Kaskada niedokrwienna

Kaskada niedokrwienna (niedokrwienna) to seria reakcji biochemicznych, które są inicjowane w mózgu i innych tkankach tlenowych po kilku sekundach lub minutach niedokrwienia (niewystarczający dopływ krwi). Jest to zwykle wtórne do udaru , urazu lub zatrzymania akcji serca z powodu zawału serca . Większość niedokrwiennych neuronów , które umierają, dzieje się tak z powodu aktywacji substancji chemicznych wytwarzanych podczas i po niedokrwieniu. Kaskada niedokrwienna zwykle trwa od dwóch do trzech godzin, ale może trwać kilka dni, nawet po powrocie normalnego przepływu krwi.

Mechanizm

Kaskada to seria zdarzeń, w których jedno zdarzenie uruchamia następne w sposób liniowy . Tak więc „kaskada niedokrwienna” jest w rzeczywistości błędną nazwą, ponieważ zdarzenia nie zawsze są liniowe: w niektórych przypadkach mają charakter kołowy, a czasami jedno zdarzenie może spowodować wiele zdarzeń lub być spowodowanych przez wiele zdarzeń. Ponadto komórki otrzymujące różne ilości krwi mogą przechodzić różne procesy chemiczne. Pomimo tych faktów kaskadę niedokrwienną można ogólnie scharakteryzować w następujący sposób: [ potrzebne źródło ]

  1. Brak tlenu powoduje, że normalny proces neuronu do wytwarzania ATP na energię zawodzi.
  2. Komórka przechodzi na metabolizm beztlenowy , wytwarzając kwas mlekowy .
  3. Zależne od ATP pompy transportujące jony zawodzą, powodując depolaryzację komórki , umożliwiając przepływ jonów , w tym wapnia (Ca 2+ ), do komórki .
  4. Pompy jonowe nie mogą już transportować wapnia z komórki, a wewnątrzkomórkowe poziomy wapnia stają się zbyt wysokie.
  5. Obecność wapnia wyzwala uwalnianie pobudzającego aminokwasu neuroprzekaźnika glutaminianu .
  6. Glutaminian stymuluje receptory AMPA i przepuszczalne dla Ca 2+ receptory NMDA , które otwierają się, aby wpuścić więcej wapnia do komórek.
  7. Nadmiar wapnia powoduje nadmierne pobudzenie komórek i powoduje wytwarzanie szkodliwych substancji chemicznych, takich jak wolne rodniki , reaktywne formy tlenu i enzymy zależne od wapnia, takie jak kalpaina , endonukleazy , ATPazy i fosfolipazy w procesie zwanym ekscytotoksycznością . Wapń może również powodować uwalnianie większej ilości glutaminianu.
  8. Ponieważ błona komórkowa jest rozkładana przez fosfolipazy, staje się bardziej przepuszczalna, a do komórki napływa więcej jonów i szkodliwych chemikaliów.
  9. Mitochondria rozkładają się, uwalniając toksyny i czynniki apoptotyczne do komórki.
  10. kaskada apoptozy zależnej od kaspazy , co powoduje, że komórki „popełniają samobójstwo”.
  11. Jeśli komórka umiera w wyniku martwicy , uwalnia glutaminian i toksyczne chemikalia do otaczającego ją środowiska. Toksyny zatruwają pobliskie neurony , a glutaminian może je nadmiernie pobudzać.
  12. Jeśli i kiedy mózg jest poddany reperfuzji, wiele czynników prowadzi do uszkodzenia reperfuzyjnego .
  13. Następuje reakcja zapalna, a komórki fagocytujące pochłaniają uszkodzoną, ale wciąż żywą tkankę.
  14. Szkodliwe chemikalia uszkadzają barierę krew-mózg .
  15. Obrzęk mózgu (obrzęk mózgu) występuje z powodu wycieku dużych cząsteczek , takich jak albuminy , z naczyń krwionośnych przez uszkodzoną barierę krew-mózg . Te duże cząsteczki wciągają wodę do tkanki mózgowej poprzez osmozę . Ten „ obrzęk naczyniopochodny ” powoduje kompresję i uszkodzenie tkanki mózgowej (Freye 2011; Acquired Mitochondropathy-A New Paradigm in Western Medicine Explaining Chronic Diseases).

Łagodzenie skutków

Fakt, że kaskada niedokrwienna obejmuje szereg etapów, doprowadził lekarzy do podejrzeń, że można wytwarzać środki chroniące mózg , aby przerwać kaskadę na jednym z etapów, blokując dalsze efekty. W badaniach klinicznych przetestowano ponad 150 środków chroniących mózg, co doprowadziło do zatwierdzenia tkankowego aktywatora plazminogenu (znanego również jako tPA, t-PA, rtPA, Activase lub Alteplaza lub Actilyse) w USA i innych krajach oraz edarawonu (Radicut) w Japonia.