PMC (Čeština)

Diskuse

Jsme navrhli, že alkohol vyvolané degenerace entorinální kortikálních pyramidových neuronů a dentate granule buněk u dospělých potkanů, které dochází v důsledku opakující se záchvaty expozice a odstoupení od smlouvy je vázána do značné míry na nonsynaptic mobilní (zejména nervové) otok jevy., Tento návrh byl založen na potlačení edému mozku i neurodegenerace in vivo a in vitro bylo dosaženo diuretickým furosemidem, silným inhibitorem k+-Cl− ko-transportu (Collins et al., 1998; Corso et al., 1998); tato studie se zabývá především ATZ a v menší míře torasemidem a bumem., Mezi hlavní výsledky v tomto dokumentu jsou, že AQP4 vodních kanálů se zdají být přesměrován na neurotoxické záchvatovité alkoholu expozice in vitro, a že ATZ, diuretikum chybí antioxidační účinnost—na rozdíl od furosemidu—a také silný inhibitor aktivity AQP4, potlačuje flámu závislých na alkoholu edém mozku a neurodegeneraci in vitro a in vivo.,

ověřte, furosemid je antioxidační potenciál a určit, zda nebo ne ATZ a torasemid posedlý podobné schopnosti, využili jsme ORAC test, široce přijímaný standardní nástroj pro antioxidační aktivity měření ve farmaceutickém a potravinářském průmyslu (Huang et al., 2002). Stejně jako všechny antioxidant odhady, ORAC test má své nedostatky, ale jeho použití peroxyl (nebo hydroxylu) radikály jako pro-oxidanty, dělá to se liší od testů, které zahrnují antioxidanty, které nejsou nutně pro-oxidanty (Prior et al., 2005). Nicméně, jak bylo zdůrazněno jinde (Hamelink et al.,, 2005), z různých důvodů jediný parametr in vitro antioxidační aktivity nemusí nutně předpovídat biologickou aktivitu in vivo.

Pro in vitro hodnocení záchvatovité alkoholu neurotoxicity, orgánových analýzách HEC plátek kultura má tendenci se replikovat regionální mozku degenerace vzor pozorovány in vivo, s některými rozdíly, jako jsou někdy zřejmé, CA1 poškození a případně NMDAR zapojení. Máme podezření, že tyto rozdíly souvisejí s dospívajícím věkem HEC plátků v kultuře (∼4 týdny věku celkově) ve vztahu k dospělému mozku, ale to vyžaduje další studium., Nicméně, v zachování velké části neuron-glia vztahy a neuronální konektivity neporušené zrání mozku, mozek plátek kultury mají různé výhody pro neurotoxicity experimenty přes rozptýlené (obvykle plodu) hipokampu nebo kortikální kultur (Diekmann et al., 1994; Holopainen, 2005). Alkoholem způsobené neurodegenerace v mozku plátek kultur se obvykle požaduje, subchronické expozice koncentrace blíží ∼100 mM, v kombinaci s výběry (Collins et al., 1998; Prendergast et al., 2004)., Takové koncentrace však nejsou neobvyklé u bingingových chronických alkoholiků (Lindblad a Olsson, 1976; Urso et al., 1981; Minion et al., 1989). Stanovení neurodegeneraci v řezu kultur používaných PI, zásadní skvrna, která štítky umírání neuronů (Vornov et al., 1991) a uvolňování LDH, obecná míra neurotoxicity v kulturách mozkových plátek, která dobře koreluje s označením PI (Bruce et al., 1996; Noraberg et al., 1999)., Pokud jde o mediální podmínky v našich experimentech s plátkem mozku, uznáváme, že během expozice alkoholu budou pravděpodobně hyperosmolární v různé míře (v souladu s plazmou alkoholiků během intoxikace (Snyder et al., 1992; Purssell et al., 2001)), ale iso-osmolární během abstinenčních období.

pokud jde o metodiku in vivo v této zprávě, naše dřívější studie neurodegenerace mozku vyvolané alkoholem (Corso et al., 1990; Collins et al.,, 1996) využití originální přístup k vyvolat alkohol abstinenční záchvaty (Majchrowicz, 1975), které bylo poprvé uvedeno na podporu degenerace pyramidální neurony v limbickém (zejména entorinální) korových oblastech a granule buňky gyrus dentatus (Switzer et al., 1982). To znamenalo alkoholu intubace tři až čtyři krát denně (9-12 g/kg/den) na 4-denní doba pro generování epizodicky vysokou průměrnou BAC hodnoty (360-450 mg/dl), ale s úmrtností někdy se blíží 40%. Model jsme upravili na méně závažnou léčbu (Collins et al.,, 1998) v jedné denní alkoholu intubace (∼5 g/kg) po dobu 7-10 dní, poddajný průměr 2-h BAC hodnoty ∼250 mg/dl—stále považovány za klinicky závažné intoxikace (Lowenstein et al., 1990)—a nižší (∼20%) úmrtnost; tato modifikace zde byla použita s ATZ. Skutečnost, že v této studii se denní a souhrnné hodnoty 2-h BAC nelišily mezi potkany léčenými alkoholem a alkoholem + ATZ(obr. 6A) vylučuje možnost, že by nižší koncentrace alkoholu v mozku mohly vysvětlit antiedemické a neuroprotektivní účinky diuretika.,

méně závažné jedné denní subchronické flámu generuje regionální distribuce degeneruje (argyrophilic) neuronů, které jsou k nerozeznání od—, ale méně intenzivní než ty v původní Majchrowicz (1975) postup. Žádná významná neuroprotekce není dosažena inhibicí NMDAR V jednom z intoxikačních protokolů. Míra indukované edém mozku je podobná v obou flámu modely; v tomto ohledu, mozek vody zvýšit na Obrázku 6B, i když zdánlivě nízké procento (∼0.6%), představuje téměř 2,5% otok mozku (Elliott a Jasper, 1949)., Stručně řečeno, neexistuje žádný náznak, že původní Majchrowicz intoxikace řízení a jeho jednou denně modifikace se liší v buněčné mechanismy odpovědné za alkohol-indukovaného edému mozku a neurodegeneraci.

Současně s inhibicí neurodamage, furosemid potlačil edém mozku u dospělých potkanů v důsledku opakující se jednou denně intoxikace/odstoupení od smlouvy—účinek v souladu s diuretikem je blokáda Ca2+-nezávislým astroglial otok v epileptogenní hipokampu plátky (Hochman et al., 1995)., Lack of neuroprotection in the binge intoxication models by MK-801, 6,7-dinitroquinoxaline-2,3-dione (non-NMDAR glutamate receptor antagonist), nimodipine, or nitric oxide synthase inhibitors provides no support for a central role for glutamate receptor-dependent excitotoxicity, extracellular Ca2+ uptake, or nitric oxide generation (Zou et al., 1996; Collins et al., 1998; Corso et al., 1998). Also, the facts that binge alcohol–induced neurodegeneration in rats was not reduced by the noncompetitive NMDAR antagonist, memantine (Hamelink et al.,, 2005), ani to nebylo doprovázeno zvýšeným mozkem NMDAR, jak bylo zjištěno s vazbou MK-801 (Rudolph et al., 1997), dále argumentovat proti prominentnímu excitotoxickému mechanismu. Stále je to možné, jak naznačují studie ionotropních glutamátových receptorů u alkoholiků (Preuss et al. 2006) a přezkoumány ostatními (Tsai a Coyle, 1998), že nadměrné glutamátergního přenosu by mohly být zapojeny v odnětí alkoholu záchvaty a poruchy autonomní aktivace., Nicméně, přejídání, alkohol–pod vlivem alkoholu dospělých potkanů, hustota neurodegeneraci dosahuje maxima podstatně dříve, než v době největší záchvat aktivity (Majchrowicz, 1975) a nezvyšuje v průběhu 36-h ochranná lhůta (Collins et al., 1996) – naznačuje, že náchylnost k záchvatům a neurodamáž nejsou přímo spojeny.

Tabulka 1 shrnuje účinky tří diuretik na účinky alkoholu in vitro a/nebo in vivo a kontrastuje s těmito nálezy s jejich antioxidačními potenciály., Naše výsledky HEC slice kultury, stejně jako hlášené in vivo studie s BUM a L-644, 711 jsou zahrnuty. Zahrnuje také hlášené výsledky s několika antioxidanty, které již byly zmíněny, které budou popsány níže. ORAC testy ověřeno, že furosemid je účinný antioxidant, být alespoň stejně s vitamin E–související Trolox. Na základě aktivity furosemidu, stejně jako pozitivních výsledků s několika zavedenými antioxidanty a negativními výsledky S L-644, 711 a BUM, Hamelink et al., (2005) navrhl, že ochrana furosemidu by mohla být těsněji spojena s jeho antioxidačními vlastnostmi než se snížením edému. Zdůrazňujeme však, že ve výše uvedené studii nebyla provedena žádná potvrzující vyšetření edému mozku. Například, pokud bylo zjištěno, že edém mozku vyvolaný alkoholem není in vivo ovlivněn l-644, 711 nebo BUM pro hematoencefalickou bariéru, metabolickou nebo jinou příčinu, Hamelink et al. (2005) závěry by podle našeho názoru vyžadovaly revizi. A do té doby BUM nedokázal zabránit edému v sekcích HEC, které byly vystaveny alkoholu (obr. 5C)., Kromě toho, pokud mechanismus, než otok odstrašování (jako volný radikál odchyt) byl hlavním neuroprotektivní pracovník furosemid, diuretikum by byly očekává, že výrazně snížit záchvatovité alkoholu vyvolané neurodamage ve všech postižených regionech, ale to se jí nepodařilo v čichové žárovky glomerulů (Collins et al., 1998), region nezkoumaný Hamelink et al. (2005).,

Tabulka 1 také shrnuje, že navzdory chybí antioxidační schopnosti, ATZ diuretika, primární zaměření těchto současných experimentů, zabránit přejídání alkoholu vyvolané tkáňové akumulace vody a neurodegeneraci a to jak v HEC plátek kulturách a in vivo. Inhibitor karboanhydrázy a cerebrovaskulární dilatační stimul (Settakis et al., 2003), ATZ bylo hlášeno ke snížení ischemického edému mozku u potkanů (Czernicki et al., 1994), ale zjevně neexistují žádné další informace spojující diuretikum s možnou neuroprotekcí., Kromě toho bylo prokázáno, že ATZ a několik izomerů arylsulfonamidu, a zejména germanových, silně inhibují vodní kanál AQP4 (Huber et al., 2007); možný význam tohoto účinku je dále popsán níže.

Torasemid, sulfonylmočoviny-založené látka, která je považována za účinnější smyčky diuretikum, než furosemid ale podle ORAC výsledky, nemá schopnost antioxidant, má nějaký úspěch jako neuroprotektivní činidlo v tahu/edém modely (Plangger, 1992; Staub et al., 1994)., Také selektivně inhibuje gliální otok související s transportem Cl, zeslabující acidózu-dependentní, ale ne extracelulární zvýšení objemu buněk vyvolané glutamátem (Staub et al., 1993). V našich kulturách řezů HEC torasemid do značné míry zablokoval uvolňování LDH vyvolané expozicí alkoholu/stažením alkoholu. Ačkoli torasemid může chránit prostřednictvím jiných molekulárních mechanismů, jako je blokování cest receptoru angiotensinu/angiotensinu (Fortuno et al., 1999; Muniz et al.,, 2001), výsledek je v souladu s názorem, že mozkové tkáně overhydration a jeho následné účinky jsou potenciálně důležité faktory v alkohol je neurotoxický mechanismus.

selhání L-644, 711 k ochraně proti nadměrné neurotoxicitě vyvolané alkoholem v kulturách řezů HEC (obr. 6) a in vivo (Hamelink et al., 2005) znamená, že sloučenina, která primárně inhibuje výměnu Cl−/HCO3, nemusí účinně čelit nárůstu mozkové vody vyvolané alkoholem., Ačkoli chybí dostatečný vzorek pro in vivo binge alkohol/edémové studie, poznamenáváme, že u modelu mrtvice u potkanů byl L-644, 711 neúčinný při snižování edému mozku (Cole et al., 1991). Pokud jde o BUM, v souladu s výsledky in vivo Hamelink et al. (2005), tento diuretikum nechránil před nadměrným alkoholem neurodamage v modelu kultury HEC slice. Dále jsme ukázali, že na rozdíl od ATZ a furosemidu nebyl tomuto diuretiku zabráněn edém HEC plátek vyvolaný alkoholem, což by mohlo vysvětlit jeho nedostatek neuroprotekce., Některé úvahy, které by mohly vysvětlovat to, že ZADEK je podstatně méně účinný než furosemid z hlediska inhibice Cl− vytlačovací KCC2 transportér, ale je 500-krát silnější inhibitor electroneutral Na+-K+-2Cl− (NKCC1) co-transporter (Payne et al., 2003). Tento rozdíl v energiích je, že jsou základem ZADEK je hlášena absence anti-epileptické účinky ve srovnání s furosemid je inhibice K+-indukované epileptiformní aktivity v hipokampálních plátky (Margineanu a Klitgaardová, 2006)., Je proto možné, že tato divergence mezi BUM a furosemidem je také důležitá v souvislosti s inhibicí/prevencí edému mozku vyvolaného alkoholem a neurodegenerací.

Přehodnocení problému furosemidu a jeho účinnost, diuretikum je neuroprotektivní účinek proti záchvatovité alkoholu–indukované poškození tedy může vzniknout z kombinace akce není k dispozici na ZADEK nebo L-644, 711. Jeho prevence edému mozku vyvolaného alkoholem (Collins et al.,, 1998) by mohl nejprve pocházet ze silné inhibice mozkově specifického kcc2 co-transportéru, jak bylo zmíněno, s výslednou obnovou buněčné iontové síly a objemu. Zajímavostí je, že apoptotických událostí vyvolaných etoposidem v fibroblasty—translokaci z cytosolu BAX proteinu do mitochondrií a následné uvolnění mitochondriálního cytochromu c—byly potlačeny furosemid (Karpinich et al., 2002)., Vysvětlení bylo, že translokace BAX je výsledek konformační změny v BAX vyplývající z iontové a změny pH v cytosolu prostředí, změny, které se furosemid může counter prostřednictvím inhibice Cl− vytlačování. Jen tak naokraj, ať už klasicky apoptotických akcí, jako jsou cytochrom c vydání významně přispět k alkoholem způsobené neurodegenerace je nejistý, je například studie v záchvatovité alkoholu–intoxikovaných krys pomocí terminálu ukazatelem apoptózy, TUNEL barvení, byl do značné míry negativní (Obernier et al., 2002)., Nicméně translokace BAX a uvolňování cytochromu c by měly být zkoumány v modelech alkoholu, protože tyto události mohou vzniknout nezávisle na klasických mechanismech apoptózy.

nezpochybňujeme však, že další způsob působení furosemidu, který by mohl přispět k neuroprotekci (a případně ke snížení edému mozku), by mohl být antioxidační., Oxidační stres byla vyslovena domněnka, že u nás a několik dalších jako základní alkohol je neurotoxický mechanismus; ve skutečnosti, jak je uvedeno v Tabulce 1, správy vybraných antioxidantů (zejména cannabidiol, vitamin E, a butylovaný hydroxytoluen), za předpokladu, významné neuroprotekce v přejídání, alkohol–pod vlivem alkoholu u potkanů (Hamelink et al., 2005; Crews et al., 2006), ale zdroje reaktivních druhů kyslíku (ROS) jsou nepřesně pochopeny. Další potenciální účinky Furosemidu se zdají být méně relevantní pro alkoholové modely., Diuretikum je údajně GABA-receptorů v koncentracích podobných těm, které používají v HEC plátek kultur, ale nepřátelství se projevuje především v mozečku a ne v hipokampu a mozkové kůře (Korpi a Luddensové, 1997).

klíč související bodem je, že naše předběžná zjištění zvýšené AQP4 v průběhu záchvatovité alkoholu–indukovaného edému a neurodegeneraci v HEC plátky by mohl být rozvíjející se význam z hlediska alkoholu je edém-založený mechanismus. Rodina vodních kanálů aquaporin se skládá z několika genových produktů, s aqp4 primární formou v mozku (Gunnarson et al.,, 2004). Zatímco vyjádřeno především v astroglii (Amiry-Moghaddam et al., 2003), je také vyjádřena mikrogliemi aktivovanými zánětlivými podněty (Tomas-Camardiel et al., 2004). Rostoucí důkazy naznačují, že AQP4 aktivita hraje důležitou roli v podněcování mobilní (cytotoxické) gliové edém u zvířecích modelů trauma, mrtvice a ischemie (Taniguchi et al., 2000; Badaut et al., 2007; Neal et al., 2007). Ačkoli přesná povaha (tj., cytotoxické versus vykazovala známky) z flámu závislých na alkoholu edém je stále nejisté, máme podezření, že gliové edém je důležitou součástí, a AQP4 by tak mohl mít brzy neuropatologické roli. Je však stále možné, že nadmořská výška AQP4 je odpovědí na buněčné přežití na edém a související neuroinflamační reakce spíše než (nebo kromě) příčinného kroku. Například upregulace počet buněčná smrt/přežití genů, včetně AQP4, byla spojena s ischemickou neuroprotekce v důsledku zánětlivých (endotoxin) mozku stabilizace (Mallard a Hagberg, 2007)., K zodpovězení této otázky jsou zapotřebí studie s knockdown nebo knockout modely.

Náš současný názor je, že, bez ohledu na molekulární proces je zahájen, edém mozku (v části cytotoxické) a s ní spojené buněčné napětí deformace vzhledem k opakující se vysoké expozice alkoholu a abstinenční podporuje pro-zánětlivé procesy zahrnující aktivaci PLA2 a nadměrné mobilizace AA, se zvýšeným oxidativním stresem jako jeden následný výsledek (Lehtonen a Kinnunen, 1995; Basavappa et al., 1998). Práce posádek a kol. (2004) naznačuje, že zvýšené prozánětlivé cytokiny (např.,, TNFa), může být také zapojen. Zatímco intracelulární ROS nadmořských výškách v důsledku alkohol/alkohol, stres a celulární edém může dojít z několika tras, kromě PLA2 (např. cytochromy P450, xantin oxidáza, ribonukleotid reduktázu, NADPH oxidázy a mitochondriální úniku), AA je někdy hlavní přispěvatel v neurodegenerativních ROS proces (Bobba et al., 2008). AA by mohla produkovat oxidační stres enzymaticky a neenzymaticky (Chan, 2001; Farooqui et al., 2004) i nepřímo prostřednictvím indukce NADPH oxidázy (Dana et al.,, 1998); mohlo by to také zhoršit edém (Chan et al., 1983; Winkler et al., 2000). Kromě toho by ROS mohly být pozitivní signály zpětné vazby, které dále aktivují isoformy PLA2 (Martinez a Moreno, 2001). Možná se liší od generace ROS, AA by mohla procesy smrti palivových článků stimulovat přechod mitochondriální propustnosti (Scorrano et al., 2001). Glutamát, uvolněný astrocytickým otokem, stejně jako AA (Freeman et al.,, 1990; Kimelberg a Mongin, 1998), může zhoršit oxidační stres prostřednictvím non-excitotoxic dráhy zahrnující inhibici biosyntézy glutathionu (oxidační glutamátovou toxicitou (Tan et al., 2001). Naše současné studie inhibitorů s kulturami řezů HEC naznačují, že blokáda aktivity PLA2 je neuroprotektivní proti léčbě alkoholu (Brown et al., 2008)., Nicméně, další mechanistické možnost je potenciál integrační roli v alkoholu, závislé na neurodamage pro nukleární faktor kappa B (NF-kB), neuroinflammatory-asociovaný transkripční faktor, který je hlášen být upregulated podle polynenasycených mastných kyselin, jako je AA (Maziere et al., 1999) stejně jako alkoholem v kulturách a intoxikací alkoholem in vivo (Zima a Kalouskova, 2005; Crews et al., 2006; Zou and Crews, 2006).,

stručně řečeno, od dvou diuretik, že nedostatek antioxidační potence, ATZ a torasemid, zabránit otok mozku a záchvatovité alkoholem způsobené neurodegenerace, jsme se tvrdí, že edém mozku je pravděpodobné, že bude kritickým faktorem, který vede k neurodegeneraci, s jeho potlačení těchto diuretik, stejně jako je furosemid (ale ne o ZADEK, případně L-644, 711) poskytuje významnou ochranu centrálního nervového systému. Pro každou z účinných látek by však mohly existovat další ochranné mechanismy., Také vodní kanály AQP4, zjevně zvýšené alkoholem, by mohly být důležité při tvorbě nebo udržování pozorovaného edému. Další studie jsou potřebné k pochopení mechanismů, kterými opakující se intoxikace alkoholem a stažení podporují edém mozku a jak / zda je aqp4 centrálně zapojen.