Hersenbeschadiging dat werd gedacht te worden veroorzaakt door hypoglycemische coma komt eigenlijk als glucose wordt toegediend aan de coma te behandelen, volgens een studie in knaagdieren geleid door onderzoekers van de San Francisco VA Medical Center.
De resultaten zijn verrassend, zeggen de auteurs, en kan van klinische betekenis zijn voor de behandeling van diabetici in de hypoglycemische coma, hoewel ze waarschuwen dat de resultaten niet onmiddellijk kan worden geëxtrapoleerd naar de mens.
Insuline is een essentieel hormoon dat glucose uit de bloedbaan wordt verplaatst naar individuele cellen, waar het wordt afgebroken en gebruikt voor energie. Diabetici produceren niet genoeg van hun eigen insuline en moet het meerdere malen per dag.
Een zware overdosis insuline kan verminderen niveaus van glucose in het bloed tot extreem lage niveaus, een aandoening die bekend staat als hypoglykemie, en veroorzaken hypoglycemische coma, wat resulteerde in de vernietiging van neuronen in de hippocampus en cerebrale cortex, die essentieel zijn voor het geheugen en de cognitie.
"Deze studie vertelt ons voor de eerste keer dat bij ratten de hersenen schade niet optreedt tijdens de coma, maar na het, wanneer geven we ze glucose en hun bloedsuikerspiegel weer normaal", zegt hoofdonderzoeker Raymond A. Swanson, MD, hoofd van de neurologie en revalidatie dienst bij SFVAMC.
Bovendien, zegt Swanson, hij en zijn collega-onderzoekers hebben vastgesteld dat de oorzaak van de schade: de plotselinge terugkeer van glucose naar de hersenen activeert het enzym NADPH-oxidase, dat op zijn beurt initieert een proces van oxidatieve stress, die dodelijk is voor neuronen.
Oxidatieve stress treedt op wanneer de cellen worden vergiftigd door zeer reactieve vormen van zuurstof. Voorheen was er vanuit gegaan dat oxidatieve stress in neuronen in de eerste plaats is een initiatief van mitochondriën, welk proces zuurstof voor energie in de cellen.
Het papier verschijnt in het april 2007 nummer van het Journal of Clinical Investigation.
In hun studie, de onderzoekers onderworpen knaagdieren aan een model van ernstige hypoglykemie coma. "De ratten konden hypoglycemische blijven zonder aanwijzingen voor een significante oxidatieve stress voor ten minste 60 minuten," zegt Swanson, die ook hoogleraar en vice-voorzitter van neurologie aan de Universiteit van Californië, San Francisco . "Het was pas toen we hen glucose aan de hypoglykemie dat de oxidatieve stress kwam te keren. Dit was een echte verrassing."
De onderzoekers ontdekte toen dat oxidatieve stress en neuron dood werden voorkomen wanneer de ratten kregen een remmer van NADPH-oxidase, wat wijst op een belangrijke rol voor dit enzym.
"Het is goed vast te staan dat mitochondriën kan een bron van oxidatieve stress", zegt Swanson. "Maar in deze instelling, oxidatieve stress komt uit een heel andere bron." Hij voegt eraan toe dat de normale rol van NADPH-oxidase in de hersenen is "volledig onbekend."
De auteurs vonden ook dat de mate van oxidatieve stress is direct afhankelijk van de hoeveelheid glucose gegeven. "We denken dat dit het gevolg van een bekende band tussen glucose en NADPH oxidase," Swanson zegt. "Glucose is een voorloper van NADPH, die op zijn beurt wordt door NADPH-oxidase gebruikt bij het genereren van oxidatieve stress."