Пациентите, които са били механично вентилирани в интензивните отделения, отдавна са известни, че в резултат на това страдат от някаква форма на умствено увреждане. Сега изследователите откриха молекулярен механизъм, който може да обясни защо това се случва.
Проучването, публикувано в изследването, е проведено от изследователи от Университета в Овиедо в Испания, болница "Св. Михаил" в Канада и от Медицинската школа "Перелман" в университета в Пенсилвания.
Изследователите казват, че минимум 30% от пациентите в интензивни отделения (МСТ) страдат от някаква форма на умствена дисфункция, като тревожност, депресия и най-често делириум. Те отбелязват, че честотата на делириум при пациенти, които са механично вентилирани, е около 80%.
Те предполагат, че това може да е отчасти в резултат на увреждане в хипокампуса, но как вентилацията причинява това увреждане е неясно.
Допаминът е причина за апоптозата
Изследователите са открили молекулярен механизъм, който може да обясни защо някои пациенти, които са механично вентилирани на интензивно отделение, страдат от умствени увреждания.
За изследването си изследователският екип анализира събраните мозъци на мишки, които са били свързани с ниско или високо налягане с вентилация за 90 минути, заедно с мозъка на контролните мишки, които не са били на вентилация.
В сравнение с контролните мишки, мишките при вентилация показаха доказателства за смърт на невронни клетки в хипокампуса в резултат на апоптоза – процес на програмирана клетъчна смърт (PCD).
Изследователският екип откри, че процесът на апоптоза е причинен от индуцирано от допамин потискане на Akt – молекулата, която обикновено предотвратява невронната апоптоза.
Те отбелязват, че при вентилираните мишки потискането на Akt е ясно изразено в хипокампуса и е свързано с повишени нива на допамин (хипердопаминергични) в тази област на мозъка. Вентилираните мишки също показват повишена генна експресия на тирозин хидроксилазата – ензим, който е критичен при синтеза на допамин.
Полученото увеличение на допамина, твърдят изследователите, увеличава силата на активиране на допаминовия рецептор в хипокампуса.
За да потвърдят тези открития, изследователите инжектираха блокери на рецептора на допамин (D2) тип 2 в мозъчните вентрикули на група мишки. Това значително намалява апоптозата, индуцирана от вентилацията в хипокампуса.
Dysbindin-1 "предпазва от апоптоза"
След това изследователите изследват последиците от вентилацията и повишения допамин в хипокампуса върху dysbindin-1 – протеин, който засяга нивата на D2 рецепторите на клетъчната повърхност, когницията и потенциално риска от психоза.
Резултатите показват, че мишките, които са подложени на вентилация под високо налягане, показват повишена генна експресия на dysbindin-1C. По-късно в процеса, вентилираните мишки също показват повишена генна експресия в протеиновите нива на dysbindin-1C.
Самият допамин показва подобно въздействие върху dysbindin-1C при анализа на препаратите от хипокампус, казват изследователите и тези ефекти са инхибирани от D2 рецепторите.
Изследователите казват, че тъй като dysbindin-1 може да намали D2 рецепторите на клетъчната повърхност, както и да предпази от апоптоза, е възможно увеличаването на експресията на dysbindin-1 във вентилирани мишки да предизвика "компенсаторен отговор" на индуцираната от вентилацията апоптоза на хипокампа.
Те отбелязват, че това би могло да се приложи и за пациентите на ICU, като се има предвид, че едно допълнително проучване показва, че общият dysbindin-1 е увеличен в хипокампалните неврони на вентилирани хора, които са починали, но не и при не-вентилирани хора.
Потенциал за нови и подобрени лекарства
Изследователите казват, че тези открития могат да доведат до нови употреби на вече установени лекарства, както и до потенциално развитие на нови лекарства, които са в състояние да задействат определени молекулярни пътища, които могат да разрешат неблагоприятните ефекти върху мозъчната функция в резултат на вентилацията на ICU.
Д-р Конрад Талбот, асистент-професор по невробиология в Катедрата по психиатрия в Пен Медикъл, казва:
"Изследването показва необходимостта от преоценка на употребата на D2 рецепторни антагонисти при минимизиране на отрицателните когнитивни ефекти на механичната вентилация при пациенти с интензивно лечение и оценка на новата възможност, че повишаването на експресията на dysbindin-1C също може да намали тези ефекти."
