Kdy se amoniak stává toxickým

Dosud jsme měli jen omezené znalosti o mechanismech, které jsou základem toxicity amoniaku pro mozek.

Tým výzkumníků profesora Erlenda Nagelhuse z Ústavu pro základní lékařské vědy však ve spolupráci s americkými vědci odhalil důležité informace o toxickém účinku amoniaku na gliové a nervové buňky mozku.

U zdravých lidí přemění játra amoniak na močovinu, látku, která se vyplavuje močí.

Lidé s narušenou funkcí jater se však nedokážou zbavit amoniaku dostatečně rychle. Výsledkem je nadměrná koncentrace amoniaku v krvi.

– To vede k toxicitě amoniaku, která může vyvolat záchvaty a kóma a která může být v nejhorším případě smrtelná, uvádějí hlavní autoři Vinita Rangroo Thrane a Alexander Thrane. Tento manželský tým stojí za novými poznatky.

Jejich zjištění byla nedávno publikována v prestižním lékařském časopise Nature Medicine.

Překonává obranyschopnost mozku

Pokud se nadměrné množství amoniaku dostane do centrální nervové soustavy, je obranyschopnost mozku vážně ohrožena.

– Když je mozek vystaven nadměrnému množství amoniaku, spustí se složitá molekulární řetězová reakce. Zjistili jsme, že amoniak zkratuje transport draslíku do gliových buněk mozku.

– To znamená, že se draslík hromadí kolem nervových buněk, což způsobuje, že tyto buňky absorbují nadměrné množství draslíku a chloridu. Jinými slovy, obrana mozku proti amoniaku je překonána, vysvětluje Rangroo Thrane.

Tento nový poznatek může vést k nové a lepší léčbě pacientů trpících jaterním kómatem a záchvaty, včetně dospělých s alkoholovým selháním jater, dětí s vrozeným nedostatkem jaterních enzymů a potenciálně i epileptických dětí s normální funkcí jater. V Norsku trpí jaterním selháním více než 500 pacientů ročně.

Vyvrácení dřívějších studií

Účinky amoniaku na mozkové buňky zkoumala řada vědců, ale zabývali se spíše jednotlivými buňkami nebo vzorky tkání. Rangroo Thrane vysvětluje:

– Tyto studie ukázaly, že gliové buňky, které jsou vystaveny amoniaku, poměrně rychle bobtnají. Náš výzkum ukazuje, že otok gliových buněk není nutný k tomu, aby byl amoniak pro mozek toxický. Trojrozměrné zobrazování a objemové analýzy jednotlivých buněk paradoxně ukázaly, že gliové buňky v mozkové kůře se při toxicitě amoniaku zmenšují.

Nová technologie odhalila účinek amoniaku

Snímky neporušených myších mozků umožnily vědcům vyvodit tyto závěry. Pomocí nové zobrazovací technologie zvané dvoufotonová mikroskopie se jim podařilo pozorovat mikroskopický účinek amoniaku na nervové a gliové buňky u živých myší.

– Mikroskopické zkoumání živých buněk v nepoškozené tkáni bylo dříve nemožné kvůli škodlivému vlivu běžných laserů na tkáň.

– To vše se změnilo se zavedením dvoufotonové laserové mikroskopie, protože tento typ mikroskopu dodává ultrakrátké pulzy světla do ohniska, aniž by tkáň zahříval nebo poškodil, vysvětluje Rangroo Thrane.

Nová léčba dostupnými léky

Kromě odhalení mechanismu, který stojí za toxicitou amoniaku, Rangroo Thraneová a její kolegové také identifikovali možnou léčbu.

Výzkumníci zjistili, že diuretikum Bumetanid (Burinex) může snížit rozsah poškození amoniakem, a tím zmírnit příznaky amoniakové toxicity a také zvýšit pravděpodobnost přežití.

– Bumetanid blokuje transport chloridu draselného do nervových buněk, a tím je chrání před poškozením. Naše studie prokázala, že lék obnovil normální elektrickou aktivitu v mozku myší s otravou amoniakem a že zabránil epileptickým záchvatům, říká Rangroo Thrane.

Skutečnost, že se bumetanid již používá v norských nemocnicích jako diuretikum při léčbě srdečního selhání, selhání ledvin a vysokého krevního tlaku, může zkrátit cestu ke změně léčebného režimu.

– Podle Rangroo Thrane je třeba provést další testy na zvířatech a klinické studie, aby se objasnilo, zda lze bumetanid použít také k prevenci škodlivého působení amoniaku na člověka.

Článek je zveřejněn také na Sciencenordic.com