Virkningerne af hypoglykæmisk og alkoholisk koma på blod-hjernebarrierens permeabilitet | Kamila Moslem

DISCUSSION

Glukose er det vigtigste substrat, som hjernen bruger til at generere energi, og som trænger ind i hjernen ved at lette diffusionen gennem BBB . Hypoglykæmi som følge af reducerede plasmaglukoseniveauer under normalområdet fører til dysfunktionaliteter i hjernen . Hypoglykæmi er en forholdsvis almindelig tilstand, der primært rammer diabetespatienter, der behandles med insulin eller andre hypoglykæmiske lægemidler, og insulinom-patienter. Hypoglykæmiske virkninger på CNS omfatter forskellige symptomer som f.eks. irritabilitet og manglende koncentration, forstyrrelse af kognitive funktioner, kramper og bevidstløshed. Selv en enkelt hypoglykæmisk episode med kramper og/eller koma kan, hvis den er tilstrækkelig langvarig og alvorlig, forårsage permanente degenerative forandringer i hjernebarken . Disse symptomer på hypoglykæmi tyder på øget intrakranielt tryk og cerebralt ødem . I hypoglykæmisk koma kan neuroner og især de cerebrale endothelceller, der danner BBB, blive udsat for energisvigt . Endothelcellerne i hjernens kapillærer adskiller sig fra de andre med deres relativt højere metabolisme . De cerebrale kapillære endothelceller har mitokondrier i store mængder og indeholder forholdsvis 500 gange flere Na+-K+-ATPase-enzymer end de navleformede endothelceller . Hypoglykæmi forårsager dysfunktionalitet af aktive Na+-K+-ATPaser i cerebrale endothelcellemembraner på grund af energimangel. På grund af denne dysfunktionalitet forlader kaliumionerne cellerne, og ioner som natrium og calcium trænger ind i de cerebrale endothelceller, og der opstår cytotoksiske ødemer som følge af disse ændringer. Det kan således forårsage hævelse af endothelcellerne, og de tætte forbindelser mellem dem kan løsne sig. Det vasogene ødem, der opstår som følge af den forhøjede mængde albumin på grund af den øgede permeabilitet, kan være ansvarlig for neuronernes dysfunktionalitet i tilfælde af hypoglykæmi . Endelig kan det ikke udelukkes, at hypoglykæmi har skadelige virkninger på mitokondrier på axonniveau, hvilket påvirker energiproduktionen i selve axonet, i de tilknyttede Schwann-celler, i de lokale blodkar og/eller i den perineuriale kappe . Sekimoto et al. har påvist, at hypoglykæmi beskadiger den endotheliale ultrastruktur i hjernearterierne. Hsu og Hedley-Whyte har rapporteret, at alvorlig hypoglykæmi hos mus forårsagede deletion i hjernens karvægge. Det er også blevet observeret i vores undersøgelse, at hypoglykæmi koma signifikant øgede BBB-permeabiliteten i venstre cortex, højre cortex, cerebellum og hjernestammen i hjernen. Desuden tyder den manglende signifikante ændring af det arterielle blodtryk hos rotterne under hypoglykæmisk koma på, at blodtrykket ikke har nogen indflydelse på den øgede BBB-permeabilitet i tilfælde af hypoglykæmi. Det er blevet konstateret, at glukoseekstraktionen i lillehjernen er dobbelt så stor som i andre dele af hjernen, således at lillehjernen bevarer den cellulære energi bedre end hjernebarken i tilfælde af hypoglykæmisk koma . Der er således rapporteret om færre BBB-skader i lillehjernen sammenlignet med de andre dele af hjernen . På samme måde fandt vi mindre ekstravasation af Evans blue-albumin i lillehjernen sammenlignet med hjernebarken. Alkohol er et opløseligt stof i både vand og olie og kan let trænge igennem lipidemembranerne i alle kroppens celler. Alkohol kan således let trænge gennem BBB . Alkohol kan påvirke hjernens blodgennemstrømning, hjernens glukosemetabolisme, syntese og katabolisme af forskellige neurotransmittere og påvirker også mange strukturer og funktioner, herunder de kapillære endotelceller i centralnervesystemet . Hos alkoholikere forekommer der ud over de strukturelle ændringer i hjernen også mange fysiologiske dysfunktioner. Virkningerne af akut alkoholindtagelse på BIB-permeabiliteten er imidlertid kontroversielle, idet der er undersøgelser, der tyder på, at alkohol ikke har nogen virkning på BIB-permeabiliteten, og undersøgelser, der tyder på, at alkohol har øget BIB-permeabiliteten over for forskellige sporstoffer . Rossner et al. har påvist, at 10 % ethanol (1-3 g/kg i.v.) øgede Evans blue-permeabiliteten af BBB på kort sigt. Eriksson et al. har ligeledes administreret 20 % ethanol (2 g/kg i.p.) og har observeret en øget permeabilitet af BBB hos rotter. Hillbom og Tervo har imidlertid ikke observeret nogen stigning i BBB-permeabiliteten efter indgivelse af 10 % ethanol (5 g/kg i.p.) til rotter. Ethanols virkninger på BBB-permeabilitet er også blevet undersøgt ved hjælp af 14C-sucrose-tracer hos rotter . De fandt, at BbP-permeabiliteten ikke steg, da de akut indgav 10 % ethanol som 4 g/kg i.p. Gulati et al. har ved hjælp af natriumfluorescens som sporstof injiceret ethylalkohol på 30 %, 60 % og 90 % som 0,568 mg/kg i.v. og fandt derefter, at BbP-permeabiliteten var steget betydeligt. De antydede en korrelation mellem alkoholkoncentration og BBB-permeabilitet, og ethylalkohol på 90 % har øget permeabiliteten mere end koncentrationerne på 30 % og 60 %. Der er imidlertid heller ikke rapporteret om nogen ændring i BBB-permeabiliteten hos rotter efter indgivelse af 20 % ethanol i form af 3 g/kg i.p. . I den foreliggende undersøgelse øgede ethanol, der blev indgivet i coma-dosis (4 g/kg), kun let BBB-permeabiliteten hos fire dyr. Denne uoverensstemmelse kan tilskrives dyrenes køn, koncentrationen og indgiftsmønsteret af alkohol og forskellen mellem de sporstoffer, der er anvendt til undersøgelse af BBB-permeabiliteten. Alkoholens virkningsmekanisme på BBB-permeabilitet kunne være blevet afklaret. I modsætning til vores resultater har Haorah et al. vist, at alkohol forårsagede deformation af BBB’s integritet ved at forårsage en stigning i reaktive ilttyper, aktivering af myosin light chain kinase og en stigning i fosforilering af myosin light chain og tight connection proteiner ved hjælp af primær monolagskultur af humane mikrovaskulære endotelceller i hjernen. Alkohol er en almindelig årsag til koma i alle aldersklasser. Alkoholisk koma kan være forbundet med hovedskader, hypotermi og tilstedeværelse af andre stoffer, som alkoholen kan have en additiv virkning sammen med andre stoffer. I de fleste tilfælde vil koma forårsaget af alkohol forsvinde relativt hurtigt, undtagen i tilfælde af leverinsufficiens . Overdreven alkohol kort- eller langsigtede sundhedsvirkninger NMDA-receptorer begynder at blive uopmærksomme, hvilket bremser de områder af hjernen, som de er ansvarlige for. Den aktivitet, som alkohol fremkalder i gamma-aminosmørsyre-systemet, er medvirkende til denne virkning. GABA-systemet er kendt for at hæmme den neurale aktivitet i hjernen. GABA kan også være ansvarlig for hukommelsesforringelsen . Virkningerne af alkohol på BbB-permeabiliteten skal belyses yderligere. Da BBB-skader kan føre til neuroinflammation og neuronalt tab, kan det være vigtigt at fastslå, hvordan BBB påvirkes af alkoholkoma. I denne undersøgelse har vi vist, at hypoglykæmisk koma øger BBB-permeabiliteten betydeligt, mens alkoholkoma forårsager ubetydelig katabolisme af BBB. Blodglukoseniveauet blev ikke påvirket i alkoholisk koma. Energiniveauet synes derfor at være tilstrækkeligt til at opretholde BBB’s strukturelle integritet. I hypoglykæmisk koma var blodglukoseniveauet imidlertid meget lavt for at tilvejebringe den nødvendige energi til at sikre BBB-integriteten.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.