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# 生物学# 神経科学

2型糖尿病と脳卒中の関係

2型糖尿病が脳卒中のリスクをどう高めて、回復にどう影響するか。

Jialing Liu, Y. Sato, Y. Li, Y. Kato, A. Kanoke, Y. J. Sun, Y. Nishijima, R. K. Wang, M. Stryker, H. Endo

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糖尿病と脳卒中の関係糖尿病と脳卒中の関係糖尿病が脳卒中の結果を悪化させる方法。
目次

脳卒中は、脳への血流が遮断される一般的で深刻な病状だよ。これが原因で、障害や最悪の場合は死に至ることもある。脳卒中の高リスクグループの一つが2型糖尿病(T2DM)を持っている人たち。これは脳卒中の確率を上げるだけでなく、一度脳卒中が起きたときの影響も悪化させるんだ。

脳卒中中に何が起こるの?

脳卒中が起こると、脳に十分な血液が届かなくなるんだ。それが原因で脳細胞が傷ついたり死んだりする。脳卒中にはいくつかのタイプがあるけど、一番多いのはブロックによって引き起こされる虚血性脳卒中。脳が脳卒中に対処できるかどうかは、血管の健康状態にかかっているんだ。健康な血管は、別のルートで血液を流すことができるから、脳卒中が起きたときに脳を守ることができるんだ。

脳の血管の役割

脳には、ブロックがあった時に血液の流れを促進するための血管のネットワークがあるよ。これを側副血管って呼ぶんだ。これらは、主要な道がブロックされた時に血流を維持するのを助けることができる。研究では、これらの側副血管がしっかりしていると、脳卒中後の結果が良くなるって示されている。でも、T2DMを持っている人たちでは、これらの血管がうまく機能しないことが多いんだ。

糖尿病と脳卒中のリスク

2型糖尿病を持っていると脳卒中のリスクが上がるよ。研究によると、糖尿病を持っている人たちは血管に問題が多くて、脳卒中後の結果が悪くなることがあるみたい。例えば、糖尿病の人は急性虚血性脳卒中の時に、側副循環がうまく働かないことが多いんだ。これが脳のダメージを早める原因になってしまう。

さらに、糖尿病は体の炎症反応にも影響を与え、その結果、脳卒中の際に脳がもっと深刻なダメージを受けることがあるんだ。炎症には、免疫細胞の一種である好中球が関与していて、本来は体が感染と戦うのを助けるはずなんだけど、血管にくっついて血流を妨げると、逆に害を与えることもあるんだよ。

脳卒中後の免疫反応

好中球は、傷害に迅速に反応する白血球の一種で、脳卒中による傷害にも反応するんだ。脳卒中のときには、血管を通じてダメージを受けた脳組織に入ることができる。感染と戦う助けにはなるけど、好中球は問題も引き起こすことがある。彼らは腫れを引き起こしたり、脳のさらなるダメージを引き起こすことがあるんだ。

糖尿病の人たちでは、脳卒中後に脳に侵入する好中球の数が多くなることがよくあるよ。これは心配なことで、好中球が多すぎると脳の損傷が悪化しちゃうんだ。証拠によると、糖尿病はこれらの細胞の数を増やすだけでなく、脳の血管が正常に機能するのを難しくする可能性があるんだ。

糖尿病のマウスに関する研究

研究では、糖尿病が脳卒中にどう影響するかを理解するために、マウスが使われることが多いよ。糖尿病のマウス(db/db)と対照群のマウス(db/+)を使った実験では、脳卒中を誘発した後の血流のダイナミクスがどう変化するかに注目したんだ。

研究者たちは、両グループの間に重要な違いがあることを見つけたよ。糖尿病のマウスは、脳卒中が起こる前に血管が小さく、血流が遅かったんだ。脳卒中の後、彼らの血流は対照群のマウスほど改善しなかった。これは、糖尿病が血管を直接傷つけるだけでなく、脳卒中からの回復能力を制限する可能性があることを示唆しているんだ。

脳卒中後の血流の変化

実験中、科学者たちは高度なイメージング技術を使って脳内の血流を観察したんだ。普通のマウス(db/+)では、脳卒中後に血流が1週間以内に回復する傾向があったんだけど、糖尿病のマウス(db/db)では血流が長い間低いままだった。これは、糖尿病が脳卒中後の回復を妨げる可能性があることを示しているんだ。

研究の結果、糖尿病のマウスの血管は、必要なときに血流を増やすために広がる能力が低いことも明らかになった。特に、脳卒中の影響を受けた脳の部位に血液を供給するのに重要な小さな血管でその能力が低下していたんだ。

好中球の付着と炎症

糖尿病のマウスでは、脳卒中後に好中球の活動が増えることも大きな発見だったよ。研究者たちは、これらの免疫細胞が血管にくっついて脳組織に入る数を測定したんだ。糖尿病のマウスでは、好中球の付着が増えていて、これがさらなるダメージに寄与する可能性があるんだ。これらの細胞によって引き起こされる炎症は、血流を妨げ、脳卒中の影響を悪化させることがあるからね。

研究では、糖尿病のマウスの好中球が数だけでなく、血管壁により強く付着することも発見したよ。これによって腫れやブロックの原因にもなっちゃう。この好中球と血流の関係は、糖尿病の人が脳卒中後に悪い結果を持つ理由を理解するのに重要なんだ。

側副血流の重要性

側副血流は脳卒中の際に重要で、影響を受けた脳のエリアに血液が届くための別の経路を提供してくれるんだ。でも、糖尿病の影響で、これらの側副血管が適切に機能する能力が損なわれてしまうことがあるよ。この能力の低下は、血流が効果的でなくなり、結果的に脳により重大なダメージをもたらすことになるんだ。

研究によると、糖尿病のマウスでは、側副血管の構造が時間とともに変化することが示されているんだ。健康なマウスと同じ数の血管があっても、その機能はより早く劣化してしまうんだ。その結果、糖尿病のマウスでは側副循環が効果的でなくなり、脳卒中後に大きな梗塞サイズ(死んだ組織の部分)が生じることになる。

血流障害の潜在的メカニズム

いくつかの要因が、糖尿病患者の脳卒中後の血流や側副循環の問題に寄与している可能性があるよ。一つの要因は一酸化窒素(NO)で、これは血管を広げて血流を改善するのを助ける分子なんだ。糖尿病の状態では、NOの生成が妨げられることがあって、血管の拡張がうまくいかないことになるんだ。

糖尿病では、血液凝固因子のバランスも変わる。糖尿病の人は、血液凝固を促進する特定の物質のレベルが上昇していることが多いんだ。これは血管をブロックする血栓の形成につながって、血流が正常に流れるのが難しくなるんだ。これらの要因が組み合わさって、脳卒中後の回復が難しい環境を作り出しているんだよ。

好中球と血栓症

好中球は血管内に血栓を形成する血栓症にも関与しているんだ。糖尿病では、好中球が過剰な血栓形成に寄与して、血流の問題を悪化させることがあるよ。好中球と、血液凝固に関与するもう一つの血液細胞である血小板の相互作用が、大きな血栓を形成して血管を塞ぐことにつながるんだ。

この関係は、免疫反応が血管の健康にどう影響するかを示しているから重要なんだ。糖尿病の患者では、これらの細胞の挙動によって脳卒中の合併症のリスクが高くなる。研究は、好中球の活動をターゲットにすることが脳卒中管理の治療法の一つになるかもしれないって示唆しているよ。

結論

要するに、2型糖尿病、脳卒中、血流のダイナミクスの関係は複雑なんだ。糖尿病は脳卒中のリスクを上げるだけじゃなく、血管や免疫細胞の挙動に一連の変化を引き起こして、結果を悪化させちゃうことがある。これらの相互作用を理解することが、より良い治療法を開発するために重要だって証拠が示しているんだ。

今後の研究では、糖尿病の個人における脳卒中の際の血流を改善し、ダメージを最小限に抑える方法を探る必要があるね。血管、免疫細胞、血管環境の相互作用に注目することで、高リスクの患者群に対するより良い管理戦略を目指せるんじゃないかな。

オリジナルソース

タイトル: Type 2 diabetes remodels collateral circulation and promotes leukocyte adhesion following ischemic stroke

概要: AbstractType 2 diabetes mellitus (T2DM) is associated with impaired leptomeningeal collateral compensation and poor stroke outcome. Neutrophils tethering and rolling on endothelium after stroke can also independently reduce flow velocity. However, the chronology and topological changes in collateral circulation in T2DM is not yet defined. Here, we describe the spatial and temporal blood flow dynamics and vessel remodeling in pial arteries and veins and leukocyte- endothelial adhesion following middle cerebral artery (MCA) stroke using two-photon microscopy in awake control and T2DM mice. Relative to control mice prior to stroke, T2DM mice already exhibited smaller pial vessels with reduced flow velocity. Following stroke, T2DM mice displayed persistently reduced blood flow in pial arteries and veins, resulting in a poor recovery of downstream penetrating arterial flow and a sustained deficit in microvascular flow. There was also persistent increase of leukocyte adhesion to the endothelium of veins, coincided with elevated neutrophils infiltration into brain parenchyma in T2DM mice compared to control mice after stroke. Our data suggest that T2DM-induced increase in chronic inflammation may contribute to the remodeling of leptomeningeal collateral circulation and the observed hemodynamics deficiency that potentiates poor stroke outcome. HighlightsO_LIBlood flow and leukocyte imaging in awake mice by two-photon microscopy before and after stroke under physiological conditions C_LIO_LIT2DM induces collateral remodeling prior to stroke C_LIO_LIT2DM reduces blood flow and impedes recovery in pial arteries and veins after ischemic stroke C_LIO_LIPoor recovery of penetrating arterial flow and sustained deficit in microvascular flow after ischemic stroke in T2DM mice C_LIO_LIT2DM increases persistent leukocyte adhesion to endothelium of veins and elevates neutrophils infiltration into the brain parenchyma after ischemic stroke. C_LI

著者: Jialing Liu, Y. Sato, Y. Li, Y. Kato, A. Kanoke, Y. J. Sun, Y. Nishijima, R. K. Wang, M. Stryker, H. Endo

最終更新: 2024-10-23 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.23.619748

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.23.619748.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。

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