Annak kiderítése, hogy a víz hogyan jut be az idegsejtekbe, új terápiás célpontokat nyújt a
Készpénz vége: mindent "beváltunk"? - SMS-kérdések #cdanslair 2018.01.27. (2021. január).
A tudósok azt találták, hogy a nagy hatékonyságú transzporterek, amelyek úgy működnek, mint egy transzferrendszer, hogy folyamatosan mozgassák az ionokat az idegsejtekbe és azokból, úgy tűnik, hogy a stroke vagy más sérülés után megfordulnak.
Ezt diffúziós depolarizációnak nevezik, egy halálhullámnak, amely stroke-ot vagy traumás agysérülést követhet, a dendriteknek nevezett idegsejtek és kiterjedéseik megduzzadnak, nem működnek és sebezhetőek - mondta Szergej Kirov. az emberi agyi laboratórium a Georgia Regentsi Egyetemen, a Georgia Orvosi Főiskolán.
Noha a duzzanat egyértelműen az agy traumájának eredménye, a víz neuronokba jutása nagyrészt rejtély volt.
A The Journal of Neuroscience folyóiratban megjelent tanulmányban Kirov és munkatársai arról számolnak be, hogy ezeknek a maroknyi transzportnak - amelyekről ismert, hogy nátrium, kálium és klorid kombinációját nyújtják - hiányzó láncszem látszik abban, hogy a felesleges víz hogyan kerül be.
"Úgy működnek, mint a molekuláris vízszivattyúk. Ez egy új gondolkodásmód" - mondta Kirov. Ő és Dr. Nanna MacAulay, a Koppenhágai Egyetem Sejt- és Molekuláris Orvostudományi Tanszékének docense a tanulmány társszerzői, amelyet a folyóirat kiemel. Ezek a transzporterek új terápiás célpontokat is nyújtanak a halálos ödéma kezelésére.
A neuronoknak bizonyos mennyiségű vízre van szükségük az alapvető metabolikus funkciók ellátásához, de annak ellenére, hogy egyes orvosi tankönyvek azt mondják, az idegsejtek nem szabadon áteresztik a vizet - mondta Kirov. "Szüksége van egy molekuláris mechanizmusra a víz be- vagy kilépéséhez" - mondta. A transzporterek, amelyekről ismert, hogy vizet és ionokat ragadnak meg az idegsejt kívülről, hihető megoldásnak tűntek Kirov számára.
Nyugalmi állapotban az idegsejtek kívül sok káliumot és sok nátriumot tartalmaznak. Az ionok ezen differenciális eloszlása polarizálja az idegsejteket, negatív elektromos töltést hozva létre benne. Az egyenetlen nátrium- és káliummennyiséget kívül és belül aktívan fenntartja a nátrium-kálium szivattyúk működése.
A nátrium és a kálium differenciális eloszlása elengedhetetlen ahhoz is, hogy az idegsejtek elektromos jeleket hozzanak létre, az úgynevezett cselekvési potenciálokat, és kommunikáljanak más idegsejtekkel vagy sejtekkel, hogy az emberek és az állatok gondolkodhassanak, mozoghassanak vagy működhessenek.
Amikor az akciós potenciál létrejön, az idegsejt egy depolarizációnak nevezett folyamaton megy keresztül, amely megváltoztatja elektromos töltését, így belül pozitívvá válik. A nátriumcsatornák kinyílnak, kis mennyiségű nátrium mozog rajtuk keresztül, és a csatornák gyorsan záródnak. Minden nagyon gyorsan történik.
Az ezt követő repolarizáció során fordítva történik: a káliumcsatornák kinyílnak, és kis mennyiségű kálium távozik az idegsejtből, és ezek a csatornák bezárulnak. A nátrium-kálium szivattyúk ismét visszatolják az ionokat a megfelelő helyre. Ez egy folyamatos és hatékony folyamat az egészséges agyban.
De a traumás agysérülés, agyvérzés, agyi vérzés vagy akár a migrén könyörtelen kórosan elterjedt depolarizációhoz vezethet, amelyben nagy mennyiségű nátrium mozog be, és nagy mennyiségű kálium távozik idegsejtekből. A nátrium-kálium szivattyúkat gyorsan elárasztják a dolgok megfordítása, és az idegsejtek és ezek kiterjesztései, az úgynevezett dendritek gyorsan bajba kerülnek.
Míg a duzzadt boka kényelmetlen lehet, a duzzadt agy gyorsan halálossá válhat a koponya zárt keretein belül. "A kálium és a nátrium normális egyensúlya a depolarizáció során szinte teljesen eloszlik, ezért a sejtek normális működése kikapcsol, és megnő a halálozás kockázata" - mondta Kirov.
Kirov csapata erőteljes kétfoton lézeres pásztázó mikroszkóppal vizsgálta a transzporterek működését egér agyszeletekben és egerekben. Megfigyelték a depolarizáció terjedését és az ebből fakadó duzzanatot, és dokumentálták, hogy az ödémát jelentősen csökkentették-e a transzporterek működését gátló gyógyszerek.
Megjegyzi, hogy a laboratóriumban alkalmazott gyógyszerek nem alkalmazhatók az embereknél, de a hordozókhoz hasonlóan irányt adnak. "Olyan jobb szereket kell kifejlesztenünk, amelyek biztonságosak lesznek az emberi betegeknél, amelyeket rövid időre adhatunk és csökkenthetjük a duzzanatot" - mondta Kirov a kutatás következő lépéseiről. Ma, az agy duzzadásának súlyos eseteiben az idegsebészek eltávolítják a koponya egy darabját, hogy nagyobb teret nyújtsanak az agynak és ideális esetben csökkentsék a maradandó károsodásokat.