Hipoksija kā izārstēšana: zems skābekļa līmenis atjauno kustību Parkinsona slimības gadījumā

Broad institūta un Masačūsetsas ģenerāļa Brigama zinātnieki ir pierādījuši, ka hroniska hipoksija, kas ir salīdzināma ar Everesta bāzes nometnes atmosfēru (~15% O₂), var apturēt slimības progresēšanu un pat daļēji novērst kustību traucējumus pelēm, izmantojot eksperimentālu Parkinsona slimības modeli. Pētījums ir publicēts žurnālā Nature Neuroscience.

Ko darīja pētnieki?

• Parkinsonisma modelis: pelēm, izmantojot MPTP toksīnu, tika inducētas Parkinsona slimībai raksturīgas dopamīnerģiskas neirodeģeneratīvas izmaiņas.
• Intervence: Dzīvnieki vairākas nedēļas pirms un pēc MPTP ievadīšanas tika turēti kamerās ar samazinātu skābekļa līmeni (hipoksiskā vidē). Kontroles peles dzīvoja normālā atmosfērā.
• Efekta novērtējums: Motoriskā aktivitāte tika pārbaudīta uz rotējoša cilindra un koordinācijas testos, un neironu izdzīvošana tika novērtēta, imūnkrāsojot dopamīna šūnas substantia nigra.

Galvenie secinājumi

1. Motorisko funkciju atjaunošana:

   • Hipoksijas skartās peles saglabāja spēju noturēties uz rotējoša cilindra gandrīz 90% apmērā no veselo dzīvnieku līmeņa, savukārt kontroles dzīvnieki zaudēja līdz pat 60% no šī rādītāja.

2. Dopamīna neironu aizsardzība:

   • Hipoksiskā vide nomāca ūdeņraža peroksīda un oksidatīvā stresa marķieru pārmērīgu uzkrāšanos, kas veicināja dopamīna neironu saglabāšanos substantia nigra.

3. Intervences logs:

   • Visizteiktākā neiroprotektīvā iedarbība tika novērota, ja hipoksija tika uzsākta ne vēlāk kā nedēļu pirms toksiskā uzbrukuma, bet pat pēc tā "kalnu klimats" paātrināja daļēju atveseļošanos.

Ierosinātie mehānismi

• Oksidatīvā stresa mazināšana: samazināts PO₂ daudzums samazina reaktīvo skābekļa sugu veidošanos, kam ir galvenā loma Parkinsona slimības patoģenēzē.
• Adaptīvo ceļu aktivācija: hipoksija stimulē HIF-1α atkarīgus gēnus, kas palielina neironu rezistenci pret vielmaiņas un toksisko stresu.
• Metabolisma ekonomija: skābekļa patēriņa samazināšana pārslēdz šūnas “ekonomiskajā režīmā”, palēninot deģeneratīvos procesus.

"Novērojot motorās funkcijas atjaunošanos, mēs sapratām, ka daudzi neironi nav miruši — tie vienkārši ir nomākti. Hipoksija tos 'pamodina' un aizsargā," saka līdzautore Vamsi Mūta.

Iespējas un izaicinājumi

• Terapeitiskā hipoksija: īsas sesijas kamerā ar samazinātu O₂ saturu var būt papildinājums klasiskajām metodēm (L-dopa un neirostimulācija).
• Drošība un deva: ir jānosaka optimālais hipoksijas līmenis un ilgums, lai izvairītos no blakusparādībām (hipoksēmijas, plaušu riskiem).
• Klīniskie pētījumi: Nākotne – agrīni pilotpētījumi ar cilvēkiem ar Parkinsona slimību, lai pārbaudītu "hipoksiskās terapijas" panesamību un tās ietekmi uz dzīves kvalitāti.

Autori izceļ šādus galvenos punktus:

1. Neiroprotekcija, izmantojot vielmaiņas “taupīšanu”.
   “Hipoksija noved pie tā, ka dopamīna neironi nonāk stāvoklī ar zemu vielmaiņas pieprasījumu, samazinot reaktīvo skābekļa sugu veidošanos un aizsargājot šūnas no MPTP toksicitātes,” norāda profesore Vamsi Mūta.

2. Terapijas laikam ir nozīme.
   “Vislielāko ieguvumu mēs novērojām, ja hipoksija tika uzsākta 7 dienas pirms neirotoksīna ievadīšanas, taču pēc insulta hipoksija arī izraisīja daļēju funkciju atjaunošanos, paverot iespēju klīniskai iejaukšanās veikšanai,” komentē līdzautors Dr. Džefrijs Millers.

3. “Hipoksiskās terapijas” perspektīva
   “Pāreja no farmakoloģijas uz smadzeņu vides terapeitisku modulāciju ir principiāli jauna pieeja. Mūsu uzdevums tagad ir noteikt optimālos O₂ parametrus un izveidot drošus protokolus pacientiem ar Parkinsona slimību,” rezumē Dr. Linda Zu.

Šis darbs paver jaunu paradigmas pieeju neirodeģenerācijas palēnināšanai Parkinsona slimībā — nevis ar zāļu palīdzību, bet gan kontrolējot apkārtējo gaisu smadzenēs, lai radītu apstākļus, kas līdzīgi tiem, kādos izdzīvo dopamīna neironi.