Efectele hidrogenului slfurat (H2S) asupra creierului hipoxic
Studiu experimental pe iepuri
ICM 2012 38, 1877:1885
Xia Wei, Le Duan, Liqun Bai, Miaomiao Tian, Wenzhi Li, Bing Zhang
Harbin, China
e-mail : zhang_bing08@yahoo.com.cn

In ultima decada s-a recunoscut rolul particular pe care il joaca hidrogenul sulfurat (H2S) in functionarea creierului. H2S endogen provine din cisteina. In creier ea este metabolizata pe calea CBS (cystathionine beta-synthase) iar in afara ceierului (vase si alte tesuturi) pe calea CSE (cystathionine gamma-lyase). Recent (2007) s-a identificat ca la nivelul creierului exista o concentratie mai mare de H2S ceea ce sugereaza ca ar putea avea un rol local de neuromediator.
De asemenea, a fost identificat un rol neuroprotector pentru aceasta molecula. Mecanismele fiziopatologice sugerate a fi implicate au fost hipometabolismul si hipotermia. Sint autori care au identificat o reducere a metabolismului cerebral la soareci, reducerea metabolsimului global si temperaturii corporale. Extrapolarea acestor date pentru animale mai mari, este pusa, totusi, sub semnul intrebarii de catre autorii prezentului studiu.
Studiile dedicate in special creierului, sint rare in domeniu. Autorii si-au propus investigarea efectelor H2S exogen (80 ppm) asupra metabolismului cerebral si a functiei cerebrale la iepuri, dupa oprire cardiaca (CA) si resuscitare.
Au fost folosite patru loturi de animale

– martor
– martor + H2S
– CA
– CA + H2S

Dupa 7 zile animalele au fost sacrificate si s-au facut determinari histologice pe creierele lor. Pe tot parcursul supravietuirii s-a evaluat gradul de disfunctie cerebrala folosindu-se o scala validata pentru animale (NDS = neurological dysfunction score cu valori de la 0-10% : normal, pina la 100%: moarte cerebrala).
Autorii au constatat ca:

– nu au fost identificate modificari in temperatura corporala, cerebrala globala sau regionala
– S 100B nu a fost diferita in plasma intre martori si martori cu H2S, dar au existat diferente semnificative intre grupul martor si cel cu oprire cardiaca (mai mare la oprirea cardiaca) diferenta fiinda atenuata de administrarea de H2S la grupul cu oprire cardiaca.
– la animalele cu oprire cardiaca care au supravietuit diferenta dintre disfunctiile neurologice au fost semnificative, lotul care a primit H2S avind o evolutie net mai buna (p mai mic 0,05)
– numarul de neuroni a fost mai mic la animalele fara H2S fiind afectati neuronii piramidali, zona hipocampului (p mai mic 0,05)
– concentratia sanguina de H2S a fost mai mare cresterea fiind foarte semnificativa la 30 si 60 de minte de la oprirea respiratorie mai ales la animalele cu administrare exogena de H2S
– CEO2 (extractia cerebrala de O2) nu difera intre martor si martorul cu H2s, dar creste semnificativ la CA si CA cu H2S mai ales dupa prima jumatate de ora.
– Diferenta areterio-venoasa jugulara de glucoza creste pentru CA si CA + H2S la fel, mai ales in prima jumatate de ora.
– Clearence-ul la lactat creste impresionant pentru CA si CA + H2S

Discutii
Cele mai importante observatii ale studiului sa refera la faptul ca H2S reduce gradul de leziune neurologica (atit clinica cit si histologica) si imbunatateste evolutia neurolgica precoce dupa oprirea cardiaca si resuscitare.
Autorii au ales concentratia de 80ppm pentru ca aceasta este cea mai utilizata in prezent la nivel mondial. Sugereaza ca ar fi interesant de studiat si alte concentartii.
Au observat ca si in afara administrarii de H2S creste concentratia sanguina de H2S dupa resuscitare. Emit ipoteza ca in afara administrarii exogene, in contextul actual H2S creste prin mecanisme endogene in care ar fi implicata hipoxia care duce la inhibarea producerii ce CO mediata prin hem-oxigenaza 2 fapt care duce la desinhibarea unor procese in LCR care au ca rezultat producerea la acest nivel de de H2S. Un alt mecanism posibil este reducerea capacitatii de epurare a H2S prin inhibarea mecanismului rhodanese-ic la concentratii redude de O2.
De asemenea, producerea de H2O poate fi crescuta prin intermediul neurotransmitatorului excitator, l-glutamat. Hipoxia creste eliberarea de l-glutamat care duce la cresterea concentratiei extracelulare de H2S.
S 100B este acceptat actualmente ca un predictor de evolutie neurologica dupa CRP. Nivelele serice de S 100B evolueaza invers fata de gravitatea suferintei neurologice. Nivele reduse de S 100B dupa CRP sint predictor de evolutie neurologica buna si invers. Administrarea de H2S reduce nivelul moleculei investigate in contextul dat ceea ce coreleaza bine cu evolutia neurologica precoce, pina la 7 zile, cit a durat investigarea.
Protectia cerebrala a unor molecule se insoteste cel mai adesea de reducerea metabolismului global si local tradusa prin scaderea temperaturii globale si locale. Fenomenul a fost inregistrat pe modelele exprerinetale pe soareci dar nu si la animale mai mari cum ar fi purcei, oi si, uneori, chiar soareci mai mari. Rezultatele actualului studiu sint in concordanta cu cele mentionate anterior.
Prezentul studiu a identificat o crestere a ratei de extractie a O2 la nivel cerbral dupa CRP, ceea ce este in concordanta cu alte sudii animale dar nu si cu un studiu uman al lui Lemaile (2008) care a folosit atit hiptermia cit si administrarea de midazolam.
Actualul studiu a identificat o mai maica extractie de gulocoza si o mai mare rata a epurarii lactatului dupa inhalarea de H2S. Avind in vedere concomitenta cu cresterea extractiei de O2 se poate gindi la un switch de la glicoliza (proces anaerob) indusa de hipoxie la fosforilarea oxidativa care consuma mai mult oxigen, mai putina glucoza si produce mai putin lactat. Sint si alte studii care arata ca H2S are capacitatea de a face switch-ul intre fosforilarea oxidativa si glicoliza.
Sint multe studii care arata ca asocierea uramatoare: cresterea extractiei de O2 (CEO2) sau reducerea CJVO2 (content of oxygen in trhe jugular venous blood) si clearenc-ul efectiv precoce al lactatului se asociaza cu imbunatatirea evolutiei neurologice si reducerea atit a mortalitatii precoce cit si a celi tardive dupa oprirea cardiaca. Studiul de fata este in concordanta cu aceste fapte prin: valori reduse ale S 100B, mai multi neuroni viabili, suferinta neurologica mai putin grava, rata crescuta a supravietuirii , cresterea CEO2, scaderea AJVD(glu) si accentuarea clearence-ului lactatic.
Trecerea in clinica umana a acesteor date necesita, insa si alte studii mai amanuntite.