Hjerneskade, der blev anset for at være forårsaget af hypoglykæmisk koma faktisk opstår, når glukose gives til behandling af koma, ifølge en undersøgelse hos gnavere ledet af forskere ved San Francisco VA Medical Center.
Resultaterne er overraskende, siger forfatterne, og kan være af klinisk betydning for behandlingen af diabetikere i hypoglykæmisk koma, selv om de advarer om, at resultaterne ikke umiddelbart kan ekstrapoleres til mennesker.
Insulin er et vigtigt hormon, der bevæger sig glukose fra blodbanen til de enkelte celler, hvor det er brudt ned og bruges til energi. Diabetikere ikke producerer nok af deres eget insulin og skal tage det flere gange om dagen.
En alvorlig insulin overdosis kan reducere niveauet af glukose i blodet til ekstremt lave niveauer, en tilstand kendt som hypoglykæmi, og forårsage hypoglykæmisk koma, hvilket resulterer i ødelæggelse af neuroner i hippocampus og hjernebarken, som er væsentlige for hukommelse og kognition.
"Denne undersøgelse fortæller os for første gang, at rotter, hjernen skaden opstår ikke i løbet af koma, men efter det, når vi giver dem glukose og deres blodsukkerniveau vende tilbage til normal", siger ledende forsker Raymond A. Swanson, MD, chef for neurologi og rehabilitering service på SFVAMC.
Desuden siger Swanson, han og hans kolleger forskere har identificeret årsagen til skaden: den pludselige tilbagevenden glukose til hjernen aktiverer enzymet NADPH oxidase, som igen starter en proces med oxidativ stress, der er dødelig for neuroner.
Oxidativ stress opstår, når cellerne er forgiftet af meget reaktive former for ilt. Tidligere havde det været antaget, at oxidativt stress i neuroner blev indledt primært af mitokondrier, hvilken proces ilt til energi i cellerne.
Papiret vises i april 2007-udgaven af Journal of Clinical Investigation.
I deres undersøgelse, udsat forskerne gnavere til en model af svær hypoglycemic koma. "Rotterne kunne forblive hypoglycemic uden tegn på betydelig oxidativt stress i mindst 60 minutter," siger Swanson, der også er professor og vice-formand for neurologi ved University of California, San Francisco . "Det var først, da vi gav dem glukose til at vende hypoglykæmi, at oxidativt stress opstået. Dette var en reel overraskelse."
Forskerne opdagede, at oxidativt stress og neuron død blev forhindret, da rotterne fik en hæmmer af NADPH oxidase, hvilket indikerer en central rolle for dette enzym.
"Det er veletableret, at mitokondrierne kan være en kilde til oxidativ stress," siger Swanson. "Men i denne indstilling, kommer oxidativ stress fra en helt anden kilde." Han tilføjer, at den normale rolle NADPH oxidase i hjernen er "fuldstændig ukendt."
Forfatterne fandt også, at graden af oxidativ stress var direkte afhængig af den givne mængde af glucose. "Vi tror, at dette stammer fra en kendt sammenhæng mellem glukose og NADPH oxidase," Swanson siger. "Glukose er en forløber for NADPH, som igen bliver brugt af NADPH oxidase i at generere oxidativt stress."