PMC (Magyar)

a Vita

javasoltuk, hogy az alkohol által kiváltott degeneráció entorhinal agykérgi piramis idegsejtek, illetve fogazott granulátum sejtek felnőtt patkányok miatt előfordul, hogy ismétlődő rohamok expozíció, illetve visszavonása kapcsolódik jelentős mértékben nonsynaptic mobil (különösen a glia) duzzanat jelenségek., Ez a javaslat mind az agyi ödéma, mind a neurodegeneráció in vivo elnyomásán alapult, in vitro pedig a diuretikus furoszemiddel, egy erős K+-Cl− Co-transport inhibitorral (Collins et al., 1998; Corso et al., 1998); jelen tanulmány elsősorban az ATZ-t, kisebb mértékben a toraszemidet és a BUM-ot érinti., Között a legfontosabb eredmények tekintetében, hogy AQP4, víz-csatorna úgy tűnik, hogy upregulated a neurotoxikus mértéktelen alkohol expozíció in vitro, valamint az ATZ, vízhajtó hiányzik antioxidáns potencia—ellentétben a furoszemid—, valamint egy hatékony inhibitora, az AQP4 tevékenység, elnyomja a mértéktelen alkohol–függő agy ödéma, valamint neurodegenerációt in vitro, mind in vivo.,

a furoszemid antioxidáns potenciáljának ellenőrzéséhez, valamint annak megállapításához, hogy az ATZ és a toraszemid hasonló képességekkel rendelkezik-e vagy sem, a gyógyszeriparban és az élelmiszeriparban széles körben elfogadott standard eszközként alkalmaztuk az ORAC-tesztet (Huang et al., 2002). Mint minden antioxidáns becslés, az ORAC-vizsgálatnak is vannak hiányosságai, de a peroxil (vagy hidroxil) gyökök Pro-oxidánsként történő alkalmazása eltér az oxidálószerekkel járó vizsgálatoktól, amelyek nem feltétlenül pro-oxidánsok (előzetes et al., 2005). Mindazonáltal, amint azt másutt hangsúlyozták (Hamelink et al.,, 2005), számos okból az antioxidáns aktivitás egyetlen in vitro paramétere nem feltétlenül jósolja meg a biológiai aktivitást in vivo.

a mértéktelen alkohol neurotoxicitásának in vitro értékeléséhez az organotípusos HEC slice kultúra hajlamos megismételni az in vivo megfigyelt regionális agyi degenerációs mintát, néhány különbséggel, például néha nyilvánvaló CA1 károsodással és esetleg NMDAR érintettséggel. Gyanítjuk, hogy ezek a különbségek a tenyészetben (∼4 hetes korban) a felnőtt agyhoz viszonyítva a HECCSZELETEK serdülőkorához kapcsolódnak, de ez további vizsgálatot igényel., Ennek ellenére megtartja a neuron-glia kapcsolatok, valamint idegi kapcsolatok ép lejáró agy, agy szelet kultúra különböző előnye a neurotoxicitás kísérletek több mint szétszórt (általában magzati) hippocampal vagy az agykérgi kultúrák (Ebben et al., 1994; Holopainen, 2005). Az alkohol által kiváltott neurodegeneráció agyi szeletkultúrákban általában szubkrónikus expozíciót igényelt a 100 mM-t megközelítő koncentrációkhoz, kivonásokkal kombinálva (Collins et al., 1998; Prendergast et al., 2004)., Az ilyen koncentrációk azonban nem ritkák a krónikus alkoholisták (Lindblad and Olsson, 1976; Urso et al., 1981; Minion et al., 1989). Meghatározása neurodegeneráció a szelet kultúrák használt pi, létfontosságú folt, amely címkék haldokló neuronok (Vornov et al., 1991) és az LDH felszabadulása, az agyi szeletek kultúráinak neurotoxicitásának általános mértéke, amely jól korrelál a PI címkézéssel (Bruce et al., 1996; Noraberg et al., 1999)., Ami a Média körülmények között agyunk szelet kísérletek, elismerjük, hogy valószínűleg hyperosmolar különböző mértékben során az alkohol expozíció (összhangban a plazma alkoholisták mérgezés során (Snyder et al., 1992; Purssell et al., 2001)), de ISO-ozmolar az élelmezés-egészségügyi várakozási idő alatt.

A jelentés in vivo módszertanához fordulva, korábbi alkohol–indukált agyi neurodegenerációs vizsgálataink (Corso et al., 1990; Collins et al.,, 1996) az eredeti megközelítést alkalmazta az alkoholelvonási rohamok indukálására (Majchrowicz, 1975), amelyeket először figyeltek meg a piramis neuronok degenerációjának elősegítésére limbikus (különösen entorhinalis) kortikális régiókban és a fogazott gyrus granulátum sejtjeiben (Switzer et al., 1982). Ez azt eredményezte, alkohol intubációk három-négy alkalommal naponta (9-12 g/kg/nap) egy 4 napos időtartam generálni epizodikusan magas átlagos BAC értékek (360-450 mg/dl), de a halálozási arány néha közelít 40%. A modellt kevésbé súlyos kezelésre módosítottuk (Collins et al.,, 1998) egyetlen napi alkohol intubálás (∼5 g/kg) 7-10 napig, így átlagosan 2-h BAC értékek ∼250 mg / dl-még mindig tekinthető klinikailag súlyos mérgezés (Lowenstein et al., 1990) – és alacsonyabb (∼20%) halálozási arány; ezt a módosítást itt alkalmazták az ATZ-vel. Az a tény, hogy ebben a vizsgálatban a napi és összesített 2-h BAC értékek nem különböztek az alkohol és az alkohol + ATZ – vel kezelt patkányok között (2.ábra). 6A) kizárja annak lehetőségét, hogy az alacsonyabb agyi alkoholkoncentráció magyarázhatja a diuretikum anti-edémiás és neuroprotektív hatását.,

a kevésbé súlyos, napi szubkrónikus binge a degenerált (argyrofil) neuronok regionális eloszlását generálja, amelyek megkülönböztethetetlenek—de kevésbé intenzívek, mint az eredeti Majchrowicz (1975) eljárásban. Az NMDAR gátlással egyik intoxikációs protokollban sem érhető el jelentős neuroprotekció. Az indukált agyi ödéma mértéke mindkét mértéktelen modellben hasonló; ebben a tekintetben az agyvíz növekedése a 6b ábrán, bár látszólag alacsony százalék (∼0,6%), közel 2,5% agyduzzanatot jelent (Elliott and Jasper, 1949)., Röviden, nincs arra utaló jel, hogy az eredeti Majchrowicz-intoxikációs eljárás és annak napi egyszeri módosítása eltérne az alkohol okozta agyi ödémáért és neurodegenerációért felelős sejtmechanizmusoktól.

egyidejű gátló neurodamage, furoszemid elnyomta az agyödéma felnőtt patkányok miatt ismétlődő napi egyszeri mérgezés / megvonás-olyan hatás, amely összhangban van a diuretikus blokád Ca2 + – független asztrogliális duzzanat epileptogén hippokampális szeletek (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), és az MK-801 kötéssel (Rudolph et al., 1997), tovább vitatkoznak egy kiemelkedő excitotoxikus mechanizmus ellen. Még mindig lehetséges, amint azt az ionotróp glutamát receptorok alkoholistákban (Preuss et al., 2006), valamint felül mások által (Tsai, valamint Coyle, 1998), hogy a túlzott glutamatergic átviteli lehet, hogy részt vett alkohol elvonási rohamok, valamint zavart vegetatív aktiválás., Azonban a mértéktelen alkohol–részeg felnőtt patkányok, a sűrűsége neurodegenerációt eléri a maximális jóval korábban, mint az idő a legnagyobb roham tevékenység (Majchrowicz, 1975), valamint nem növeli az egész egy 36-h elállási időszak (Collins et al., 1996)—arra utal, hogy a görcshajlam és a neurodamázs nem közvetlenül kapcsolódik egymáshoz.

az 1. táblázat összefoglalja a három diuretikum in vitro és/vagy in vivo alkoholfogyasztásra gyakorolt hatását, és ellentétben áll ezekkel az eredményekkel antioxidáns potenciáljukkal., A HEC slice kultúra eredményei, valamint a BUM és az L-644, 711 jelentett in vivo vizsgálatok szerepelnek. Ez magában foglalja a bejelentett eredményeket is, amelyekre már több anti-oxidáns is utalt, amelyeket az alábbiakban tárgyalunk. Az ORAC-vizsgálatok igazolták, hogy a furoszemid hatékony antioxidáns, legalább egyenértékű az E–vitaminnal kapcsolatos Trolox-szal. Alapján furoszemid aktivitását, valamint a pozitív eredmények több megállapított antioxidánsok és negatív eredmények L-644, 711 és BUM, Hamelink et al., (2005) azt javasolta, hogy a furoszemid védelme szorosabban kapcsolódjon antioxidáns tulajdonságaihoz, mint az ödéma csökkentéséhez. Hangsúlyozzuk azonban, hogy a fent említett vizsgálatban nem végeztek megerősítő agyi ödéma-értékelést. Például, ha az alkohol által kiváltott agyödémát in vivo nem befolyásolta az L-644, 711 vagy a BUM a vér-agy gát, anyagcsere vagy más okok miatt, a Hamelink et al. (2005) a következtetések véleményünk szerint felülvizsgálatot igényelnek. És addig a pontig, BUM nem tudta megakadályozni ödéma HEC szeleteket mértéktelen kitéve az alkohol (ábra. 5C)., Ezen túlmenően, ha a furoszemid által alkalmazott fő neuroprotektív mechanizmus az ödéma elrettentésétől eltérő mechanizmus( például szabad radikális csapdázás) volt, akkor a diuretikum várhatóan jelentősen csökkentette volna az alkohol által kiváltott neurodamázst az összes érintett régióban, de ezt nem tette meg a szagló izzó glomerulusokban (Collins et al., 1998), egy olyan régió, amelyet Hamelink et al. (2005).,

az 1. táblázat azt is összefoglalja, hogy az antioxidáns képesség hiánya ellenére az ATZ diuretikum, a jelenlegi kísérletek elsődleges fókusza megakadályozta az alkohol által kiváltott szöveti víz felhalmozódását és a neurodegenerációt mind a HEC szelet kultúrákban, mind in vivo. Karboanhidráz inhibitor és cerebrovascularis dilator inger (Settakis et al., 2003), ATZ számoltak be, hogy csökkentse az ischaemiás agyi ödéma patkányokban (Czernicki et al., 1994), de nyilvánvalóan nincs további információ, amely összekapcsolná a diuretikumot a lehetséges neuroprotekcióval., Továbbá, és különösen az alkoholkísérleteink során az ATZ és számos arilszulfonamid izomer esetében kimutatták, hogy potensen gátolja az AQP4 vízcsatornát (Huber et al., 2007); ennek a hatásnak a lehetséges fontosságát az alábbiakban tárgyaljuk.

toraszemid, egy szulfonilurea-alapú vegyület, amely a furoszemidnél hatásosabb hurokdiuretikumnak tekinthető, de az ORAC eredményei szerint nem rendelkezik antioxidáns képességgel, volt némi sikere neuroprotektív szerként a stroke/ödéma modellekben (Plangger, 1992; Staub et al., 1994)., Szelektíven gátolja a CL-transzporthoz kapcsolódó glialis duzzanatot is, enyhítve az acidózistól függő, de nem extracelluláris glutamát által kiváltott sejttérfogat növekedését (Staub et al., 1993). HEC szeletkultúráinkban a toraszemid nagymértékben blokkolta az LDH felszabadulást, amelyet a túlzott alkoholfogyasztás/megvonás váltott ki. Bár a toraszemid más molekuláris mechanizmusokon keresztül védhet, mint például az angiotenzin/angiotenzin receptor utak blokkolása (Fortuno et al., 1999; Muniz et al.,, 2001), az eredmény összhangban van azzal a nézetvel, hogy az agyszövet túlhidratációja és downstream hatásai potenciálisan fontos tényezők az alkohol neurotoxikus mechanizmusában.

az L-644, 711 hatástalansága a túlzott alkohol okozta neurotoxicitás elleni védekezésben a HEC szelet tenyészetekben (1. ábra). 6) És in vivo (Hamelink et al., 2005) azt jelzi, hogy a vegyület, amely elsősorban gátolja a Cl−/HCO3− cserét, nem képes hatékonyan ellensúlyozni az alkohol által kiváltott agyvíz növekedését., Bár nincs elegendő minta az in vivo alkohol / ödéma vizsgálatokhoz, megjegyezzük, hogy a patkányok stroke modelljében az L-644, 711 hatástalan volt az agyi ödéma csökkentésében (Cole et al., 1991). A BUM tekintetében, összhangban a Hamelink et al in vivo eredményeivel. (2005), ez a vizelethajtó nem véd a mértéktelen alkohol neurodamage a HEC szelet kultúra modell. Megmutattuk továbbá, hogy az ATZ-vel és a furoszemiddel ellentétben a mértéktelen alkohol által kiváltott HEC szelet ödémát ez a diuretikum nem akadályozta meg, valószínűleg magyarázva a neuroprotekció hiányát., Néhány szempont, amely ezt alátámaszthatja, az, hogy a BUM lényegesen kevésbé hatásos, mint a furoszemid a Cl− extrudáló kcc2 transzporter gátlása szempontjából, de az electroneutral Na+-K+-2cl− (NKC1) Co-transzporter (Payne et al., 2003). Úgy gondolják, hogy ez a különbség a potenciálok között alátámasztja BUM antiepileptikus hatásainak hiányát, összehasonlítva a furoszemid k+-indukált epilepsziás aktivitásának gátlásával hippokampális szeletekben (Margineanu and Klitgaard, 2006)., Ezért lehetséges, hogy ez az eltérés a BUM és a furoszemid között az alkohol által kiváltott agyödéma gátlása/megelőzése és a neurodegeneráció összefüggésében is fontos.

a furoszemid és annak hatékonysága kérdésének újrafelfedezése, a vizelethajtó alkohol okozta károsodás elleni neuroprotektív hatása így a BUM vagy az L-644, 711 számára nem elérhető intézkedések kombinációjából eredhet. Az alkohol okozta agyi ödéma megelőzése (Collins et al.,, 1998) először a diuretikumnak az agyspecifikus kcc2 Co-transzporter hatásos gátlásából származhat, amint azt már említettük, a sejt Ionos erősségének és térfogatának helyreállításával. Érdekes, hogy az etopozid által a fibroblasztokban indukált apoptotikus eseményeket—a citoszolos bax fehérje mitokondriumba történő transzlokációját és a mitokondriális citokróm C-felszabadulását-a furoszemid (Karpinich et al., 2002)., A magyarázat az volt, hogy BAX transzlokáció az eredménye egy conformational módosítása BAX eredő ionos vagy pH-változások a cytosolic környezetben, a változások, hogy a furoszemid lehet számláló keresztül gátolja a Cl− extrudálás. Parentikusan, függetlenül attól, hogy a klasszikusan apoptotikus események, például a citokróm C felszabadulása jelentősen hozzájárulnak-e az alkohol által kiváltott neurodegenerációhoz, bizonytalan, mivel az apoptózis terminális indikátora, a TUNEL–festés alkalmazásával végzett, alkohol-intoxikált patkányokon végzett vizsgálat nagyrészt negatív volt (Obernier et al., 2002)., Mindazonáltal A Bax transzlokációt és a citokróm C felszabadulást meg kell vizsgálni a mértéktelen alkohol modellekben, mivel ezek az események a klasszikus apoptózis mechanizmusoktól függetlenül jelentkezhetnek.

nem kérdőjelezzük meg azonban, hogy a furoszemid további módja, amely hozzájárulhat a neuroprotekcióhoz (és esetleg az agyi ödéma csökkentéséhez), antioxidáns lehet., Az oxidatív stresszt mi és mások az alkohol neurotoxikus mechanizmusának alapvetőjeként posztulálták; valójában, amint az az 1. táblázatban látható, kiválasztott antioxidánsok (nevezetesen kannabidiol, E-vitamin és butilezett hidroxitoluol) beadása jelentős neuroprotekciót biztosított a túlzott alkoholfogyasztású patkányokban (Hamelink et al., 2005; Crews et al., 2006), de a reaktív oxigénfajok (ROS) forrásait pontatlanul értik. A furoszemid egyéb lehetséges hatásai kevésbé relevánsak az alkoholmodellek szempontjából., A diuretikumról azt állítják, hogy GABA-A receptor antagonista, a HECCELTENYÉSZETEKBEN alkalmazott koncentrációkhoz hasonló koncentrációban, de az antagonizmus elsősorban a kisagyban nyilvánul meg, nem pedig a hippocampusban és a kéregben (Korpi és Luddens, 1997).

A kulcs kapcsolódó lényeg az, hogy az előzetes megállapítás a megnövekedett AQP4 során mértéktelen alkohol okozta ödéma, valamint neurodegenerációt a HEC szeleteket lehet a feltörekvő szempontjából fontos, hogy az alkohol ödéma-alapú mechanizmust. Az aquaporin vízcsatorna család több géntermékből áll, az aqp4 az agy elsődleges formája (gunnarson et al.,, 2004). Míg kifejezett elsősorban astroglia (Amiry-Moghaddam et al., 2003), a gyulladásos ingerek által aktivált mikroglia is kifejezi (Tomas-Camardiel et al., 2004). A növekvő bizonyítékok azt mutatják, hogy az aqp4 aktivitás ösztönző szerepet játszik a sejtes (citotoxikus) glialis ödémában a trauma, a stroke és az ischaemia (Taniguchi et al., 2000; Badaut et al., 2007; Neal et al., 2007). Bár a pontos természet (azaz,, citotoxikus versus vasogén) a mértéktelen alkohol–függő ödéma még bizonytalan, azt gyanítjuk, hogy a glialis ödéma fontos összetevője, így az AQP4 korai neuropatológiai szerepet játszhat. Azonban továbbra is lehetséges, hogy az AQP4-emelkedés sejtes túlélési válasz az ödémára és a kapcsolódó neuroinflammatorikus válaszokra, nem pedig (vagy amellett) okozati lépés. Például számos sejthalál/túlélési gén, beleértve az AQP4 szabályozását, a gyulladásos (endotoxin) agyi előkondicionálás miatt ischaemiás neuroprotekcióval társult (Mallard and Hagberg, 2007)., A kérdés megválaszolásához knockdown vagy knockout modellekkel végzett tanulmányokra van szükség.

A jelenlegi nézet az, ami molekuláris folyamat kezdeményezett, agyi ödéma (részben citotoxikus), valamint a kapcsolódó sejt stressz deformáció miatt ismétlődő magas alkohol expozíció, illetve visszavonása elősegíti a pro-gyulladásos folyamatok átfogó aktiválása PLA2, valamint a túlzott mozgósítás AA, a megnövekedett oxidatív stressz, mint egy downstream eredmény (Lehtonen, valamint Kinnunen, 1995; Basavappa et al., 1998). A munka Crews et al. (2004) azt sugallja, hogy fokozott pro-gyulladásos citokinek (pl.,, TNFa), szintén részt vehet. Míg az alkohol/alkohol elvonási stressz és a sejtes ödéma miatti intracelluláris ROS-emelkedés a PLA2 (pl. citokróm P450, xantin-oxidáz, ribonukleotid-reduktáz, NADFOXIDÁZ és mitokondriális szivárgás) mellett számos útvonalból eredhet, az AA néha a neurodegeneratív ROS-folyamat (Boba et al., 2008). Az AA enzimatikus és nemenzimatikus oxidatív stresszt képes előállítani (Chan, 2001; Farooqui et al., 2004), valamint közvetve keresztül NADPH oxidáz indukció (Dana et al.,, 1998); ez is súlyosbíthatja az ödémát (Chan et al., 1983; Winkler et al., 2000). Ezenkívül a ROS pozitív visszacsatolási jelek lehetnek, amelyek tovább aktiválják a PLA2 izoformákat (Martinez and Moreno, 2001). Az AA valószínűleg különbözik a ROS generációtól, a mitokondriális permeabilitás átmenetének stimulálásával (Scorrano et al., 2001). Glutamát, amelyet az asztrocitikus duzzanat, valamint az AA (Freeman et al.,, 1990; Kimelberg and Mongin, 1998), súlyosbíthatja az oxidatív stresszt egy nem excitotoxikus úton, amely magában foglalja a glutation bioszintézis gátlását (oxidatív glutamát toxicitás (Tan et al., 2001). Megjegyzendő, hogy a jelenlegi inhibitor vizsgálatok HEC szelet kultúrák azt mutatják, hogy blokád PLA2 aktivitás neuroprotektív ellen mértéktelen alkohol kezelés (Brown et al., 2008)., További mechanisztikus lehetőség azonban a kappa B (NF-kB) nukleáris faktor alkoholfüggő neurodamagjának potenciális integráló szerepe, egy neuroinflammatorikus transzkripciós tényező, amelyet a többszörösen telítetlen zsírsavak, például az AA (Maziere et al., 1999), valamint az alkohol Kultúrák és mértéktelen alkohol mérgezés in vivo (Zima and Kalousova, 2005; Crews et al., 2006; Zou and Crews, 2006).,

összefoglaló, mivel a két diuretikumok, amelyek nem rendelkeznek antioxidáns potencia, ATZ majd torasemide, megakadályozza mindkét agyi ödéma, valamint a mértéktelen alkohol okozta idegkárosodás, vitatkozunk, hogy az agy ödéma valószínűleg egy kritikus tényező, ami a idegkárosodás, az elnyomás által ezek a diuretikumok, valamint a furoszemid (de nem CSÖVES, vagy esetleg L-644, 711), amely jelentős neuroprotection. Mindazonáltal további védőmechanizmusok létezhetnek az egyes hatékony szerek esetében., Emellett az AQP4 vízcsatornák, amelyeket nyilvánvalóan a túlzott alkohol növeli, fontosak lehetnek a megfigyelt ödéma kialakulásában vagy fenntartásában. További vizsgálatokra van szükség, hogy megértsék a mechanizmus, amely által ismétlődő alkohol mérgezés történő előmozdítása agy ödéma, hogy/e AQP4 központi részt.