Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с Neurotoxic )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Нейротоксичность - это форма токсичности, при которой биологический, химический или физический агент оказывает неблагоприятное воздействие на структуру или функцию центральной и / или периферической нервной системы . [1] Это происходит, когда воздействие вещества, в частности нейротоксина или нейротоксиканта, изменяет нормальную деятельность нервной системы таким образом, что вызывает необратимое или обратимое повреждение нервной ткани . [1] Это может в конечном итоге нарушить или даже убить нейроны , которые являются клетками, передающими и обрабатывающими сигналы.в головном мозге и других частях нервной системы. Нейротоксичность может быть результатом трансплантации органов , лучевой терапии , некоторых лекарственных препаратов , употребления рекреационных наркотиков и воздействия тяжелых металлов , укусов некоторых видов ядовитых змей , пестицидов , [2] [3] некоторых промышленных чистящих растворителей , [4] топлива [ 5]и некоторые вещества природного происхождения. Симптомы могут появиться сразу после заражения или проявиться через некоторое время. Они могут включать слабость или онемение конечностей, потерю памяти, зрения и / или интеллекта, неконтролируемое навязчивое и / или компульсивное поведение, бред, головную боль, когнитивные и поведенческие проблемы и сексуальную дисфункцию. Хроническое воздействие плесени в домашних условиях может привести к нейротоксичности, которая может не проявляться в течение месяцев или лет воздействия. [6] Все вышеперечисленные симптомы соответствуют накоплению микотоксинов плесени. [7]

Термин нейротоксичность подразумевает участие нейротоксина; однако термин нейротоксический можно использовать более свободно для описания состояний, которые, как известно, вызывают физическое повреждение мозга , но при которых не было идентифицировано специфического нейротоксина. [ необходима цитата ]

Наличие одного только нейрокогнитивного дефицита обычно не считается достаточным доказательством нейротоксичности, поскольку многие вещества могут ухудшать нейрокогнитивные функции, не приводя к гибели нейронов. Это может быть связано с прямым действием вещества, при этом нарушение и нейрокогнитивный дефицит являются временными и проходят, когда вещество выводится из организма. В некоторых случаях уровень или время воздействия могут быть критическими, при этом некоторые вещества становятся нейротоксичными только в определенных дозах или периодах времени. Некоторые из наиболее распространенных природных токсинов мозга, которые приводят к нейротоксичности в результате длительного употребления наркотиков, - это бета-амилоид (Aβ), глутамат , дофамин., и кислородные радикалы . Когда они присутствуют в высоких концентрациях, они могут привести к нейротоксичности и смерти ( апоптозу ). Некоторые из симптомов, возникающих в результате гибели клеток, включают потерю контроля над моторикой, ухудшение когнитивных функций и дисфункцию вегетативной нервной системы. Кроме того, было обнаружено, что нейротоксичность является основной причиной нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера (БА). [ необходима цитата ]

Нейротоксические агенты [ править ]

Психиатрические препараты [ править ]

При обычном использовании психиатрических препаратов, в частности антидепрессантов, среди населения США нейротоксичность, связанная с этими агентами, встречается чаще. Практикующий должен знать о неврологических проблемах, связанных с антидепрессантами, нейролептиками и литием. При соблюдении соответствующих мер предосторожности некоторые из этих побочных эффектов можно предотвратить или выявить на ранней стадии. [ необходима цитата ]

Бета-амилоид [ править ]

Было обнаружено, что Aβ вызывает нейротоксичность и гибель клеток в головном мозге, когда присутствует в высоких концентрациях. Aβ возникает в результате мутации, которая возникает, когда белковые цепи разрезаются в неправильных местах, в результате чего цепи разной длины становятся непригодными для использования. Таким образом, они остаются в мозге до тех пор, пока не расщепляются, но при накоплении достаточного количества они образуют бляшки , токсичные для нейронов . Aβ использует несколько путей в центральной нервной системе, чтобы вызвать гибель клеток. Примером может служить никотиновый ацетилхолиновый рецептор (nAchR), который обычно находится на поверхности клеток, которые реагируют на никотиновую стимуляцию, включая или выключая их. Было обнаружено, что Aβ влияет на уровень никотина.в головном мозге вместе с MAP-киназой , другим сигнальным рецептором, вызывающим гибель клеток. Еще одно химическое вещество в мозге, которое регулирует Aβ, - это JNK ; это химическое вещество останавливает путь внеклеточных сигнально-регулируемых киназ (ERK), который обычно функционирует как контроль памяти в головном мозге. В результате этот путь, благоприятствующий памяти, останавливается, и мозг теряет важную функцию памяти. Потеря памяти - симптом нейродегенеративного заболевания , в том числе БА. Другой способ, которым Aβ вызывает гибель клеток, - это фосфорилирование AKT ; это происходит из-за того, что фосфат элемента связывается с несколькими участками белка. Это фосфорилирование позволяет AKT взаимодействовать с BAD., белок, вызывающий гибель клеток. Таким образом, увеличение Aβ приводит к увеличению комплекса AKT / BAD, в свою очередь, останавливая действие антиапоптотического белка Bcl-2 , который обычно функционирует, чтобы остановить гибель клеток, вызывая ускоренное разрушение нейронов и прогрессирование AD. [ необходима цитата ]

Глутамат [ править ]

Глутамат - это химическое вещество, обнаруженное в головном мозге, которое представляет токсическую угрозу для нейронов при обнаружении в высоких концентрациях. Это концентрационное равновесие является чрезвычайно тонким и обычно обнаруживается в миллимолярных количествах внеклеточно. При нарушении происходит накопление глутамата в результате мутации переносчиков глутамата., которые действуют как насосы, выводящие глутамат из мозга. Это приводит к тому, что концентрация глутамата в крови в несколько раз выше, чем в головном мозге; в свою очередь, организм должен действовать, чтобы поддерживать равновесие между двумя концентрациями, перекачивая глутамат из кровотока в нейроны мозга. В случае мутации транспортеры глутамата не могут перекачивать глутамат обратно в клетки; таким образом, более высокая концентрация накапливается на рецепторах глутамата . Это открывает ионные каналы, позволяя кальцию проникать в клетку, вызывая эксайтотоксичность. Глутамат приводит к гибели клеток за счет включения рецепторов N-метил-D-аспарагиновой кислоты (NMDA); эти рецепторы вызывают повышенное высвобождение ионов кальция (Ca 2+) в клетки. В результате повышенная концентрация Ca 2+ напрямую увеличивает нагрузку на митохондрии , что приводит к чрезмерному окислительному фосфорилированию и производству активных форм кислорода (АФК) через активацию синтазы оксида азота , что в конечном итоге приводит к гибели клеток. Было также обнаружено, что Aβ способствует этому пути к нейротоксичности, повышая уязвимость нейронов к глутамату. [ необходима цитата ]

Кислородные радикалы [ править ]

Образование кислородных радикалов в головном мозге достигается посредством пути синтазы оксида азота (NOS). Эта реакция возникает как ответ на увеличение концентрации Ca 2+ внутри клетки мозга. Это взаимодействие между Ca 2+ и NOS приводит к образованию кофактора тетрагидробиоптерина (BH4), который затем перемещается из плазматической мембраны в цитоплазму. На последнем этапе NOS дефосфорилируется с образованием оксида азота (NO), который накапливается в головном мозге, увеличивая его окислительный стресс . Есть несколько АФК, включая супероксид , перекись водорода и гидроксил., все из которых приводят к нейротоксичности. Естественно, что организм использует защитный механизм, чтобы уменьшить фатальные эффекты реактивных веществ, используя определенные ферменты для расщепления АФК на маленькие доброкачественные молекулы простого кислорода и воды. Однако такая разбивка ROS не совсем эффективна; некоторые реактивные остатки остаются в мозге для накопления, что способствует нейротоксичности и гибели клеток. Мозг более уязвим к окислительному стрессу, чем другие органы, из-за его низкой окислительной способности. Поскольку нейроны характеризуются как постмитотическиеклеток, а это означает, что они живут с накопившимися за эти годы повреждениями, накопление ROS является фатальным. Таким образом, повышенные уровни АФК возрастают в нейронах, что приводит к ускорению нейродегенеративных процессов и, в конечном итоге, к развитию БА.

Прогноз [ править ]

Прогноз зависит от продолжительности и степени воздействия, а также от тяжести неврологического повреждения. В некоторых случаях воздействие нейротоксинов или нейротоксикантов может быть фатальным. В других случаях пациенты могут выжить, но не полностью выздороветь. В других ситуациях многие люди полностью выздоравливают после лечения. [8]

Слово нейротоксичности ( / ˌ п ʊər oʊ т ɒ к ы ɪ с ɪ т я / ) использует сочетание формы из нейро- + tox- + -icity , что приводит к « нервной ткани отравление».

См. Также [ править ]

  • Батрахотоксин
  • Цитотоксичность
  • Множественная химическая чувствительность
  • Нефротоксичность
  • Ототоксичность
  • Пенитрем А
  • Эксайтотоксичность
  • Токсичность

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Кунья-Оливейра, Тереза; Рего, Ана Кристина; Оливейра, Катарина Р. (июнь 2008 г.). «Клеточные и молекулярные механизмы, участвующие в нейротоксичности опиоидных и психостимулирующих препаратов». Обзоры исследований мозга . 58 (1): 192–208. DOI : 10.1016 / j.brainresrev.2008.03.002 . ЛВП : 10316/4676 . PMID  18440072 . S2CID  17447665 .
  2. ^ Кейфер, Мэтью С .; Файерстоун, Иордания (31 июля 2007 г.). «Нейротоксичность пестицидов». Журнал агромедицины . 12 (1): 17–25. DOI : 10.1300 / J096v12n01_03 . PMID 18032333 . S2CID 23069667 .  
  3. ^ Коста, Лусио, G .; Джордано, G; Guizzetti, M; Виталон, А (2008). «Нейротоксичность пестицидов: краткий обзор». Границы биологических наук . 13 (13): 1240–9. DOI : 10,2741 / 2758 . PMID 17981626 . S2CID 36137987 .  
  4. ^ Сайнио, Маркку Аларик (2015). «Нейротоксичность растворителей». Профессиональная неврология . Справочник по клинической неврологии. 131 . С. 93–110. DOI : 10.1016 / B978-0-444-62627-1.00007-X . ISBN 978-0-444-62627-1. PMID  26563785 .
  5. ^ Ричи, Гленн Д .; Тем не менее, Kenneth R .; Александр, Уильям К .; Нордхольм, Алан Ф .; Wilson, Cody L .; Росси III, Джон; Мэтти, Дэвид Р. (1 июля 2001 г.). «Обзор риска нейротоксичности выбранных углеводородных топлив». Журнал токсикологии и гигиены окружающей среды, часть B: критические обзоры . 4 (3): 223–312. DOI : 10.1080 / 109374001301419728 . PMID 11503417 . 
  6. ^ Кертис, Люк; Либерман, Аллан; Старк, Марта; Ри, Уильям; Веттер, Марша (сентябрь 2004 г.). «Неблагоприятное воздействие плесени в помещении». Журнал пищевой и экологической медицины . 14 (3): 261–274. DOI : 10.1080 / 13590840400010318 .
  7. Перейти ↑ Kilburn, Kaye H. (2004). Роль плесени и микотоксинов в заболевании в зданиях: нейроповеденческие и легочные нарушения . Успехи прикладной микробиологии. 55 . С. 339–359. DOI : 10.1016 / S0065-2164 (04) 55013-X . ISBN 978-0-12-002657-9. PMID  15350801 .
  8. ^ Национальный исследовательский совет (1992). Экологическая нейротоксикология . ISBN 978-0-309-04531-5.[ требуется страница ]

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Акаике, Акинори; Такада-Такатори, Юки; Куме, Тошиаки; Идзуми, Ясухико (январь 2010 г.). «Механизмы нейропротекторного действия ингибиторов никотина и ацетилхолинэстеразы: роль рецепторов α4 и α7 в нейропротекции». Журнал молекулярной неврологии . 40 (1-2): 211-216. DOI : 10.1007 / s12031-009-9236-1 . PMID  19714494 . S2CID  7279060 .
  • Бэкингем, Стивен Д .; Джонс, Эндрю К .; Браун, Лоуренс А .; Sattelle, Дэвид Б. (март 2009 г.). «Передача сигналов никотинового ацетилхолинового рецептора: роль в болезни Альцгеймера и амилоидной нейропротекции» . Фармакологические обзоры . 61 (1): 39–61. DOI : 10,1124 / pr.108.000562 . PMC  2830120 . PMID  19293145 .
  • Хубер, Анке; Стучбери, Грант; Беркл, Александр; Бернелл, Джим; Мунк, Джеральд (1 февраля 2006 г.). «Нейропротективные методы лечения болезни Альцгеймера». Текущий фармацевтический дизайн . 12 (6): 705–717. DOI : 10,2174 / 138161206775474251 . PMID  16472161 .
  • Такада-Такатори, Юки; Куме, Тошиаки; Идзуми, Ясухико; Охги, Юта; Ниидоме, Тецухиро; Фудзи, Такеши; Сугимото, Хачиро; Акаике, Акинори (2009). «Роль никотиновых рецепторов в нейропротекции, индуцированной ингибитором ацетилхолинэстеразы и повышающей регуляции никотиновых рецепторов» . Биологический и фармацевтический бюллетень . 32 (3): 318–324. DOI : 10.1248 / bpb.32.318 . PMID  19252271 .
  • Такада-Такатори, Юки; Куме, Тошиаки; Сугимото, Мицухиро; Кацуки, Хироши; Сугимото, Хачиро; Акаике, Акинори (сентябрь 2006 г.). «Ингибиторы ацетилхолинэстеразы, используемые при лечении болезни Альцгеймера, предотвращают нейротоксичность глутамата через никотиновые ацетилхолиновые рецепторы и каскад фосфатидилинозитол-3-киназ». Нейрофармакология . 51 (3): 474–486. DOI : 10.1016 / j.neuropharm.2006.04.007 . PMID  16762377 . S2CID  31409248 .
  • Шимохама, Шун (2009). «Никотиновый рецептор-опосредованная нейропротекция в моделях нейродегенеративных заболеваний» . Биологический и фармацевтический бюллетень . 32 (3): 332–336. DOI : 10.1248 / bpb.32.332 . PMID  19252273 .
  • Райан, Мелоди; Кеннеди, Кара А. (2009). «Нейротоксические эффекты фармацевтических агентов II: психиатрические агенты». Клиническая нейротоксикология . С. 348–357. DOI : 10.1016 / B978-032305260-3.50037-X . ISBN 978-0-323-05260-3.
  • Лернер, Дэвид П .; Тадевосян Алексей; Бернс, Джозеф Д. (1 ноября 2020 г.). «Токсин-индуцированная подострая энцефалопатия». Неврологические клиники . 38 (4): 799–824. DOI : 10.1016 / j.ncl.2020.07.006 . PMID  33040862 .