stringtranslate.com

Нейропротекция

Нейрон, наблюдаемый под оптическим микроскопом

Нейропротекция относится к относительному сохранению нейронной структуры и/или функции. [1] В случае продолжающегося инсульта (нейродегенеративного инсульта) относительное сохранение нейронной целостности подразумевает снижение скорости потери нейронов с течением времени, что можно выразить в виде дифференциального уравнения. [1] [2]

Механизмы нейродегенерации и сопутствующие методы лечения

Это широко изученный вариант лечения многих расстройств центральной нервной системы, включая нейродегенеративные заболевания , инсульт , черепно-мозговую травму , повреждение спинного мозга и острое лечение потребления нейротоксинов (например, передозировки метамфетамина ). Нейропротекция направлена ​​на предотвращение или замедление прогрессирования заболевания и вторичных повреждений путем остановки или, по крайней мере, замедления потери нейронов . [3]

Несмотря на различия в симптомах или травмах, связанных с расстройствами ЦНС, многие механизмы, лежащие в основе нейродегенерации, одинаковы. Распространенные механизмы нейронального повреждения включают снижение доставки кислорода и глюкозы в мозг, нехватку энергии, повышение уровня окислительного стресса , митохондриальную дисфункцию, эксайтотоксичность , воспалительные изменения, накопление железа и агрегацию белков. [4] [3] [5] [6] Из этих механизмов нейропротекторное лечение часто нацелено на окислительный стресс и эксайтотоксичность — оба из которых тесно связаны с расстройствами ЦНС. Окислительный стресс и эксайтотоксичность не только могут вызывать гибель нейронных клеток, но и в сочетании они оказывают синергические эффекты, вызывая даже большую деградацию, чем сами по себе. [7] Таким образом, ограничение эксайтотоксичности и окислительного стресса является очень важным аспектом нейропротекции. Распространенные нейропротекторные методы лечения — это антагонисты глутамата и антиоксиданты , которые направлены на ограничение эксайтотоксичности и окислительного стресса соответственно.

Эксайтотоксичность

Эксайтотоксичность глутамата является одним из наиболее важных механизмов, известных как триггеры гибели клеток при расстройствах ЦНС . Чрезмерное возбуждение рецепторов глутамата , в частности рецепторов NMDA , позволяет увеличить приток ионов кальция (Ca 2+ ) из-за отсутствия специфичности в ионном канале, открытом при связывании глутамата. [7] [8] По мере накопления Ca 2+ в нейроне, буферные уровни митохондриальной секвестрации Ca 2+ превышаются, что имеет серьезные последствия для нейрона. [7] Поскольку Ca 2+ является вторичным мессенджером и регулирует большое количество нисходящих процессов, накопление Ca 2+ вызывает неправильную регуляцию этих процессов, что в конечном итоге приводит к гибели клетки. [9] [10] [11] Также считается, что Ca 2+ вызывает нейровоспаление, ключевой компонент всех расстройств ЦНС. [7]

Антагонисты глутамата

Антагонисты глутамата являются основным методом лечения, используемым для предотвращения или помощи в контроле эксайтотоксичности при расстройствах ЦНС. Цель этих антагонистов — ингибировать связывание глутамата с рецепторами NMDA , чтобы можно было избежать накопления Ca 2+ и, следовательно, эксайтотоксичности. Использование антагонистов глутамата представляет собой огромное препятствие, поскольку лечение должно преодолеть селективность, чтобы связывание ингибировалось только при наличии эксайтотоксичности. Ряд антагонистов глутамата были исследованы в качестве вариантов при расстройствах ЦНС, но было обнаружено, что многие из них неэффективны или имеют непереносимые побочные эффекты. Антагонисты глутамата являются горячей темой исследований. Ниже приведены некоторые методы лечения, которые имеют многообещающие результаты в будущем:

Окислительный стресс

Повышенные уровни окислительного стресса могут быть частично вызваны нейровоспалением, которое является широко признанной частью церебральной ишемии, а также многими нейродегенеративными заболеваниями, включая болезнь Паркинсона , болезнь Альцгеймера и боковой амиотрофический склероз . [6] [7] Повышенные уровни окислительного стресса широко используются в нейропротекторном лечении из-за их роли в возникновении апоптоза нейронов. Окислительный стресс может напрямую вызывать гибель нейронных клеток или может запускать каскад событий, которые приводят к неправильному сворачиванию белка, протеасомной дисфункции, митохондриальной дисфункции или активации глиальных клеток. [3] [5] [6] [15] Если запускается одно из этих событий, вызывается дальнейшая нейродеградация, поскольку каждое из этих событий вызывает апоптоз нейронных клеток. [5] [6] [15] Уменьшая окислительный стресс с помощью нейропротекторного лечения, можно затормозить дальнейшую нейродеградацию.

Антиоксиданты

Антиоксиданты являются основным средством лечения, используемым для контроля уровня окислительного стресса. Антиоксиданты работают над устранением активных форм кислорода , которые являются основной причиной нейродеградации. Эффективность антиоксидантов в предотвращении дальнейшей нейродеградации зависит не только от заболевания, но также может зависеть от пола, этнической принадлежности и возраста. Ниже перечислены распространенные антиоксиданты, которые, как показано, эффективны в снижении окислительного стресса по крайней мере при одном нейродегенеративном заболевании:

Другие подходы к нейропротекции

Стимуляторы

Стимуляторы рецепторов NMDA могут привести к глутаматной и кальциевой эксайтотоксичности и нейровоспалению . Однако некоторые другие стимуляторы в соответствующих дозах могут оказывать нейропротекторное действие.

Нейропротекторы (церебропротекторы) при остром ишемическом инсульте

При применении для защиты мозга от последствий острого ишемического инсульта нейропротекторы часто называют церебропротекторами . Более 150 препаратов были протестированы в клинических испытаниях, что привело к одобрению регулирующими органами активатора тканевого плазминогена в нескольких странах и одобрению эдаравона в Японии.

Упражнение

Упражнения были предложены как полезные для нейропротекции. [40] [41] [42]

Дальнейшие нейропротекторные методы лечения

Существуют дополнительные варианты нейропротекторного лечения, нацеленные на различные механизмы нейродеградации. Продолжаются исследования в попытке найти какой-либо эффективный метод предотвращения возникновения или прогрессирования нейродегенеративных заболеваний или вторичных травм. К ним относятся:

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Casson RJ, Chidlow G, Ebneter A, Wood JP, Crowston J, Goldberg I (2012). «Исследования трансляционной нейропротекции при глаукоме: обзор определений и принципов». Clinical & Experimental Ophthalmology . 40 (4): 350–357. doi : 10.1111/j.1442-9071.2011.02563.x . PMID  22697056.
  2. ^ Патель, Хитешкумар; Патель, Джайвадан; Патель, Анита (2024-04-15). «Усиление нейропротекторного и противоотечного действия в модели ишемического инсульта у мышей с использованием наночастиц, загруженных Т3». Medical and Pharmaceutical Journal . 3 (1): 1–12. doi : 10.55940/medphar202463 .
  3. ^ abc Seidl SE, Potashkin JA (2011). «Перспективы нейропротекторных агентов при болезни Паркинсона». Frontiers in Neurology . 2 : 68. doi : 10.3389/fneur.2011.00068 . PMC 3221408. PMID  22125548 . 
  4. ^ Каур Х, Пракаш А, Медхи Б (2013). «Лекарственная терапия при инсульте: от доклинических до клинических исследований». Фармакология . 92 (5–6): 324–334. doi : 10.1159/000356320 . PMID  24356194.
  5. ^ abcde Dunnett SB, Björklund A (июнь 1999). «Перспективы новых восстановительных и нейропротекторных методов лечения болезни Паркинсона». Nature . 399 (6738 Suppl): A32–A39. doi :10.1038/399a032. PMID  10392578. S2CID  17462928.
  6. ^ abcde Andersen JK (июль 2004 г.). «Окислительный стресс при нейродегенерации: причина или следствие?». Nature Medicine . 10 Suppl (7): S18–S25. doi :10.1038/nrn1434. PMID  15298006. S2CID  9569296.
  7. ^ abcde Задори Д., Кливени П., Саларди Л., Фюлёп Ф., Толди Дж., Вечеи Л. (ноябрь 2012 г.). «Митохондриальные нарушения, эксайтотоксичность, нейровоспаление и кинуренины: новые терапевтические стратегии нейродегенеративных расстройств». Журнал неврологических наук . 322 (1–2): 187–191. дои : 10.1016/j.jns.2012.06.004. PMID  22749004. S2CID  25867213.
  8. ^ ab Zhang C, Du F, Shi M, Ye R, Cheng H, Han J, et al. (январь 2012 г.). «Гинзенозид Rd защищает нейроны от вызванной глутаматом эксайтотоксичности, ингибируя приток ca(2+)». Cellular and Molecular Neurobiology . 32 (1): 121–128. doi :10.1007/s10571-011-9742-x. PMID  21811848. S2CID  17935161.
  9. ^ Sattler R, Tymianski M (2000). «Молекулярные механизмы кальций-зависимой эксайтотоксичности». Журнал молекулярной медицины . 78 (1): 3–13. doi :10.1007/s001090000077. PMID  10759025. S2CID  20740220.
  10. ^ Sattler R, Tymianski M (2001). «Молекулярные механизмы эксайтотоксической гибели нейрональных клеток, опосредованной глутаматным рецептором». Молекулярная нейробиология . 24 (1–3): 107–129. doi :10.1385/MN:24:1-3:107. PMID  11831548. S2CID  23999220.
  11. ^ ab Luoma JI, Stern CM, Mermelstein PG (август 2012 г.). «Ингибирование прогестероном нейрональной кальциевой сигнализации лежит в основе аспектов нейропротекции, опосредованной прогестероном». Журнал стероидной биохимии и молекулярной биологии . 131 (1–2): 30–36. doi :10.1016/j.jsbmb.2011.11.002. PMC 3303940. PMID  22101209 . 
  12. ^ Лю СБ, Чжан Н, Го YY, Чжао Р, Ши TY, Фэн СФ и др. (апрель 2012 г.). «G-белок-связанный рецептор 30 опосредует быстрые нейропротекторные эффекты эстрогена через депрессию NR2B-содержащих рецепторов NMDA». Журнал нейронауки . 32 (14): 4887–4900. doi :10.1523/JNEUROSCI.5828-11.2012. PMC 6620914. PMID  22492045 . 
  13. ^ Yan J, Xu Y, Zhu C, Zhang L, Wu A, Yang Y и др. (2011). Calixto JB (ред.). «Симвастатин предотвращает дофаминергическую нейродегенерацию в экспериментальных моделях болезни Паркинсона: связь с противовоспалительными реакциями». PLOS ONE . ​​6 (6): e20945. Bibcode :2011PLoSO...620945Y. doi : 10.1371/journal.pone.0020945 . PMC 3120752 . PMID  21731633. 
  14. ^ Volbracht C, van Beek J, Zhu C, Blomgren K, Leist M (май 2006 г.). «Нейропротекторные свойства мемантина в различных моделях эксайтотоксичности in vitro и in vivo». The European Journal of Neuroscience . 23 (10): 2611–2622. CiteSeerX 10.1.1.574.474 . doi :10.1111/j.1460-9568.2006.04787.x. PMID  16817864. S2CID  14461534. 
  15. ^ ab Liu T, Bitan G (март 2012 г.). «Модулирование самосборки амилоидогенных белков как терапевтический подход при нейродегенеративных заболеваниях: стратегии и механизмы». ChemMedChem . 7 (3): 359–374. doi :10.1002/cmdc.201100585. PMID  22323134. S2CID  14427130.
  16. ^ Berk M, Malhi GS, Gray LJ, Dean OM (март 2013 г.). «Перспективы N-ацетилцистеина в нейропсихиатрии». Trends in Pharmacological Sciences . 34 (3): 167–177. doi :10.1016/j.tips.2013.01.001. PMID  23369637.
  17. ^ Dodd S, Maes M, Anderson G, Dean OM, Moylan S, Berk M (апрель 2013 г.). «Предполагаемые нейропротекторные агенты при нейропсихиатрических расстройствах». Progress in Neuro-Psychopharmacology & Biological Psychiatry . 42 : 135–145. doi :10.1016/j.pnpbp.2012.11.007. hdl : 11343/43868 . PMID  23178231. S2CID  6678887.
  18. ^ Папандреу МА, Канакис КД, Полиссиу МГ, Эфтимиопулос С, Кордопатис П, Маргарити М, Ламари ФН (ноябрь 2006 г.). «Ингибирующая активность в отношении агрегации бета-амилоида и антиоксидантные свойства экстракта рылец шафрана посевного и его компонентов кроцина». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 54 (23): 8762–8768. doi :10.1021/jf061932a. PMID  17090119.
  19. ^ Отиаи Т., Симено Х., Мисима К., Ивасаки К., Фудзивара М., Танака Х. и др. (апрель 2007 г.). «Защитное действие каротиноидов шафрана на повреждение нейронов in vitro и in vivo». Biochimica et Biophysical Acta (BBA) – Общие предметы . 1770 (4): 578–584. дои : 10.1016/j.bbagen.2006.11.012. ПМИД  17215084.
  20. ^ Zheng YQ, Liu JX, Wang JN, Xu L (март 2007 г.). «Влияние кроцина на вызванное реперфузией окислительное/нитрационное повреждение церебральных микрососудов после глобальной церебральной ишемии». Brain Research . 1138 : 86–94. doi : 10.1016/j.brainres.2006.12.064. PMID  17274961. S2CID  25495517.
  21. ^ Behl C, Skutella T, Lezoualc'h F, Post A, Widmann M, Newton CJ, Holsboer F (апрель 1997 г.). «Нейропротекция против окислительного стресса эстрогенами: связь структуры и активности». Молекулярная фармакология . 51 (4): 535–541. doi :10.1124/mol.51.4.535. PMID  9106616. S2CID  1197332.
  22. ^ Денни Джозеф КМ, Муралидхара М (май 2012). «Профилактика рыбьим жиром ослабляет вызванные ротеноном окислительные нарушения и митохондриальные дисфункции в мозге крыс». Пищевая и химическая токсикология . 50 (5): 1529–1537. doi :10.1016/j.fct.2012.01.020. PMID  22289576.
  23. ^ Tikka TM, Koistinaho JE (июнь 2001 г.). «Миноциклин обеспечивает нейропротекцию против нейротоксичности N-метил-D-аспартата путем ингибирования микроглии». Журнал иммунологии . 166 (12): 7527–7533. doi : 10.4049/jimmunol.166.12.7527 . PMID  11390507.
  24. ^ Kuang X, Scofield VL, Yan M, Stoica G, Liu N, Wong PK (август 2009 г.). «Ослабление окислительного стресса, воспаления и апоптоза миноциклином предотвращает нейродегенерацию, вызванную ретровирусом, у мышей». Brain Research . 1286 : 174–184. doi :10.1016/j.brainres.2009.06.007. PMC 3402231. PMID  19523933 . 
  25. ^ Yu W, Fu YC, Wang W (март 2012 г.). «Клеточные и молекулярные эффекты ресвератрола в здоровье и болезни». Журнал клеточной биохимии . 113 (3): 752–759. doi :10.1002/jcb.23431. PMID  22065601. S2CID  26185378.
  26. ^ Simão F, Matté A, Matté C, Soares FM, Wyse AT, Netto CA, Salbego CG (октябрь 2011 г.). «Ресвератрол предотвращает окислительный стресс и ингибирование активности Na(+)K(+)-АТФазы, вызванной транзиторной глобальной церебральной ишемией у крыс». Журнал пищевой биохимии . 22 (10): 921–928. doi :10.1016/j.jnutbio.2010.07.013. PMID  21208792.
  27. ^ Nivison-Smith L, Acosta ML, Misra S, O'Brien BJ, Kalloniatis M (январь 2014 г.). «Винпоцетин регулирует проницаемость катионных каналов внутренних нейронов сетчатки при ишемии». Neurochemistry International . 66 : 1–14. doi : 10.1016/j.neuint.2014.01.003. PMID  24412512. S2CID  27208165.
  28. ^ Herrera-Mundo N, Sitges M (январь 2013 г.). «Винпоцетин и α-токоферол предотвращают увеличение DA и окислительного стресса, вызванного 3-NPA в изолированных нервных окончаниях полосатого тела». Журнал нейрохимии . 124 (2): 233–240. doi : 10.1111/jnc.12082 . PMID  23121080.
  29. ^ Zhao YY, Yu JZ, Li QY, Ma CG, Lu CZ, Xiao BG (май 2011 г.). «TSPO-специфический лиганд винпоцетин оказывает нейропротекторное действие, подавляя воспаление микроглии». Neuron Glia Biology . 7 (2–4): 187–197. doi :10.1017/S1740925X12000129. PMID  22874716.
  30. ^ Bönöczk P, Panczel G, Nagy Z (июнь 2002 г.). «Винпоцетин увеличивает мозговой кровоток и оксигенацию у пациентов, перенесших инсульт: спектроскопия в ближнем инфракрасном диапазоне и транскраниальная допплерография». European Journal of Ultrasound . 15 (1–2): 85–91. doi :10.1016/s0929-8266(02)00006-x. PMID  12044859.
  31. ^ Hampson AJ, Grimaldi M, Lolic M, Wink D, Rosenthal R, Axelrod J (2000). «Нейропротекторные антиоксиданты из марихуаны». Annals of the New York Academy of Sciences . 899 (1): 274–282. Bibcode : 2000NYASA.899..274H. doi : 10.1111/j.1749-6632.2000.tb06193.x. PMID  10863546. S2CID  39496546.
  32. ^ Miller ER, Pastor-Barriuso R, Dalal D, Riemersma RA, Appel LJ, Guallar E (январь 2005 г.). «Метаанализ: высокие дозы витамина E могут увеличить смертность от всех причин». Annals of Internal Medicine . 142 (1): 37–46. doi : 10.7326/0003-4819-142-1-200501040-00110 . PMID  15537682.
  33. ^ Аль-Хуссаний, Хани Акил; Нури Мохаммед, Зайнаб; Альбургайф, Али Х.; Акил Наджи, Мина (2022-10-21). «Panax ginseng как антиоксидант и противовоспалительное средство для снижения кардиотоксичности доксорубицина на крысином модуле». Research Journal of Pharmacy and Technology : 4594–4600. doi :10.52711/0974-360x.2022.00771. ISSN  0974-360X.
  34. ^ Аль-Курайши, Хайдер М.; Аль-Хусаний, Хани А.; Аль-Гариб, Али И.; Негм, Валаа А.; Эль-Кадем, Ая Х.; Батиха, Габер Эль-Сабер; Н. Велсон, Нермин; Мостафа-Хедеб, Гомаа; Касем, Ахмед Х; Конте-Жуниор, Карлос Адам (22 июня 2022 г.). «Комбинация Panax ginseng CA Mey и фебуксостата продемонстрировала кардиопротекторный эффект против острой кардиотоксичности, индуцированной доксорубицином, у крыс». Границы в фармакологии . 13 . дои : 10.3389/fphar.2022.905828 . ISSN  1663-9812. ПМЦ 9257079 . PMID  35814241. 
  35. ^ Kelton MC, Kahn HJ, Conrath CL, Newhouse PA (2000). «Влияние никотина на болезнь Паркинсона». Мозг и познание . 43 (1–3): 274–282. PMID  10857708.
  36. ^ ab Ross GW, Petrovitch H (2001). «Современные доказательства нейропротекторного действия никотина и кофеина против болезни Паркинсона». Drugs & Aging . 18 (11): 797–806. doi :10.2165/00002512-200118110-00001. PMID  11772120. S2CID  23840476.
  37. ^ Barreto GE, Iarkov A, Moran VE (2014). «Полезные эффекты никотина, котинина и его метаболитов как потенциальных агентов болезни Паркинсона». Frontiers in Aging Neuroscience . 6 : 340. doi : 10.3389/fnagi.2014.00340 . PMC 4288130. PMID  25620929 . 
  38. ^ Xu K, Xu YH, Chen JF, Schwarzschild MA (май 2010 г.). «Нейропротекция кофеином: динамика и роль его метаболитов в модели MPTP болезни Паркинсона». Neuroscience . 167 (2): 475–481. doi :10.1016/j.neuroscience.2010.02.020. PMC 2849921 . PMID  20167258. 
  39. ^ Аояма К., Мацумура Н., Ватабе М., Ван Ф., Кикучи-Уцуми К., Накаки Т. (май 2011 г.). «Кофеин и мочевая кислота опосредуют синтез глутатиона для нейропротекции». Нейронаука . 181 : 206–215. doi :10.1016/j.neuroscience.2011.02.047. PMID  21371533. S2CID  32651665.
  40. ^ Vecchio, Laura M.; Meng, Ying; Xhima, Kristiana; Lipsman, Nir; Hamani, Clement; Aubert, Isabelle (2018). «Нейропротекторные эффекты упражнений: поддержание здоровья мозга в процессе старения». Пластичность мозга . 4 (1): 17–52. doi :10.3233/BPL-180069. PMC 6296262. PMID  30564545 . 
  41. ^ Махалакшми, Б.; Маурья, Нэнси; Ли, Шин-Да; Бхарат Кумар, В. (16 августа 2020 г.). «Возможные нейропротекторные механизмы физических упражнений при нейродегенерации». Международный журнал молекулярных наук . 21 (16): 5895. doi : 10.3390/ijms21165895 . PMC 7460620. PMID  32824367. 
  42. ^ «Физические упражнения и нейропротекция при рассеянном склерозе — The Lancet Neurology».
  43. ^ Li W, Lee MK (июнь 2005 г.). «Антиапоптотическое свойство человеческого альфа-синуклеина в нейрональных клеточных линиях связано с ингибированием активности каспазы-3, но не каспазы-9». Journal of Neurochemistry . 93 (6): 1542–1550. doi : 10.1111/j.1471-4159.2005.03146.x . PMID  15935070.
  44. ^ Gunasekaran R, Narayani RS, Vijayalakshmi K, Alladi PA, Shobha K, Nalini A и др. (февраль 2009 г.). «Воздействие спинномозговой жидкости на пациентов со спорадическим боковым амиотрофическим склерозом изменяет экспрессию каналов Nav1.6 и Kv1.6 в спинальных двигательных нейронах крыс». Brain Research . 1255 : 170–179. doi :10.1016/j.brainres.2008.11.099. PMID  19109933. S2CID  38399661.
  45. ^ Синклер HL, Эндрюс PJ (2010). «Обзор от лабораторного до постельного режима: гипотермия при черепно-мозговой травме». Критическая терапия . 14 (1): 204. doi : 10.1186/cc8220 . PMC 2875496. PMID  20236503 . 
  46. ^ Leeds PR, Yu F, Wang Z, Chiu CT, Zhang Y, Leng Y и др. (июнь 2014 г.). «Новый путь для лития: вмешательство при травматических повреждениях мозга». ACS Chemical Neuroscience . 5 (6): 422–433. doi :10.1021/cn500040g. PMC 4063503 . PMID  24697257. 
  47. ^ Базан НГ (2006). «Начало травмы мозга и нейродегенерации запускает синтез докозаноидной нейропротекторной сигнализации». Клеточная и молекулярная нейробиология . 26 (4–6): 901–913. doi :10.1007/s10571-006-9064-6. PMID  16897369. S2CID  6059884.
  48. ^ Хенека М.Т., Карсон М.Дж., Эль Хури Дж., Ландрет Г.Е., Броссерон Ф., Файнштейн Д.Л. и др. (апрель 2015 г.). «Нейровоспаление при болезни Альцгеймера». «Ланцет». Неврология . 14 (4): 388–405. дои : 10.1016/S1474-4422(15)70016-5. ПМК 5909703 . ПМИД  25792098. 
  49. ^ Serhan CN, Chiang N, Dalli J (май 2015 г.). «Код разрешения острого воспаления: новые про-разрешающие липидные медиаторы при разрешении». Семинары по иммунологии . 27 (3): 200–215. doi :10.1016/j.smim.2015.03.004. PMC 4515371. PMID  25857211 . 

Дальнейшее чтение

Статьи

Книги