Mikor az ammónia mérgezővé válik
Az ammónia nagyon mérgező az agyra, és egy új kutatás kimutatta, hogy miért: a gliasejtek káliumeltávolító képessége megzavarodik.
A képen egyes gliasejtek láthatók élő egerek agyának mélyén, valamint az idegsejtek elektromos aktivitásának mérésére használt mikroelektróda, amelyet kétfotonos lézermikroszkópiának vetettek alá. Fénykép: Rangroo Thrane/Thrane, UiO.
Mostanáig csak korlátozott ismeretekkel rendelkeztünk az ammónia agyi toxicitásának hátterében álló mechanizmusokról.
Erlend Nagelhus professzor kutatócsoportja az Orvosi Alapkutatási Intézetben amerikai tudósokkal együttműködve azonban fontos információkat tárt fel az ammónia agyi glia- és idegsejtekre gyakorolt toxikus hatásáról.
Egészséges embereknél a máj az ammóniát karbamiddá alakítja, amely anyagot a vizelettel kimosódik.
A májműködésben károsodott emberek azonban nem tudnak elég gyorsan megszabadulni a szervezetükből az ammóniától. Az eredmény az ammónia túlzott koncentrációja a vérben.
– Ez ammóniamérgezéshez vezet, amely görcsöket és kómát válthat ki, és amely legrosszabb esetben halálos kimenetelű lehet, mondják a fő szerzők, Vinita Rangroo Thrane és Alexander Thrane. Ez a házaspár a vezető tudósok az új eredmények mögött.
Eredményeiket nemrég publikálták a tekintélyes orvosi folyóiratban, a Nature Medicine-ben.
Túlterheli az agy védekezőképességét
Amikor túlzott mennyiségű ammónia kerül a központi idegrendszerbe, az agy védekezőképessége komoly kihívást jelent.
– Egy összetett molekuláris láncreakció indul be, amikor az agyat túlzott mennyiségű ammónia éri. Megállapítottuk, hogy az ammónia rövidre zárja a kálium transzportját az agy gliasejtjeibe.
– Ez azt jelenti, hogy a kálium felhalmozódik az idegsejtek körül, és ezek a sejtek túlzott mennyiségű káliumot és kloridot vesznek fel. Más szóval, az agy ammónia elleni védekezése legyőzetik – magyarázza Rangroo Thrane.
Az új ismeretek új és jobb kezeléshez vezethetnek a májkómában és rohamokban szenvedő betegek, köztük az alkoholos májelégtelenségben szenvedő felnőttek, a veleszületett májenzimhiányban szenvedő gyermekek és potenciálisan a normális májfunkciójú epilepsziás gyermekek esetében. Norvégiában évente több mint 500 beteg szenved májelégtelenségben.
A korábbi tanulmányok cáfolata
Az ammónia agysejtekre gyakorolt hatását már számos kutató tanulmányozta, de általában egyetlen sejtet vagy szövetmintát vizsgáltak. Rangroo Thrane kifejti:
– Ezek a vizsgálatok kimutatták, hogy az ammóniának kitett gliasejtek meglehetősen gyorsan megduzzadnak. A mi kutatásunk azt mutatja, hogy a gliasejtek duzzadása nem szükséges ahhoz, hogy az ammónia mérgező legyen az agyra. Az egyes sejtek háromdimenziós képalkotása és térfogatelemzése paradox módon azt mutatta, hogy az agykéregben lévő gliasejtek az ammóniamérgezés során zsugorodnak.”
Új technológia tárta fel az ammónia hatását
Az ép egéragyak képei lehetővé tették a kutatók számára, hogy levonják ezeket a következtetéseket. Egy új képalkotó technológia, a kétfoton-mikroszkópia segítségével élő egerekben tudták megfigyelni az ammónia mikroszkopikus hatását az ideg- és gliasejtekre.
A felfedezések mögött álló norvég kutatók (balról): Alexander Thrane, Erlend Nagelhus és Vinita Rangroo Thrane az Oslói Egyetem Orvosi Alapkutatások Intézetében. Fénykép: Gunnar F. Lothe, UiO.
– Az élő sejtek mikroszkópos vizsgálata sértetlen szövetekben korábban lehetetlen volt a hagyományos lézerek szövetekre gyakorolt káros hatása miatt.
– Mindez megváltozott a kétfotonos lézermikroszkópia bevezetésével, mivel ez a típusú mikroszkóp ultrarövid fényimpulzusokat juttat a fókuszpontba anélkül, hogy felmelegítené vagy károsítaná a szöveteket, magyarázza Rangroo Thrane.
Új kezelés a rendelkezésre álló gyógyszerekkel
Amellett, hogy Rangroo Thrane és kollégái feltárták az ammónia toxicitása mögött álló mechanizmust, egy lehetséges kezelést is azonosítottak.
A kutatók megállapították, hogy a Bumetanid (Burinex) nevű vízhajtó gyógyszer csökkentheti az ammóniakárosodás mértékét, ezáltal enyhítheti az ammóniamérgezés tüneteit, valamint növelheti a túlélés valószínűségét.
– A Bumetanid gátolja a kálium-kloridnak az idegsejtekbe történő szállítását, ezáltal védi azokat a károsodástól. Vizsgálatunk kimutatta, hogy a gyógyszer helyreállította a normális elektromos aktivitást az ammóniamérgezésben szenvedő egerek agyában, és megakadályozta az epilepsziás rohamokat – mondja Rangroo Thrane.
A tény, hogy a Bumetanidot a norvég kórházakban már alkalmazzák vízhajtóként a szívelégtelenség, a veseelégtelenség és a magas vérnyomás kezelésében, lerövidítheti a kezelési rend megváltoztatásához vezető utat.
– További állatkísérletekre és klinikai vizsgálatokra van szükség annak tisztázására, hogy a Bumetanid használható-e arra is, hogy az ammónia ne károsítsa az embereket, mondja Rangroo Thrane.
A cikk a Sciencenordic.com-on is megjelent
– A cikk a Sciencenordic.com-on is olvasható.