生物谷報道：在12月23日的《自然·醫(yī)學》雜志上,，一項新研究顯示,，一種有助于我們睡眠的大腦化合物對緩解帕金森癥和其他腦病患者的深層大腦刺激的成功與否至關重要。
這項研究顯示,，一種能夠引發(fā)睡意的大腦化合物——腺苷是深層大腦刺激（DBS）效果的關鍵。這種技術用于治療帕金森癥和有嚴重震顫患者,，這種方法還被嘗試用于治療嚴重抑郁患者,。
患者通常需要裝上一種“大腦起博器”——一種小的移植設備，能夠將設計好的電子信號傳遞到患者大腦的精確位點,。這個過程打斷異常的神經信號,，能夠緩解癥狀。但是有關這個過程如何精確發(fā)生還存在爭議,。
羅切斯特大學醫(yī)學中心的研究人員進行的這項新研究發(fā)現了腺苷的一種意外作用和星細胞的新信息,。
研究人員解釋說，至少有十幾種有關在進行深層大腦刺激時大腦如何反應的理論,，但卻沒有人真正完全了解這個過程,。Nedergaard的研究組證實，DBS中心的電脈沖能夠觸動設備移植位點附近的星細胞,，使起釋放ATP,，然后ATP降解生產腺苷。額外的腺苷誘導大腦神經元產生異常的信號,。
研究組還在小鼠中證實,，直接注入腺苷（不進行深層大腦刺激）能減少異常的大腦信號。他們還證實,，當小鼠的腺苷受體被抑制時,，DBS不起作用。而且,，能抑制腺苷受體的咖啡因類藥物孩能夠降低DBS的效果,。
腦深部電刺激術 (DBS),又稱腦起搏器 ,在腦內特定的神經核團植入電極 ,釋放高頻電刺激 ,抑制了這些因多巴胺能神經元減少而過度興奮的神經元的電沖動 ,減低了其過度興奮的狀態(tài) ,從而減輕帕金森病癥狀。治療緩解帕金森病的三個主要癥狀 :震顫,、僵直和運動遲緩 ,尤其對中線癥狀有很好的改善作用 ,如起步和翻身困難等,。腦起搏器是一套精致小巧的微電子裝置 ,包括一個脈沖發(fā)生器、一根電極和一根延伸導線 ,這些部件均植入體內,。植入體內的部件不會影響病人的日常生活,。
DBS技術比以往的手術方法有其特點。首先 ,DBS是可逆的和可調節(jié)的,。手術不毀損神經核團 ,只是使其暫時處于電麻痹狀態(tài) ,改善神經功能 ,神經核團麻痹的程度,、范圍可通過設定腦深部電極的電流、電壓,、頻率及電極位置等多個因素來調節(jié),。在術后漫長日子里 ,還可隨病情變化而不斷調節(jié) ,可以長期控制不斷發(fā)展變化的帕金森病癥狀,。
其次 ,DBS是可體驗的。手術植入電極后 ,可通過臨時刺激的方法 ,給病人和家屬有幾天的適應,、體驗和觀察的時間 ,再決定最終和最佳的手術方案,。減少以往手術由于患者緊張等因素造成療效判斷不準確的現象。再次 ,DBS是可發(fā)展的,。手術保留正常腦組織的神經功能 ,為以后可能出現的新方法創(chuàng)造條件 ,也就保留了患者獲得新生的權利和希望,。最后 ,DBS是雙側的。帕金森病患者的雙側都會受到影響 ,但毀損雙側蒼白球或丘腦 ,容易出現嚴重的并發(fā)癥,。而ＤＢＳ則很少出現副作用 ,這是病人樂于接受的重要原因,。
正由于上述優(yōu)點 ,在美國、加拿大和歐洲等發(fā)達國家 ,已經很少人去做毀損術 ,接受腦起搏器治療的帕金森病患者越來越多 ,在國內 ,也已經治療了相當多的病例,。
原始出處:
Nature Medicine
Published online: 23 December 2007 | doi:10.1038/nm1693
Adenosine is crucial for deep brain stimulation–mediated attenuation of tremor
Lane Bekar1,3, Witold Libionka1,3, Guo-Feng Tian1, Qiwu Xu1, Arnulfo Torres1, Xiaohai Wang1, Ditte Lovatt1, Erika Williams1, Takahiro Takano1, Jurgen Schnermann2, Robert Bakos1 & Maiken Nedergaard1
Deep brain stimulation (DBS) is a widely used neurosurgical approach to treating tremor and other movement disorders1, 2, 3. In addition, the use of DBS in a number of psychiatric diseases, including obsessive-compulsive disorders and depression, is currently being tested4, 5, 6. Despite the rapid increase in the number of individuals with surgically implanted stimulation electrodes, the cellular pathways involved in mediating the effects of DBS remain unknown1. Here we show that DBS is associated with a marked increase in the release of ATP, resulting in accumulation of its catabolic product, adenosine. Adenosine A1 receptor activation depresses excitatory transmission in the thalamus and reduces both tremor- and DBS-induced side effects. Intrathalamic infusion of A1 receptor agonists directly reduces tremor, whereas adenosine A1 receptor–null mice show involuntary movements and seizure at stimulation intensities below the therapeutic level. Furthermore, our data indicate that endogenous adenosine mechanisms are active in tremor, thus supporting the clinical notion that caffeine, a nonselective adenosine receptor antagonist, can trigger or exacerbate essential tremor7. Our findings suggest that nonsynaptic mechanisms involving the activation of A1 receptors suppress tremor activity and limit stimulation-induced side effects, thereby providing a new pharmacological target to replace or improve the efficacy of DBS.
Division of Glial Disease and Therapeutics, Department of Neurosurgery, University of Rochester, Rochester, New York 14642, USA.
US National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases, National Institutes of Health, Building 10, Room 4D51, Bethesda, Maryland 20892, USA.
These authors contributed equally to this work.
Correspondence to: Lane Bekar1,3 e-mail: [email protected]
Correspondence to: Maiken Nedergaard1 e-mail: [email protected]
