Pákáski Magdolna

SZTE, ÁOK Pszichiátriai Klinika

Arterioszklerotikus demencia = Szenilis demencia

Multi-infarktusos demencia (Hachinski javaslatára)

Post-stroke demencia

BNO:

Kortikális

Kevert, kortikális és szubkortikális

Multi-infarktusos demencia

DSM-5

Enyhe vaszkuláris neurokognitív zavar

Súlyos vaszkuláris neurokognitív zavar

Jellinger, 2013

Agyi erek ateroszklerózisa

Arterioszklerózis: agyi kisér betegség

Cerebrális amiloid angiopátia

A nagy és közepes méretű artériák degeneratív megbetegedése

Ateroszklerózis

Intima

proliferáció

Koleszterin

akkumuláció

Ateroszklerotikus

plakk elmeszesedés

trombózis ruptúra

nagyobb infarktus embolizáció

arteriosclerosis, lypohialinozis, arteriolosclerosis

Nincs meszesedés

Lacunáris infarktus,

mikroinfarktus Vérzés, mikrovérzés

Jellemző lokalizációk:

Bazális ganglionok artériái

perifériás fehérállomány

Leptomeningeális artériák

Thalamust ellátó artériák

Cerebelláris fehérállomány

Agytörzs

Kortikális erekre

nem jellemző a

kisérbetegség

Amyloid b peptid lerakódás a leptomeningeális és agyi erek

falában, a bazális membránhoz közel v. a simaizomrétegben

Következmény

Érfal ruptúra

Kapilláris okklúzió véráramlási zavar

Jellemző lokalizációk mikroinfarktus

Legkorábban a leptomeningeális és neokortikális artériák

Később az allokortikális régió erei (hippokampusz, entorinális

és cinguláris kéreg, amygdala)

Hipotalamusz, cerebellum, agytörzs

hemorrágia

mikrovérzés

Lokalizáció szerint:

Kortikális multi-infarktusos

Stratégiai infarktusos

Gyrus angularis

Thalamus

Nucleus caudatus

Pallidum

Szubkortikális vaszkuláris enkefalopátia

Nagy infarktus (> 1 cm)

Lacunaris infarktus (0,5-1 cm)

Mikroinfarktus (< 0,5 cm)

Lokalizáció: kortikális és

szubkortikális területeken

Thal és mtsai, 2012

Tünet Kortikális Szubkortikális

Memóriazavar megőrzés felidézés

Rövid távú memória korán, előhívás segítséggel

nem javul előhívás segítséggel javul

Hosszú távú memória fokozatosan romlik nem romlik

Gondolkodászavar korán absztrakt/kategorikus

Számolás zavara +++ +/-

Exekutív funkciók zavara +/- +++

Vizuospaciális készség +++ +

Agnosia, apraxia, aphasia +++ + (enyhe anómia)

Depresszió ritka gyakori

BPSD tünetek késői stádiumban gyakori ritka

Járás/testtartás késői stádiumig normális korán károsodott

Hyperkinesisek nincsenek v. myoclonus tremor, dystonia, chorea

Izomtónus normális hiper/hipotónia

Szubkortikális enkefalopátia

A periventricularis fehérállományt ellátó medullaris

arteriák hyalinisatiója, a media koncentrikus

megvastagodása, az intima fibrosisa és proliferációja

A konfluens elváltozások axonvesztett és

demyelinizált területeknek felelnek meg, gyakran

infarktusokkal.

Neuropszichológiai tesztekkel igazolt dementia.

Az alábbi három közül legalább egy:

– vaszkuláris rizikófaktor vagy szisztémás vaszkuláris

betegség (pl. hypertonia, diabetes mellitus, ischaemiás

szívbetegség, arrythmia, pangásos szívelégtelenség).

– fokális cerebrovaszkuláris betegség

– szubkortikális funkciózavar (például járászavar, rigiditás,

incontinentia).

Radiológiailag: CT-vizsgálattal kétoldali

leukoaraiosis, vagy MR vizsgálattal kétoldali és

többgócú/diffúz, szubkortikális fokozott T2-

jelintenzitású, 2×2 mm-esnél nagyobb laesiók.

Post-stroke demencia (statikus forma)

Post-stroke demencia (progresszív forma)

Többszörös stroke –ot követő demencia

Prestroke demencia

Stroke-tól független demencia

Szubklinikai CV betegséget követő

demencia

Szubklinikai CV betegséget követő

progresszív demencia

Progresszív demencia szubklinikai CV

betegséggel

Az okklúzió időbeli lefolyása

Infarktus* ischémiás

penumbra

Infarktusos mag*

Penumbra A szövetkárosodás

részlegesen reverzibilis, ha

a keringés 3 órán belül

visszaáll

Az agyszövet elektromosan

„néma”, de a funkciója

megmaradhat

Normál szövet

Agyi vérellátás

ml/ 100 mg agyszövet

< 10

10 - 18

40-60

* Intracelluláris acidózis,

ATP hiány,

membránfunkció zavar,

szövetelhalás

Excitotoxicitás:

Ionegyensúly zavar

neurotranszmitter

felszabadulás ,

Gátolt glutamát reuptake

NMDA/AMPA receptor

kötés Ca influx

proteáz aktiváció

membrán degradáció

Excitotoxicitá

s

Periinfarktusos

depolarizáció

Periinfarktusos depolarizáció:

Az infarktusos mag expanzióját segíti

elő a penumbra rovására

Hypothermia, NMDA és glicin

antagonisták csökkentik az ischémiás

léziót.

Gyulladás

Immunfolyamatok

Apoptózis

Nekrózis

Ion egyensúly

Oxidatív

metabolizmus

Neurotranszmitter

funkció

Közvetlen korai gének

Protein chaperon

Nem kódoló mRNS-ek

Stroke-ot követően génexpressziós változásokat a következő

kórélettani folyamatokban és transzkripciós osztályokban

mutattak ki.

stro

ke

TN

F-a

mR

NS

4 ó

ra

IL-6

mR

NS

18

óra

TN

F-b

1 m

RN

S

96

óra

Proinflammatórikus citokinek Antiinflammatórikus citokinek

tumor nekrózis faktor a (TNF-a) interleukin-4 (IL-4)

interleukin-1 (IL-1) interleukin-10 (IL-10)

interleukin-12 (IL-12) interleukin-13 (IL-13)

interleukin-18 (IL-18) interferon-a (IFN-a)

interferon g (IFN-g) transzformáló növekedési faktor-b (TNF-

b)

granulocita makrofág kolónia stimuláló

faktor (GM-CSF)

interleukin-6 (IL-6)

Glutamát

Glutamát receptorok Oxidatív stressz

Aerob

glikolízis

Laktát termelés NF-kB

p50 p65

IkB

P

Proteoszómális

degradáció

Ikkináz

p65

p65 p50

p50

Sejtmag membrán

NF-kB target gének

NF-kB kötőhelyek

Sejt túlélés Sejt károsodás

Mérsékelt és enyhe ischémia Súlyos ischémia

Ischémiás nekrózis Apoptózis Sejt túlélés és gyógyulás

Aktív, energiát (ATP-t)

igénylő folyamat, mely

lassabb , mint a nekrózis.

Az apoptózis

folyamata döntési fázisra

és azt követő

végrehajtási

fázisra oszlik.

Az apoptózist okozó proapoptotikus

gének (például a bax, a bad, a bak)

és az apoptózist gátló

antiapoptotikus gének (például a

bcl-2, a bcl-XL) termékei különféle

heterodimerek képzésével

módosítják egymás hatását, és döntõ

tényezõi annak, hogy a sejt tovább

él vagy pedig elpusztul.

A nekrózis a sejtek

irreverzíbilis károsodása,

gyors és kiterjedt pusztulása,

amelyet reaktív

leukocytainfiltráció vesz körül

és hegesedés követ. A

nekrotizáló sejtekben

aspecifikus génaktiváció van

és új fehérje képzõdésétõl

függetlenül is végbemegy.

Gén Változás

alap Fibroblast Növekedési Faktor

(bFGF)

Nő

Ideg Növekedési Faktor (NGF) Nő

Agyi Eredetű Neurotróf Faktor (BDNF) Nő

Neurotrofin 3 Csökken

Inzulin Növekedési Faktor I és II Nő

GluR2, GluR3 AMPA/kainát receptor

alegységek

Csökken

Glutamát metabotróp receptor

alegységek

mGluR2, mGluR4 Nő

mGluR5 Csökken

GABA A receptor Csökken

enkefalin striatumban nő

tachykininek striatumban nő

hősokk fehérjék Nő

A hipoxia, mint endoplazmás retikulum (ER) stressz,

3 ER stressz receptor aktivációját stimulálja: a protein

kináz RNS (PKR)-szerű ER kináz (PERK), az aktivált

transzkripciós faktor 6 (ATF6) és az inozitol-függő

enzim 1 (Ire1) receptorokat, melyek involváltak az

UPR folyamatában.. A PERK foszforilálja az

eukarióta iniciációs faktor 2a alegységét (eIF2a),

ezúton gátolja fehérjék transzlációját, s ugyanakkor

lehetővé teszi az eIF2a-tól független ATF4

transzlációját, mely aktiválja a chaperonokat, pl a

GRP78-at. Az ATF6 specifikus proteolízisen megy

keresztül, mely aktivációhoz vezet. Az ATF6 target

génje az X-box kötő fehérje-1 (XBP1). Az IRE1

katalizálja az XBP1 mRNS alternatív splicing

folyamatát az aktív XBP1 transzkripciós faktor

expresszióját eredményezve.

A chaperonok az endoplazmás

retikulumban zajló fehérje érésben

játszanak kulcsfontosságú szerepet,

melyekhez nem-kovalens kötéssel

kapcsolódnak.

Legismertebb képviselőjük a 78-glükóz

regulálta protein (GRP78) más néven

immunglobulin binding protein (IBP),

mely a 70 kDa molekula súlyú

hősokkfehérjék csoportjába tartozik.

Reperfúzió

Patkányok a. cerebri media okklúzióját követően a reperfúzió során a cortexben a HSP70 szint növekedés.

A GRP78 mRNS expresszió

növekedés az ER dysfunkcióra utal.

G

Ca++

Glu

tam

át

Rec

epto

r

Elsődleges messenger:

glutamát felszabadulás

Másodlagos messenger

PKA,

PKC Ca++

cAMP

IP3

DAG

AS metabolit

DNS-kötő

fehérje

Közvetlen Korai

Gének Harmadlagos messenger

Repair mechanizmus Apoptózis

miRNS

Citokinek: IL-6, IL-1b

Kemokinek: MIP-1a,

MCP-1

Komplement

komponensek: CC3,

CC4

Adhéziós molekulák:

ICAM-1, P-selectin,

E-selectin

Szabadgyök-képző

enzimek: COX2,

INOS

In vivo a. cerebri media okklúzió

In vitro ischémia modell: oxigén-glükóz depriváció

miR-15b expresszió erőteljesen

TARGET: Bcl-2 protein szint

Inverz

korreláció

Apoptózis

MiRNS-ek: apoptózis vs neuroprotekció

miR-15a expresszió

TARGET: Bcl-2 protein szint

Neuroprotekció

miR-497 expresszió

Vad típusú (WT) és miR-

223 knockout (KO) egerek

hippokampusz

NMDA receptor NR2B

alegység

AMPA receptor GLUR2

alegység kifejeződését

szelektíven represszálta.

Harraz és mtsai, 2012

Excitotoxicitás aktiválás: NMDA injektálás egér striátumba

MiR-223 (AAV-miR-223) Kontroll: non-target miR (AAV-NT) Overexpresszió adeno asszociált

virális vektorral (AAV)

kisebb lézió

Excitotoxicitás

aktiválás

Vad típusú egér (WT) miR-223 knockout egér

(KO)

kisebb lézió

Mindkét kísérleti

körülményben a

lézió nagysága ott

volt kisebb, ahol a

miR-223

expressziója

nagyobb volt.

Következtetés: miR-223 neuroprotektív

miR-181: target fehérje

GRP78

egerek átmeneti a. cerebri

media okklúzióját

követően:

lézió penumbra

lézió

penumbra

reperfúzió

Western blot

lézió

penumbra

RT-PCR Kísérletes okklúziót követően a reperfúzió során az

ischémiás lézió területén emelkedett, a penumbra

területén csökkent a miR-181 expressziója. A lézió

területén megemelkedett miR-181 transzlációs

blokkot okozva csökkentette a GRP78 fehérje

szintet, viszont a penumbrában - ahol a túlélés

lehetséges – a neuroprotektív hatású GRP78

kifejeződése emelkedett. (Ouyang és mtsai, 2012)

1. DNS metiláció az ún. CPG szigetekben történik, vagyis a CPG

bázispárokban gazdag régiókban, mivel ezek demetiláltak. A DNS metiláció

funkciója a transzkripció gátlása, a génexpresszió szabályozása. A metilációt

a DNS metil transzferáz (Dnmt) enzimek végzik.

2. Hiszton acetiláció során a hiszton N-termilásán lévő lizin molekulák H

atomja acetil gyökre cserélődik a hiszton nettó pozitív töltése , a

DNS-hez való affinitása . Ezt a reakciót a hiszton acetil transzferáz (HAT)

katalizálja.

3. A hiszton deacetiláz (HDAC) enzimek ellenkező hatásúak, eltávolítják az

acetil gyököket a hisztonról, stabilizálják a hiszton-DNS kölcsönhatást

és gátolják a DNS-ről történő transzkripciót. A hiperacetilált hisztonok a

transzkripcionálisan aktív DNS szakaszokra, míg a hipoacetilált hisztonok a

nem transzkriptálódó DNS-ekre jellemzőek.

Schweitzer és mtsai, 2010

Az ischémia globális transzkripcionális

represszióhoz vezet, mely epigenetikai

szinten a DNS metiláció (me)

megnövekedésében és a hiszton 3 (H3)

és hiszton 4 (H4) jelentős

deacetilálásában tükröződik

A represszált gének a neuronokban a

GLUR2, valamint a thrombospondin 1

(TSP1) és ennek angiogén

antagonistája a vaszkuláris

endotheliális növekedési faktor

(VEGF). A globális represszió ellenére a gyulladásos és

apoptótikus folyamatok fokozódnak. A

gyulladás induktorai a TNFa, IL-b, Cox2 és a

nitrogén oxid szintáz (iNOS). A pro-

apoptótikus Bcl-2 család tagjai is

upreguláltak: a Bcl-2 asszociált X protein

(BAX), a Bcl-2 asszociált halál promóter

(BAD), a Bcl-2 like protein 11 (BIM) továbbá

a különböző kaszpázok.

A DNS metiláció globális

mennyisége megnő az

ischémiás inzultus

következtében vad típusú

egerekben.

Heterozigóta mutáns

egerekben, (egyik Dnmt1

allél hiánya) ez a

növekedés elmarad.

A transzkripció manipulálása epigenetikai szinten protektív hatású lehet.

A heterozigóta mutáns egerek rezisztensek az ischémiás károsodással szemben.

A Dnmt1 teljes hiánya esetén, homozigóta mutáns egerekben a protektív hatás

viszont már nem érvényesül, az agyi infarktus mérete a vad típusú egerekéhez

hasonló.

(Endres és mtsai, 2001)

Hiszton deacetilázok (HDAC-k)

Cink függő HDAC-k (HDAC-I)

HDAC 1-3, 8

NAD-függő HDAC-k (HDAC-II)

HDAC 4-7, 9 HDAC IV

HDAC11

Hidroxamát vegyületek pl suberoil anilid hidroxámsav (SAHA)

HDAC-I gátlók: elősegítik a neuronális progenítor sejtek differenciálódását + védik a neuronokat a káros inzultustól.

Ischémia

Az ischémiás magban HDAC expresszió változás

nincs

(egerek a. cerebri

media okklúzió)

HDAC 3,6, 11 expresszió a stroke után 1 órán belül a cortexben

HDAC 1, 2, 3 expresszió a stroke után még 1 héttel is

A HDAC gátlók az excitootoxicitás csökkentésében szerepet játszó a-szinuklein és gelszolin expressziót upregulálják. A protektív anti-oxidáns-válasz gének aktiválódnak, mint pl. a nukleáris faktor 2 (NRF2, a hem oxigenáz 1 (HO1), a NADPH dehidrogenáz quinon 1 (NQO1) és a glutamin cisztein ligáz(GCLC). Az angiogén faktor VEGF upregulációja kedvező irányba modulálja a véráramlást. A sejttúlélési útvonalak is aktiválódnak, míg az ischémiás sejthalálban involvált gének, mint pl a mu opioid receptor 1 (MOR1) és a gyulladásos folyamatban szereplő gének represszálódnak.

A HDAC gátló hatással rendelkező SAHA-t perifériás T-sejtes non-Hodgkin lymphomák kezelésében már törzskönyvezték. Hatásait ischémiás károsodásban még csak állatkísérletekben vizsgálták.

Proteináz aktiváció, főleg a matrix-

metaalloproteinázok (MMP-k)

Felborult kálcium reguláció

Neurotranszmitterek fokozott

felszabadulása

Aktivált gyulladásos sejtek

infiltrációja

Oxidatív/nitrozatív stressz

Az agyi ischémia vér-agy-gát dysfunkció, ill. tight junction változások legfontosabb mediátorai az MMP-k,

ezeken belül az MMP-2 és MMP-9. Fokozódott expressziójuk mind kísérletes körülmények között, mind pedig

humán agyban is kimutatott.