Резени от жива човешка мозъчна тъкан помагат на учените да научат кои лекарства могат да блокират вълните на смъртта, които поглъщат и поглъщат мозъчните клетки след инсулт.

резени

Нарича се аноксична деполяризация и тя се дължи предимно на това, че мозъкът получава недостатъчно кръв и кислород след инсулт, казва д-р Сергей Киров, невролог в Медицинския колеж в Джорджия, Медицински училища и докторантури.

Мозъкът използва около 20 процента от общата енергия на тялото и около половината от това е необходимо, за да работи помпата, която поддържа здравословни нива на натрий и калий в и около мозъчните клетки. Инсултът отнема горивото на помпата, наречено ATP, така че невроните и поддържащите астроглиални клетки бързо се подуват и нефункционират. Клетките умират, ако помпите не започнат да работят скоро, казва д-р Киров.

Получените вълни са отговорни за голяма част от непосредствената смърт на мозъчните клетки в сърцевината на инсулт. По-леките вълни могат да продължат да удрят съседни области в продължение на часове или дни, потенциално увеличавайки размера на удара и щетите. В тази област, наречена полусянка, клетките получават малко повече кислород, така че има потенциал за възстановяване, ако вълните могат да бъдат заглушени, казва той.

Д-р Киров изследва дали няколко лекарства могат да спрат ударите на полусянката при животински модел и завърши малко пилотно проучване върху човешка тъкан. Ученият, който ръководи лабораторията за човешки мозък на MCG, наскоро получи втори грант от Националния институт по неврологични разстройства и инсулт, за да се съсредоточи върху потенциала на лекарствата в човешката тъкан. "Имаме само една одобрена лекарствена терапия за инсулт и са необходими нови подходи за подобряване на лечението на третата водеща причина за смърт в западните страни", казва той. Той и други вярват, че фокусът върху човешката тъкан ще идентифицира по-добре терапиите, които имат реални клинични предимства.

Специален доклад в изданието на Stroke от 29 ноември 2007 г. отбелязва неуспеха при многобройни терапии за инсулт, които изглеждат обещаващи при проучвания върху животни, и очертава нова пътна карта, която включва по-добро доказателство за ефикасност при животински модели, както и проучвания върху човешки мозък тъкан, фокусираща се върху полусянката.

Д-р Киров е съгласен. "Човешкият мозъчен резени като моделна система може да осигури липсваща връзка между животинските модели и пациентите и да предложи уникален шанс за идентифициране и изучаване на потенциално полезни терапевтични средства."

Той получава живи изображения на светещи човешки неврони или астроглиални клетки, за да разгледа първо симулирания удар и след това каква защита осигуряват различните лекарства. Тъканта се отстранява предимно по време на операция за епилепсия в MCGHealth Medical Center и Детски медицински център. Той възпроизвежда инсулт в тъканта, като задържа кислород и глюкоза, след което измерва дали лекарствата могат да блокират аноксичната деполяризация.

Има много живи доказателства, че клетките могат да се възстановят, ако вълните са краткотрайни: това е по същество това, което се случва при мигрена. „Някои хора описват това, което се движи през зрителното си поле: вълна заглушава, но не убива невроните“, казва д-р Киров. Точно това, което започва вълната, остава въпрос без отговор. Но той смята, че може да помогне да се забави или предотврати разрушителната електрическа активност, която те носят, без да потиска обичайното действие на централната нервна система.

Той тества дибукаин, местна упойка, за която е известно, че въздейства на йонните канали, които регулират потока на отрицателно и положително заредени молекули във и извън клетките. Положително зареденият калий например обикновено изтича през йонните канали. При аноксичната деполяризация вътре в клетките има твърде много натрий и твърде малко калий. Той също така изучава две сигма рецепторни лиганди, декстрометорфан и карбетапентан.

Сигма рецепторите са повсеместни в организма, но малко се знае за тяхната роля и това, което естествено ги активира. Последните изследвания показват, че сигма рецепторите помагат за защита на клетките от стрес, като осигуряват адекватно ниво на правилно сгънатите протеини, необходими им за нормална функция. Биологът на MCG за ретината Силвия Смит и други са показали, че сигма рецепторите са разположени в ендоплазмения ретикулум на клетките, който контролира синтеза на протеини и регулира нивата на калций. Когато е необходимо, рецепторите изглежда придружават тези протеини към клетъчната електроцентрала или митохондриите. В своите проучвания д-р Киров тества дали тези сигма рецепторни лиганди инхибират аноксичната деполяризация при хората, за да прогнозират транслационния успех.