PMC (Suomi)

Keskustelua

– Olemme ehdottaneet, että alkoholin aiheuttamaa rappeutumista entorhinal aivokuoren pyramidin neuronien ja hampaallisilla rae solujen aikuisilla rotilla, joka johtuu toistuvia jaksoja altistuminen ja peruuttaminen liittyy merkittävässä määrin nonsynaptic solujen (erityisesti gliasolujen) turvotus ilmiöitä., Tämä ehdotus perustuu tukahduttaminen sekä aivojen turvotus ja neurodegeneraatioon in vivo ja in vitro oli saavuttaa diureetti furosemidi, voimakas K+-Cl− co-liikenne-estäjä (Collins et al., 1998; Corso ym., 1998); tämä tutkimus koskee pääasiassa ATZ: tä ja vähäisemmässä määrin torasemidia ja BUM: ia., Keskeisiä tuloksia tässä on, että AQP4 vesi kanavat näyttävät olevan upregulated, jonka neurotoksisia humalahakuinen alkoholin altistumisen in vitro, ja että ATZ, diureetti puuttuu antioksidantti teho—toisin kuin furosemidi—ja myös voimakas estäjä AQP4 toimintaa, tukahduttaa humalahakuinen alkoholin riippuvainen aivojen turvotus ja neurodegeneraatioon in vitro-ja in vivo.,

Voit tarkistaa, furosemidi on antioksidantti potentiaalia ja määrittää, onko vai ei ATZ ja torasemidin hallussaan samanlaisia ominaisuuksia, me hyödyntää ORAC määritys, laajalti hyväksytty standardi työkalu antioksidantti mittaukset lääke-ja elintarviketeollisuus (Huang et al., 2002). Kuten kaikki antioksidantti arvioita, ORAC määritys on sen puutteita, mutta sen käyttö peroxyl (tai hydroksyyli) radikaaleja ja pro-oksidantteja tekee erilaisia määrityksiä, jotka sisältävät hapettimia, jotka eivät välttämättä pro-oksidantteja (Prior et al., 2005). Kuitenkin, kuten muualla korostettiin (Hamelink et al.,, 2005), useista syistä yksi antioksidanttiaktiivisuuden in vitro-parametri ei välttämättä ennusta biologista aktiivisuutta in vivo.

in vitro-arvioinnit humalahakuinen alkoholin neurotoksisuus, että organotypic HEC siivu kulttuuri taipumus jäljitellä alueellisten aivojen rappeuma kuvio havaittu in vivo, joitakin eroja, kuten joskus selvää, CA1 vahinkoa ja mahdollisesti NMDAR osallistumista. Epäilemme, että nämä erot liittyvät nuoren iän HEC viipaleet kulttuuri (noin 4 viikon iässä yleistä) suhteessa aikuisen aivot, mutta tämä vaatii lisätutkimuksia., Kuitenkin, säilyttää paljon neuron-glia suhteita ja hermosolujen yhteydet ehjä kypsymässä aivot, aivot siivu kulttuurit ovat erillisiä etuja neurotoksisuuden kokeiluja yli hajallaan (yleensä sikiön) hippokampuksen tai aivokuoren kulttuureissa (Diekmann ym., 1994; Holopainen, 2005). Alkoholin aiheuttama neurodegeneraatioon aivojen siivu kulttuureissa on yleensä vaaditaan subkrooninen altistuminen pitoisuudet lähestyy ∼100 mM, yhdessä nostot (Collins et al., 1998; Prendergast ym., 2004)., Tällaiset pitoisuudet eivät kuitenkaan ole harvinaisia kroonisten alkoholistien bingaamisessa (Lindblad and Olsson, 1976; Urso et al., 1981; Minion et al., 1989). Määrittäminen neurodegeneraatioon slice kulttuureissa käytetään PI, elintärkeä tahra, joka tarrat kuolee neuronien (Vornov et al., 1991), ja LDH release, yleinen neurotoksisuuden mitta aivoviipaleviljelmissä, jotka korreloivat hyvin PI-merkintöjen kanssa (Bruce et al., 1996; Noraberg ym., 1999)., Osalta media ehtoja aivojen siivu kokeiluja, me tunnustamme ne ovat todennäköisesti hyperosmolaarinen vaihtelevasti aikana alkoholin altistuminen (sopusoinnussa plasma-alkoholistien aikana myrkytyksen (Schneider et al., 1992; Purssell ym., 2001)), mutta iso-osmolaarinen varoaikoina.

Turning in vivo-menetelmät tässä raportissa, meidän aiemmin humalahakuinen alkoholin aiheuttama aivojen neurodegeneraatioon tutkimukset (Corso et al., 1990; Collins ym.,, 1996) hyödynnetään alkuperäinen lähestymistapa aiheuttaa alkoholin peruuttamista kohtauksia (Majchrowicz, 1975), joka oli ensimmäinen totesi, edistää rappeutumista pyramidin neuronien limbisen (erityisesti entorhinal) aivokuoren alueiden ja rae solujen dentate gyrus (Levy et al., 1982). Tämä merkitsi alkoholin intubations kolme-neljä kertaa päivässä (9-12 g/kg/päivä) 4-päivän kesto luo, jotka saivat jaksoittaista hoitoa korkea keskimääräinen BAC-arvot (360-450 mg/dl), mutta kuolleisuus joskus lähestyy 40%. Muutimme mallia lievempään hoitoon (Collins et al.,, 1998) yhden päivittäin alkoholia intubaatio (∼5 g/kg) 7-10 päivää, saadaan keskimäärin 2-s BAC arvot ∼250 mg/dl—vielä pidetä kliinisesti vakavia myrkytyksen (Lowenstein ym., 1990) – ja alempi (∼20%) kuolleisuus; tätä muutosta käytettiin tässä ATZ: n kanssa. Se, että tässä tutkimuksessa vuorokausiarvot ja yhteenlasketut 2 h: n BAC-arvot eivät eronneet alkoholi – ja alkoholi + ATZ-hoitoa saaneiden rottien välillä (Kuva. 6A) poistaa mahdollisuuden, että aivojen alemmat alkoholipitoisuudet voivat selittää diureettien edeemiset ja neuroprotektiiviset vaikutukset.,

vähemmän vakavia yhden päivittäin subkrooninen humalahakuinen tuottaa alueelliset jakaumat taantumasta (argyrophilic) neuronit, jotka ovat mahdoton erottaa—mutta vähemmän intensiivistä kuin ne alkuperäisessä Majchrowicz (1975) menettely. Nmdar-inhibitio ei aiheuta merkittävää neuroprotektiota kummassakaan myrkytysprotokollassa. Aste aiheuttama aivojen turvotus on samankaltainen sekä humalahakuinen malleja; tältä osin aivojen vettä lisätä Kuvassa 6B, vaikka näennäisesti pieni osa (noin 0,6 prosenttia), edustaa lähes 2,5% aivojen turvotusta (Elliott ja Jasper, 1949)., Lyhyesti, ei ole viitteitä siitä, että alkuperäinen Majchrowicz myrkytyksen menettely ja sen kerran vuorokaudessa muutos eroavat solujen mekanismeja vastuussa alkoholin aiheuttama aivojen turvotus ja neurodegeneraatioon.

Samanaikaisesti estämällä neurodamage, furosemidi tukahdutetaan aivojen turvotus aikuisilla rotilla, koska toistuvia kerran päivässä myrkytyksen/nosto—vaikutus sopusoinnussa diureetti on saarto Ca2+-riippumaton astroglial turvotusta epileptogenic hippokampuksen viipaleiksi (Hochman ym., 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), eikä siihen liittynyt lisääntynyt aivojen nmdar kuten on todettu MK-801 sitovalla (Rudolph et al., 1997), edelleen väittää vastaan merkittävä eksitotoksinen mekanismi. Se on edelleen mahdollista, kuten alkoholistien ionotrooppisten glutamaattireseptorien (Preuss et al., 2006) ja tarkistaa muut (Tsai ja Coyle, 1998), että liiallinen glutamatergisen siirto voisi olla mukana alkoholi peruuttaminen kohtauksia ja häiriintynyt autonomisen hermoston aktivointi., Kuitenkin, humalahakuinen alkoholin päihtynyt aikuinen rotat, tiheys neurodegeneraatioon saavuttaa huippunsa huomattavasti aikaisemmin kuin aika on suurin takavarikko toimintaa (Majchrowicz, 1975) ja ei lisää koko 36-h varoaika (Collins et al., 1996) – viittaa siihen, että kohtausten taipumus ja neurodamage eivät liity suoraan toisiinsa.

Taulukossa 1 on yhteenveto vaikutuksista kolme diureetit siitä, humalahakuinen alkoholin vaikutuksia in vitro ja/tai in vivo, ja kontrastit nämä havainnot niiden antioksidantti mahdollisuuksia., Mukana ovat HEC slice culture-tulokset sekä raportoidut in vivo-tutkimukset BUM-ja L-644, 711-rokotteilla. Se sisältää myös raportoitu tuloksia useita antioksidantteja jo viittasivat, joka käsitellään alla. ORAC-määritykset vahvistivat, että furosemidi on tehokas antioksidantti, joka on ainakin ekvipotentti E–vitamiiniin liittyvän Troloxin kanssa. Perustuu furosemidi toimintaa, sekä positiivisia tuloksia perustettu useita antioksidantteja ja negatiiviset tulokset L-644, 711 ja BUM, Hamelink et al., (2005) ehdotti, että furosemidin suoja voisi liittyä kiinteämmin sen antioksidanttisiin ominaisuuksiin kuin turvotuksen vähentämiseen. Korostamme kuitenkin, että edellä mainitussa tutkimuksessa ei tehty vahvistavia aivojen turvotusarviointeja. Esimerkiksi, jos humalahakuinen alkoholin aiheuttama aivojen turvotus oli todettu olevan vaikutusta in vivo-L-644, 711 tai PUMMI veri-aivoesteen, aineenvaihdunnan, tai muista syistä, Hamelink et al. (2005) päätelmiä olisi mielestämme tarkistettava. Ja siihen asti BUM ei onnistunut estämään turvotusta HEC-viipaleissa humala-alttiiksi alkoholille(Kuva. 5 C)., Lisäksi, jos mekanismi on muu kuin turvotus ehkäisy (kuten vapaiden radikaalien ansastusta) oli pääasiallinen neuroprotektiivisia yksi palveluksessa furosemidi, diureetti olisi ollut odotettavissa merkittävästi vähentää humalahakuinen alkoholin aiheuttama neurodamage kaikilla alueilla, mutta se ei ole näin tehnyt, haju-lamppu glomerulusten (Collins et al., 1998), alue, jota Hamelink et al ei tutki. (2005).,

lisäksi Taulukossa 1 on yhteenveto, joka, vaikka puuttuu antioksidantti valmiutta, ATZ diureetti, pääpaino nämä nykyiset kokeet, esti humalahakuinen alkoholin aiheuttama kudoksen veden kertymistä ja neurodegeneraatioon sekä HEC siivu kulttuurien ja in vivo. Hiilihappoanhydraasin estäjä ja aivoverenkierron dilaattoriärsyke (Settakis et al., 2003), ATZ: n on raportoitu vähentävän iskeemistä aivojen turvotusta rotilla (Czernicki et al., 1994), mutta ei ilmeisesti ole muuta tietoa, joka yhdistäisi diureetin mahdolliseen neuroprotektioon., Lisäksi, ja erityisesti liity meidän alkoholia kokeiluja, ATZ ja useita arylsulfonamide isomeerejä on havaittu olevan voimakkaasti estävät AQP4 veden kanava (Huber et al., 2007); tämän vaikutuksen mahdollista merkitystä käsitellään tarkemmin jäljempänä.

Torasemidin, a sulfonyyliurean-pohjainen yhdiste, joka pidetään tehokkaampi loop-diureetti kuin furosemidi mutta mukaan ORAC tulokset, hänellä ei ole antioksidantti kyky, on ollut jonkin verran menestystä neurosuojaavan agentti aivohalvaus/turvotus mallit (Plangger, 1992; Staub et al., 1994)., Se myös estää selektiivisesti Cl− liikenne-liittyvät glial turvotusta, vaimentava asidoosi-riippuvainen mutta ei solunulkoisen glutamaatin-herätti solun tilavuus kasvaa (Staub et al., 1993). HEC slice-viljelmissämme torasemidi esti suurelta osin humalahakuisen alkoholialtistuksen/vieroitusoireiden aiheuttaman LDH-vapautumisen. Vaikka torasemidin saattaa suojata muilla molekyylitason mekanismeja, kuten estämällä angiotensiini/angiotensiini-reseptorin väyliä (Fortuno et al., 1999; Muniz ym.,, 2001), tulos on sopusoinnussa sen näkemyksen, että aivojen kudosten liiallista nesteytystä ja sen loppupään vaikutukset ovat mahdollisesti tärkeitä tekijöitä alkoholi on neurotoksisia mekanismi.

epäonnistuminen L-644, 711 suojaamaan humalahakuinen alkoholin aiheuttama neurotoksisuus HEC siivu kulttuureissa (Fig. 6)ja In vivo (Hamelink et al., 2005) osoittaa, että yhdiste, joka ensisijaisesti estää Cl−/HCO3− vaihto, voi tehokkaasti torjua humalahakuinen alkoholin aiheuttama aivojen vettä lisää., Vaikka ei ole riittävää näytettä in vivo-humalahakuinen alkoholin/turvotus tutkimukset, toteamme, että aivohalvauksen malli rotilla, L-644, 711 oli tehoton vähentää aivojen turvotusta (Cole et al., 1991). Suhteessa BUM, sopusoinnussa in vivo tuloksia Hamelink et al. (2005), tämä diureetti ei suojannut humalahakuiselta alkoholin neurodamagilta HEC slice culture-mallissa. Me osoitti lisäksi, että, toisin kuin ATZ ja furosemidi, HEC siivu turvotus aiheuttama humalahakuinen alkoholin ei ehkäistä tämän diureetti, mahdollisesti selittää sen puute neuroprotektioon., Jotkut näkökohdat että ehkä taustalla on, että PYLLY on huomattavasti vähemmän tehokas kuin furosemidi kannalta esto Cl− -puristamista KCC2 transporter, mutta on 500-kertainen vahvempi estäjä electroneutral Na+-K+-2Cl− (NKCC1) co-transporter (Payne et al., 2003). Tämä ero potensseissa on ajatus taustalla PUMMI on todettu, ettei epilepsialääkkeiden vaikutuksia verrattuna furosemidi on esto K+-epilepsian aiheuttama aktiivisuus hippokampuksen viipaleiksi (Margineanu ja Klitgaard, 2006)., On siis mahdollista, että tämä ero PYLLY ja furosemidi on myös tärkeää yhteydessä estymisen ehkäisy, alkoholin aiheuttama aivojen turvotus ja neurodegeneraatioon.

Uudelleenarvioimista kysymys furosemidi ja sen tehokkuutta, diureetti on hermosoluja suojaava vaikutus vastaan humalahakuinen alkoholin aiheuttama vahinko näin saattaa syntyä toimenpiteiden yhdistelmä ei ole käytettävissä PUMMI tai L-644, 711. Sen ehkäisy, alkoholin aiheuttama aivojen turvotus (Collins et al.,, 1998) voisi ensin peräisin diureetti on voimakas esto aivojen-erityisiä KCC2 co-transporter kuten edellä, jolloin palauttaminen solujen ionic vahvuus ja tilavuus. Kiinnostava on, että apoptoottisen tapahtumien aiheuttama etoposidi fibroblastien—translokaatio ja sytosolisen BAX proteiinia mitokondrioita ja seurauksena release mitokondrioiden sytokromi c—tukahduttivat furosemidi (Karpinich et al., 2002)., Selitys oli, että BAX translokaatio on tulos konformationaalisen muutoksen BAX johtuvat ionien ja pH: n muutokset sytosolisen miljöö, muutoksia, jotka furosemidi saattaa counter eston kautta Cl− puristamiseen. Parenthetically, onko klassisesti apoptoottisen tapahtumia, kuten sytokromi c: n julkaisu vaikuttaa merkittävästi alkoholin aiheuttama neurodegeneraatioon on epävarmaa, koska tutkimuksen humalahakuinen alkoholin päihtynyt rotilla käyttäen terminal indikaattori apoptoosin, TUNEL värjäys, oli suurelta osin negatiivinen (Obernier et al., 2002)., Kuitenkin BAX translokaatio ja sytokromi c: n julkaisu olisi tarkasteltava humalahakuinen alkoholin malleja, koska nämä tapahtumia voi syntyä riippumaton klassisen apoptoosin mekanismit.

emme kuitenkaan kyseenalaista, että ylimääräinen furosemidin vaikutustapa, joka voisi edistää neuroprotektiota (ja mahdollisesti aivojen turvotuksen vähenemistä), voisi hyvinkin olla antioksidatiivinen., Oksidatiivisen stressin on oletettu, meille ja useita muita kuin keskeisiä alkoholi on neurotoksisia mekanismi; itse asiassa, kuten on esitetty Taulukossa 1, hallinnon valittu antioksidantteja (erityisesti kannabidioli, E-vitamiinia, ja butyylihydroksitolueeni), mikäli merkittäviä neuroprotektioon vuonna humalahakuinen alkoholin päihtynyt rotilla (Hamelink et al., 2005; Crews ym., 2006), mutta reaktiivisten happilajien (ROS) lähteet ovat epätäsmällisiä. Furosemidin muut mahdolliset vaikutukset näyttävät olevan vähemmän merkityksellisiä alkoholimallien kannalta., Diureetti on raportoitu olevan GABA-reseptorin antagonisti pitoisuuksilla, jotka ovat samanlaisia kuin ne, joita käytetään HEC siivu kulttuureissa, mutta vihamielisyys ilmenee ensisijaisesti pikkuaivot ja hippokampus ja aivokuori (Korpi ja Luddens, 1997).

keskeinen liittyvä seikka on se, että meidän alustavan havainnon lisääntynyt AQP4 aikana humalahakuinen alkoholin aiheuttama turvotus ja neurodegeneraatioon vuonna HEC viipaleiksi voisi olla kehittyvien merkitystä kannalta alkoholi on turvotus-pohjainen mekanismi. Se aquaporin veden kanava perhe koostuu useista geenin tuotteita, AQP4 ensisijainen muodossa, aivot (Gunnarson ym.,, 2004). Vaikka ilmaistiin ensisijaisesti astrogliassa (Amiry-Moghaddam et al., 2003), se on myös ilmaissut microglia aktivoi tulehduksellinen ärsykkeitä (Tomas-Camardiel et al., 2004). Yhä enemmän todisteita osoittaa, että AQP4 toiminnan soittaa liikkeellepaneva osa cellular (sytotoksinen) glial turvotus eläinten malleja trauma, aivohalvaus ja iskemia (Taniguchi et al., 2000; Badaut ym., 2007; Neal et al., 2007). Vaikka tarkka luonne (ts., sytotoksisten vs. vasogenic) binge alkoholi–riippuvainen turvotus on vielä epävarma, epäilemme, että glial turvotus on tärkeä osa, ja AQP4 voisi näin aikaisin neuropatologisia havainnointimenetelmiä rooli. Kuitenkin, se on edelleen mahdollista, että AQP4 korkeus on solun selviytymisen vastaus turvotus ja siihen liittyvät neuroinflammatory vastausten sijaan (tai lisäksi) on aiheuttava vaihe. Esimerkiksi, säätelyä useita cell death/selviytymisen geenejä, mukaan lukien AQP4, liittyi iskeeminen neuroprotektioon johtuu tulehduksellinen (endotoksiini) aivojen esivalmistelu (Mallard ja Hagberg, 2007)., Tähän kysymykseen vastaamiseksi tarvitaan knockdown-tai knockout-malleilla tehtyjä tutkimuksia.

Meidän nykyinen näkemys on, että millä tahansa molekyyli-prosessi on aloitettu, aivojen turvotus (osittain sytotoksinen) ja niihin liittyvät solujen stressiä muodonmuutos johtuu toistuvia korkea altistuminen alkoholille ja peruuttaminen edistää pro-inflammatorisia prosesseja kattaa aktivointi PLA2 ja liiallinen liikkeelle AA, lisääntynyt oksidatiivinen stressi kuin yksi loppupään tulos (Lehtonen ja Kinnunen, 1995; Basavappa et al., 1998). The work of Crews et al. (2004) viittaa siihen, että lisääntyneet proinflammatoriset sytokiinit (esim.,, TNFa), voi myös olla mukana. Kun solunsisäinen ROS nousu johtuu alkoholi/alkoholin peruuttamista stressiä ja solujen turvotus voi johtua useista reiteistä lisäksi PLA2 (esim. sytokromi P450, ksantiinioksidaasi, ribonukleotidi-reduktaasin, NADPH oksidaasin, ja mitokondrioiden vuoto), AA on joskus merkittävä tekijä on hermoston ROS prosessi (Bobba et al., 2008). AA voisi tuottaa oksidatiivista stressiä entsymaattisesti ja ei-bentsymaattisesti (Chan, 2001; Farooqui et al., 2004) sekä epäsuorasti NADPH-oksidaasiinduktion kautta (Dana et al.,, 1998); se voi myös pahentaa turvotusta (Chan et al., 1983; Winkler ym., 2000). Lisäksi ROS voisi olla positiivinen palaute signaaleja, edelleen aktivoimalla PLA2 isoformeja (Martinez ja Moreno, 2001). Mahdollisesti erillään ROS sukupolven, AA voisi polttokennojen kuoleman prosesseja stimuloimalla mitokondrion läpäisevyyden siirtyminen (Scorrano et al., 2001). Glutamaatti, jota vapauttaa astrosyyttinen turvotus sekä AA(Freeman et al.,, 1990; Kimelberg ja Möngin, 1998), voi pahentaa oksidatiivisen stressin kautta ei-excitotoxic koulutusjakson, johon esto glutationi biosynteesi (oksidatiivisen glutamaatti myrkyllisyys (Tan et al., 2001). Huomaa, meidän nykyinen estäjän tutkimuksissa HEC siivu kulttuurit osoittavat, että saarto PLA2 toiminta on neuroprotektiivisia vastaan humalahakuinen alkoholin hoito (Brown et al., 2008)., Kuitenkin, edelleen mekanistinen mahdollisuus on mahdollinen integroiva rooli alkoholi-riippuvainen neurodamage for nuclear factor kappa B (NF-kB), on neuroinflammatory-liittyvät transkriptio tekijä, joka on raportoitu olevan upregulated, jonka monityydyttymättömiä rasvahappoja, kuten AA (Maziere et al., 1999) sekä alkoholin kulttuurien ja humalahakuinen alkoholin myrkytyksen in vivo (Zima ja Kalousova, 2005; Crews et al., 2006; Zou and Crews, 2006).,

yhteenvetona, koska kaksi diureetit, joilla ei ole antioksidantti teho, ATZ ja torasemidin, estää sekä aivojen turvotus ja humalahakuinen alkoholin aiheuttama ilman kuumetta, me väittävät, että aivot turvotus on todennäköisesti kriittinen tekijä, joka johtaa neurodegeneraatioon, sen tukahduttaminen näiden diureetit, kuten furosemidi (mutta ei PUMMI tai mahdollisesti L-644, 711) tarjoaa merkittäviä neuroprotektioon. Jokaiselle tehokkaalle tekijälle voisi kuitenkin olla olemassa lisäsuojamekanismeja., Myös aqp4-vesikanavat, joita ilmeisesti lisää humalahakuinen alkoholi, voivat olla tärkeitä havaitun turvotuksen syntymisessä tai ylläpidossa. Lisätutkimuksia tarvitaan, jotta voidaan ymmärtää mekanismeja, joilla toistuva alkoholimyrkytys ja vieroitusoireet edistävät aivojen turvotusta ja miten / onko aqp4 keskeisesti mukana.