How nitrous oxide, fasting, and their combination regulate brain TrkB signaling in mice

Nykyisiin masennushoitoihin liittyy paljon haasteita, joista yhtenä on merkittävä viive hoitovasteen saavuttamisessa. Ketamiinilla on havaittu olevan nopea masennusoireita lievittävä vaikutus ja samankaltaisia lupaavia tuloksia on raportoitu myös ilokaasun osalta. Mekanismeja nopean masennuslääkevaikutuksen taustalla ei kuitenkaan tunneta täysin. Näyttäisi siltä, että nopeavaikutteiset hoidot muuttavat aivojen energiametaboliaa, lisäävät synaptista plastisuutta (aivojen muovautuvuutta) sekä korjaavat heikentyneitä hermoyhteyksiä, jotka ovat keskeisiä masennuksen patofysiologiassa. Erityisesti aivoperäisen hermokasvutekijän (BDNF) aktivoima tropomyosiini-reseptorikinaasi B:n (TrkB) signalointi on liitetty nopeaan masennuslääkevaikutukseen. Paastoamisen tiedetään myös lisäävän BDNF:n tuotantoa ja sen ajatellaan siten aktivoivan BDNF-TrkB -signalointia. Lisäksi molemmat hoidot muuttavat aivojen energiametaboliaa. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, miten paasto ja ilokaasu yksinään sekä yhdistettynä vaikuttavat nopeaan masennuslääkevaikutukseen ja synaptiseen plastisuuteen liitettyyn BDNF- TrkB signalointiin hiirillä. Lisäksi tarkoituksena oli määrittää, miten hiirten ruumiinlämpö mahdollisesti muuttuu näiden käsittelyjen jälkeen. Ruumiinlämmön muutos kuvaa muutosta metabolisessa tilassa. Analysoidut aivonäytteet kerättiin 15 minuuttia ilokaasuannostelun lopettamisen jälkeen. Tässä tutkimuksessa toteutettu paasto ei aktivoinut BDNF-TrkB signalointia. Ilokaasuannostelu näytti kuitenkin osittain aktivoivan kyseistä, plastisuuteen yhdistettyä signalointireittiä. Paasto-ilokaasu -yhdistelmän osalta tulokset olivat samankaltaisia verrattuna ilokaasuannosteluun, joten on mahdollista, että ne johtuivat yksinomaan ilokaasuannostelusta. Näiden lisäksi mielenkiintoisena havaintona energiametabolian osalta huomattiin, että ilokaasu laski hiirten ruumiinlämpöä merkittävästi 15 minuuttia ilokaasuannostelun lopettamisen jälkeen. Kaiken kaikkiaan tämän tutkimuksen tulokset ovat lupaavia ja ilokaasun osalta samansuuntaisia aiemman kirjallisuuden kanssa. Tulokset osoittavat, että ilokaasuannostelu voi lisätä synaptista plastisuutta ja siten mahdollisesti aikaansaada masennusoireita lievittäviä vaikutuksia. Näihin sekä aiempiin tutkimustuloksiin pohjautuen ilokaasua voitaisiin hyödyntää tutkittaessa mekanismeja nopean masennuslääkevaikutuksen taustalla ja lisäksi sitä voitaisiin mahdollisesti hyödyntää nopeavaikutteisena masennuslääkkeenä tulevaisuudessa. Tulosten perusteella näyttää siltä, että aivojen energiametabolia voi liittyä nopeaan masennuslääkevaikutukseen. Kyseinen havainto tukee hypoteesia, jonka mukaan kaikki eri nopeavaikutteiset masennushoidot muuttavat aivojen energiametaboliaa.