A metilénkék neuroprotektív hatásának hátterében álló mitokondriális mechanizmusok

A metilénkéket (MK) napjainkban methemoglobinémia kezelésére, illetve fotoszenzitizáló hatása miatt antimikrobiális terápiában használják. Az elmúlt években ugyanakkor ígéretes in vitro- és állatkísérletek mutattak rá neurodegeneratív betegségekben jótékony hatására. A neuronokban a károsodott/gátolt mitokondriális légzési lánc komplex I (CI) és komplex III (CIII) elemét képes áthidalni, ezáltal fenntartva az elektrontranszport lánc- és az oxidatív foszforiláció működését, ami nélkülözhetetlen az idegsejtek fiziológiás működéséhez. A MK oxidált állapotban képes elektront átvenni NADH-ról, majd ezt továbbadja a citokróm c-nek és ezzel visszakerül eredeti oxidált állapotába.
Kutatómunkám során a MK mitokondriális hatásait vizsgáltam rágcsálók agyából izolált CIII gátolt mitokondriumokon. Az O2-fogyasztás és a NADH/NAD+ arány vizsgálata során több szokatlan bioenergetikai jelenség volt megfigyelhető (ADP hatására csökkent a mitokondriális légzés, emelkedett a NADH/NAD+ arány, míg karboxi-atraktilozid hatására emelkedett az oxidáció és csökkent a NADH/NAD+ arány). A jelenség magyarázata a mitokondriális membránpotenciál változásában és a MK mitokondriumba történő felvételében keresendő. A MK azáltal, hogy képes áthidalni a CIII-at és redukálni a citokróm c-t, részlegesen helyreállítja a mitokondriális membránpotenciált és fokozza a légzési lánc működését, ami az O2-fogyasztás emelkedésével és a NADH/NAD+ arány csökkenésével jár együtt. Minél magasabb a membránpotenciál, annál több MK-et képes felvenni a mitokondrium, ami hatékonyabb elektrontranszportot eredményez.
Mivel a MK képes átjutni a vér-agy gáton és a szisztémás keringésben található koncentráció többszörösét képes elérni a központi idegrendszerben, így a mitokondriális funkciókat javító hatása releváns lehet a neurodegeneratív betegségek terápiájában.