doza 24 soatga kechiktirilganidan keyingi statistik jihatdan ahamiyatli bo‘lmagan xulq-atvor tendensiyasi va oylab davomli modda berilganda labirint sinovidagi yaxshilanish — isbot talabi uch xil bo‘lgan uchta turli da’vodir. Hozircha faqat birinchisi o‘z isbot mezonidan bir martadan ko‘proq o‘tgan.

Bu dalillar nimani ko‘rsata olmaydi

Yuqoridagi har bir natijaning chegarasi bir xil. Kemiruvchilar mitoxondriyalarining metilen ko‘kiga javobi inson mitoxondriyalarida ham uchrashi mumkin, ammo aniq belgilangan kuchdagi zarbadan bir necha daqiqa keyin vena ichiga doza olgan kalamush yiqilgandan bir necha soat o‘tib shoshilinch yordam bo‘limiga kelgan inson emas. Anesteziya, nazorat qilingan shikastlanish og‘irligi, yosh va sog‘lom hayvonlar hamda qisqa kuzatuv muddati natijalarni insonlarga ko‘chirish imkonini cheklaydi. Portlash bilan bog‘liq shikastlanishda metilen ko‘ki bo‘yicha umuman tadqiqot yo‘q. Demak, harbiy o‘quvchilar uchun eng dolzarb shikastlanish turi eng kam dalilga ega bo‘lganidir.

Bu yerda hayvon dozasini inson dozasiga o‘girish ham taklif qilinmaydi. Hayvonlarga oid adabiyotlarda chakana sotiladigan og‘iz orqali qabul qilinadigan tomchilar emas, tajribani nazorat qilish uchun tanlangan dozalarda vena ichiga va qorin bo‘shlig‘iga yuborish yo‘llari qo‘llanadi. Bu tadqiqotlarning hech biri inson uchun qo‘llash tartibini belgilamaydi va bu yerda metilen ko‘ki bosh jarohatida standart tibbiy yordam bilan birga sinovdan o‘tkazilmagan.

Shunday qilib, xolis xulosa bitta xatboshiga sig‘adi. Kemiruvchilarda miya travmatik yoki ishemik shikastlangan vaqtga yaqin berilgan metilen ko‘ki mitoxondriyalarda energiya ishlab chiqarilishini saqlaydi; bundan keyin shikastlanish o‘choqlari kichikroq va tiklanish baholari yaxshiroq bo‘ladi. Bitta zarba tadqiqotida birinchi doza 24 soatga kechiktirilganda ham shikastlanish o‘chog‘iga ta’sirning bir qismi saqlanib qolgan. Bularning birortasi shikastlangan inson miyasida yuz beradimi, hali tekshirilmagan. TBI va insult adabiyotlari esa turli vaqtlarda qo‘llashni turli natija ko‘rsatkichlari orqali sinaydi. Shu dalillarga tayangan holda qat’iy ishonch sotayotgan har kim tajribalarda hech qachon bo‘lmagan tarkibiy qismni qo‘shmoqda.