Când amoniacul devine toxic

Până acum, am avut cunoștințe limitate despre mecanismele care stau la baza toxicității amoniacului pentru creier.

Cu toate acestea, echipa de cercetători a profesorului Erlend Nagelhus de la Institutul pentru Științe Medicale de Bază a colaborat cu oamenii de știință americani pentru a descoperi informații importante despre efectul toxic al amoniacului asupra celulelor gliale și nervoase din creier.

La persoanele sănătoase, ficatul va transforma amoniacul în uree, o substanță care se elimină odată cu urina.

Persoanele cu o funcție hepatică deficitară nu vor putea, însă, să își elibereze organismul de amoniac suficient de repede. Rezultatul este o concentrație excesivă de amoniac în sânge.

– Acest lucru duce la o toxicitate a amoniacului, care poate declanșa convulsii și comă și care, în cel mai rău caz, poate fi fatală, spun autorii principali Vinita Rangroo Thrane și Alexander Thrane. Această echipă formată din soț și soție sunt principalii oameni de știință care se află în spatele noilor descoperiri.

Constatările lor au fost publicate recent în prestigioasa revistă medicală Nature Medicine.

Suprapune apărarea creierului

Când cantități excesive de amoniac pătrund în sistemul nervos central, apărarea creierului este grav pusă la încercare.

– O reacție moleculară complexă în lanț este declanșată atunci când creierul este expus la niveluri excesive de amoniac. Am descoperit că amoniacul scurtcircuitează transportul de potasiu în celulele gliale ale creierului.

– Acest lucru înseamnă că potasiul se acumulează în jurul celulelor nervoase, ceea ce face ca aceste celule să absoarbă cantități excesive de potasiu și clorură. Cu alte cuvinte, apărarea creierului împotriva amoniacului este depășită, explică Rangroo Thrane.

Aceste noi cunoștințe pot duce la un tratament nou și îmbunătățit al pacienților care suferă de comă hepatică și convulsii, inclusiv al adulților cu insuficiență hepatică alcoolică, al copiilor cu deficiență congenitală a enzimelor hepatice și, potențial, al copiilor epileptici cu funcție hepatică normală. Mai mult de 500 de pacienți pe an suferă de insuficiență hepatică în Norvegia.

Rezpingerea studiilor anterioare

Efectele amoniacului asupra celulelor cerebrale au fost studiate de mulți cercetători, dar aceștia au avut tendința de a examina celule individuale sau mostre de țesut. Rangroo Thrane explică:

– Aceste studii au arătat că celulele gliale care sunt expuse la amoniac se umflă destul de rapid. Cercetarea noastră arată că umflarea celulelor gliale nu este necesară pentru ca amoniacul să fie toxic pentru creier. Imagistica tridimensională și analizele de volum ale celulelor individuale au arătat, în mod paradoxal, că celulele gliale din cortexul cerebral se micșorează în timpul toxicității amoniacului.

Noua tehnologie a dezvăluit efectul amoniacului

Imaginile creierelor de șoareci intacte le-au permis cercetătorilor să tragă aceste concluzii. Folosind o nouă tehnologie de imagistică numită microscopie cu doi fotoni, ei au putut observa efectul microscopic al amoniacului asupra celulelor nervoase și gliale la șoareci vii.

– Examinarea microscopică a celulelor vii în țesuturi nedeteriorate era până acum imposibilă din cauza efectului nociv al laserelor convenționale asupra țesuturilor.

– Totul s-a schimbat odată cu introducerea microscopiei cu laser cu doi fotoni, deoarece acest tip de microscop livrează impulsuri ultrascurte de lumină în punctul focal fără a încălzi sau afecta țesutul, explică Rangroo Thrane.

Un nou tratament cu medicamente disponibile

Pe lângă descoperirea mecanismului din spatele toxicității amoniacului, Rangroo Thrane și colegii săi au identificat și un posibil tratament.

Cercetătorii au descoperit că medicamentul diuretic Bumetanide (Burinex) poate reduce amploarea daunelor provocate de amoniac, ameliorând astfel simptomele toxicității amoniacului, precum și crescând probabilitatea de supraviețuire.

– Bumetanidele blochează transportul clorurii de potasiu în celulele nervoase, protejându-le astfel de daune. Studiul nostru a demonstrat că medicamentul a restabilit activitatea electrică normală în creierul șoarecilor cu otrăvire cu amoniac și că a prevenit crizele epileptice, spune Rangroo Thrane.

Faptul că Bumetanida este deja folosită în spitalele norvegiene ca diuretic în tratamentul insuficienței cardiace, al insuficienței renale și al hipertensiunii arteriale poate scurta drumul până la o schimbare a regimului de tratament.

– Sunt necesare teste suplimentare pe animale și studii clinice pentru a clarifica dacă Bumetanida poate fi folosită și pentru a preveni ca amoniacul să dăuneze oamenilor, spune Rangroo Thrane.

Articolul este publicat și pe Sciencenordic.com

.