Kaskada przemian biochemicznych w udarze niedokrwiennym - film z polskimi napisami

Wiemy, że gdy masz udar to naczynie krwionośne zostaje zablokowane w jakiś sposób, a tkanka mózgowa, którą odżywia obumiera. Chciałbym pokazać Ci niektóre ważne rzeczy, które dzieją się z neuronami na poziomie komórkowym podczas udaru. Przybliżmy trochę ten obszar, abyś mógł zobaczyć, jak naprawdę jest to skomplikowane, chociaż tak właściwie jest to dość uproszczony widok układu kilku komórek w naszym mózgu. Pokazałem tyle dla ułatwienia, ale mamy około 100 milionów neuronów w mózgu. Tutaj, kolorem niebieskim oznaczyłem neurony, które są ze sobą powiązane, tak aby mogły przesyłać pomiędzy sobą wiadomości, pozwalające kontrolować mózgowi cały organizm. Te połączenia nazywamy synapsami. Omówmy szybko resztę, kolorem zielonym oznaczyłem astrocyty. Są to bardzo ważne komórki w centralnym układzie nerwowym. Na przykład, wzmacniają barierę krew-mózg, odżywiają neurony, i mają o wiele, wiele, wiele więcej innych funkcji. Oznaczone kolorem ciemnoniebieskim to oligodendrocyty. Ich rolą jest dostarczenie strukturalnego wsparcia naszym neuronom. Umożliwiają one również naszym neuronom przesyłać sygnały trochę szybciej. Tutaj mamy oczywiście naczynia krwionośne, trochę naczyń włosowatych. Podczas udaru, gdy naczynie krwionośne zostaje zablokowane, oznaczę tutaj niewielkie zablokowanie, w postaci skrzepu. Przyjrzyjmy się kluczowym wydarzeniom na poziomie neuronowym. Dochodzi tu do wydarzeń nazywanych kaskadą niedokrwienną, która jest trochę błędną nazwą, ponieważ wiele z tych wydarzeń ma miejsce w tym samym czasie, i nie koniecznie ich wystąpienie jest od siebie zależne. Zobaczysz o co chodzi za chwilę. Kaskada niedokrwienna. Bez dostaw krwi, a tym samym bez tlenu, neurony utracą swoją zdolność do wytwarzania energii w formie ATP przez metabolizm tlenowy. Neurony wdrażają teraz plan B w produkcji energii, przełączają się na metabolizm beztlenowy, który ma miejsce, gdy brakuje dostępu do tlenu. Mamy dwa problemy w metabolizmie beztlenowym u ludzi. Po pierwsze, nie produkuje on odpowiedniej ilości energii, którą potrzebujemy, produkuje około 15 razy mniej energii niż metabolizm tlenowy. A po drugie, wytwarzany jest produkt uboczny nazywany kwasem mlekowym, który w odpowiednio dużych ilościach zaburza równowagę kwasowo-zasadową w mózgu. Co prowadzi do niszczenia neuronów. Dlatego nie chcemy dużych ilośc kwasu mlekowego. Wspomniałem, że komórki mają mniejszą produkcję energii, jak właściwie wpływa to na ich funkcjonowanie? Na kilka sposobów. Zacznijmy od błonowego systemu transportu komórki. Masz tam pompę sodowo-potasową, wbudowaną w błonę komórkową. Pompa ta umożliwia wypływ jonów sodu z komórki oraz przedostanie się jonów potasu do komórki. Bez ATP pompa ta przestaje działać, ponieważ polega na ATP, jako źródle energii, polega na energii z ATP, aby wykonać swoją pracę. W konsekwencji, jony sodu zaczynają gromadzić się wewnątrz neuronu, ponieważ nie zostaje on wypompowywany na zewnątrz, tak? Kiedy woda, w płynie zewnątrzkomórkowym, w skrócie ECF, zauważy to zwiększone stężenie jonów sodu w płynie wewnątrzkomórkowym, w sporcie ICF, woda przedostanie się do wnętrza neuronu, aby rozcieńczyć wysokie steżenie jonów sodu w neuronie. To z czym kończymy tutaj, to z neuronem, który zaczyna puchnąć, ponieważ napływa do niego duża ilość wody, która będzie rozpuszczać wysokie stężenie jonów sodu. Taką sytuację nazywamy obrzękiem cytotoksycznym. "Cyto" odnosi się do komórki, "toksyczny" ponieważ może zabić komórkę, a obrzęk odnosi się do puchnięcia. I to jedna z wcześniejszych rzeczy, która ma miejsca, kiedy nie ma odpowiedniej ilości energii. Co dzieje się dalej? Pompa sodowo-wapniowa również przestaje działać, zobaczysz, jaką ważną rolę ona pełni. Normalnie jej rolą jest przeniesienie jonów sodu do komórki, a jonów wapnia na zewnątrz. Kiedy przestanie pracować to kończysz z rosnącą ilością jonów wapnia wewnątrz komórki, a tego nie chcemy z trzech głównych powodów. Po pierwsze, nazywamy to ekscytotoksycznością, zobaczysz co to oznacza za chwilę. Wysoki poziom jonów wapnia w komórce powoduje, że przekaźniki, takie jak glutaminian, będą wydzielane z zakończenia neuronu. Te przekaźniki są nazywane neuroprzekaźnikami. Więc dochodzi do wydzielania tych neuroprzekaźników ze względu na wysoki poziom jonów wapnia, i te neuroprzekaźniki ulegają później dyfuzji i pobudzają inne neurony, ponieważ są neuroprzekaźnikami pobudzającymi. Podczas pobudzania tych innych neuronów przynoszą ze sobą jony wapnia, co skutkuje tym, że więcej glutaminianów jest wydzielane, które w konsekwencji pobudzają inne neurony, i tak dalej. Mamy tu złośliwy cykl wzbudzania neuronów oraz wydzielania neuroprzekaźników. Co jest złą rzeczą, ponieważ zbyt duże wzbudzenie neuronów, jest dla nich potencjalnie toksyczne. Drugi z powodów, którego nie chcemy zbyt dużej ilość jonów wapnia w naszych neuronach jest taki, że zbyt duża ilość tego pierwiastka będzie aktywować enzymy degradujące. Jony wapnia będą aktywować proteazy, które prowadzą do rozpadu białek wewnątrz neuronów. Jony wapnia będą również aktywować lipazy, która niszczą błonę komórkową neuronów. Brzmi to dość źle. Możesz sobie wyobrazić, że jeśli Twoje błona komórkowa zacznie się rozpadać, wszystkie rodzaje jonów i szkodliwych związków chemicznych trafi do neuronu prowadząc do wielu uszkodzeń, co nie jest za dobre. Trzeci powód, z którego nie chcemy mieć zbyt dużej ilości jonów wapnia jest taki, że zbyt dużo tych jonów prowadzi do wytworzenia wolnych rodników oraz reaktywnych form tlenu. Są to małe, szkodliwe związki chemiczne, które prowadzą do dalszych uszkodzeń neuronów, szczególnie ich błony komórkowej. Opisałem śmierć komórek na skutek obrzęku cytotoksycznego oraz poprzez zależnych od wapnia mechanizmów, ale jest jeszcze inny, ważny sposób, prowadzący do śmierci neuronów podczas udaru. Mogłeś już zaznajomić się z mitochondrium, organellą komórkową odpowiedzialną za produkcję energii w komórce. Z tymi wszystkim toksycznym związkami chemicznymi znajdującymi się w komórkce oraz braku normalnego środowiska komórkowego, mitochondria same z siebie zaczną się niszczyć. Kiedy do tego dojdzie, zaczną wydzielać białka nazywane czynnikami indukującymi apoptozę do cytoplazmy. Całkiem zabawna nazwa - czynniki indukujące apoptozę, jednak ich rola nie jest już tak zabawna, ponieważ rozpoczynają one apoptozę. Co prowadzi bezpośrednio do samobójstwa komórek. Omówiliśmy niektóre z istotnych wydarzeń, które mają miejsce podczas kaskady niedotlennej, oraz trzy sposoby, w jakie komórki obumierają podczas tej kaskady.