ผลของเมลาโทนินต่อการทำงานของหัวใจและการเปลี่ยนแปลงในสมอง ขณะเกิดภาวะกล้ามเนื้อหัวใจขาดเลือดแล้วมีเลือดกลับมาหล่อเลี้ยงใหม่ในหนูขาวที่มีและไม่มีภาวะอ้วนร่วมกับการดื้อต่ออินซูลิน

บทคัดย่อ

โรคกล้ามเนื้อหัวใจขาดเลือดยังคงเป็นสาเหตุหลักของการเสียชีวิตของประชากรโลก ซึ่งจะนำไปสู่การเกิดภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะชนิดร้ายแรง (lethal cardiac arrhythmia) อาทิเช่นการเกิด ventricular fibrillation และ ventricular tachycardia นอกจากนั้นยังพบการสูญเสียการทำงานของหัวใจโดยสามารถวัดได้จากการลดลงของค่า ejection fraction การรักษาโรคกล้ามเนื้อหัวใจขาดเลือดนั้นมีวิธีการหลักคือการทำให้เลือดกลับมาหล่อเลี้ยงหัวใจ (reperfusion therapy) ผ่านการทำหัตถการ primary percutaneous intervention หรือการให้ยาสลายลิ่มเลือด แต่อย่างไรก็ตามระหว่างการทำให้เลือดกลับมาหล่อเลี้ยงหัวใจนั้นจะทำให้เกิดการสร้างความเครียดออกซิเดชั่นปริมาณสูงยิ่งขึ้นในเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจซึ่งยังคงก่อให้เกิดอันตรายต่อกล้ามเนื้อหัวใจได้อีก ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า reperfusion injury ดังนั้นการหาวิธีการรักษาอื่นร่วมกับกการทำให้เลือดกลับมาหล่อเลี้ยงหัวใจอาจก่อให้เกิดผลดีในการช่วยลดการเกิด reperfusion injury ได้ ในการศึกษานี้ผู้วิจัยได้ศึกษาถึงผลของเมลาโทนิน ซึ่งให้ผลดีในการช่วยลดระดับความเครียดออกซิเดชั่นผ่านการเพิ่มสารต้านอนุมูลอิสระ เป็นที่น่าสนใจว่าการให้เมลาโทนินก่อนการเกิดภาวะกล้ามเนื้อหัวใจขาดเลือดนั้นจะช่วยป้องกันการเกิด reperfusion injury ได้ แต่อย่างไรก็ตามการศึกษาถึงผลของการให้เมลาโทนินแบบให้ทันทีขณะที่เกิดการขาดเลือด และขณะที่เกิด reperfusion injury ในหนูที่มีปกติ และในหนูที่มีภาวะอ้วนร่วมกับการดื้อต่ออินซูลินนั้นยังไม่มีผู้ทำการศึกษา โดยการศึกษานี้ทดลองภายใต้สมมติฐานที่ว่าการให้เมลาโทนินในช่วงก่อนเกิดการขาดเลือด ระหว่างการขาดเลือด และขณะที่ให้เลือดกลับมาหล่อเลี้ยงนั้น ให้ผลดีในการช่วยป้องกันการเกิดภาวะ reperfusion injury ได้ผ่านทางการป้องกันการเสื่อมสภาพของไมโทคอนเดรีย ลดการตายของเซลล์ และการทำงานทั้งหมดนี้จะถูกควบคุมผ่านทาง melatonin receptor type 2 (MT2) เท่านั้น ในการศึกษานี้จะแบ่งออกเป็นทั้งหมด 3 การศึกษาหลัก ประกอบด้วย การศึกษาที่ 1 สัตว์ทดลองจำนวน 72 ตัวจะถูกเหนี่ยวนำให้เกิดภาวะกล้ามเนื้อหัวใจขาดเลือดเป็นเวลา 30 นาทีแล้วทำให้มีเลือดกลับมาหล่อเลี้ยงเป็นเวลา 120 นาที หนูจะถูกแบ่งออกเป็นกลุ่มที่ได้รับ vehicle, กลุ่มที่ได้รับเมลาโทนินก่อนการเกิดกล้ามเนื้อหัวใจขาดเลือด, ระหว่างเกิดกล้ามเนื้อหัวใจขาดเลือด และขณะที่ให้เลือดกลับมาหล่อเลี้ยง นอกจากนั้นยังมีกลุ่มที่ได้รับตัวยับยั้งการทำงานของ MT1,MT2 และ MT2 การศึกษาที่ 2 สัตว์ทดลองจำนวน 96 ตัวจะถูกเหนี่ยวนำให้เกิดภาวะกล้ามเนื้อหัวใจขาดเลือดเป็นเวลา 30 นาทีแล้วทำให้มีเลือดกลับมาหล่อเลี้ยงเป็นเวลา 120 นาที หนูจะถูกแบ่งออกเป็นกลุ่มที่ได้รับ vehicle, กลุ่มที่ได้รับเมลาโทนินก่อนการเกิดกล้ามเนื้อหัวใจขาดเลือด, ระหว่างเกิดกล้ามเนื้อหัวใจขาดเลือด และขณะที่ให้เลือดกลับมาหล่อเลี้ยง นอกจากนั้นยังมีกลุ่มที่ได้รับตัวยับยั้งการทำงานของ MT1,MT2 และ MT2 โดยหนูจะได้รับเมลาโทนินที่ขนาด 10 หรือ 20 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม การศึกษาที่ 3 จะทำการศึกษาใน H9c2 cells เพื่อทดสอบผลโดยตรงของเมลาโทนินต่อ MT2 ผ่านกระบวนการ siRNA ผลการศึกษาพบว่า การให้เมลาโทนินที่ขนาด 10 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัมไม่ว่าจะเป็นการให้ก่อนเกิดกล้ามเนื้อหัวใจขาดเลือด ระหว่างเกิดกล้ามเนื้อหัวใจขาดเลือด หรือ ขณะที่มีการให้เลือดกลับมาหล่อเลี้ยงหัวใจนั้นช่วยป้องกันการเกิด reperfusion injury ได้ โดยพบการลดลงของขนาดกล้ามเนื้อหัวใจตาย การทำงานของหัวใจดีขึ้น การทำงานของไมโทคอนเดรียดีขึ้น การลดลงของกระบวนการ mitochondrial fission การเพิ่มขึ้นของกระบวนการ mitochondrial fusion การลดลงของการตายแบบ apoptosis ในหนูปกติ แต่ในหนูที่มีภาวะอ้วนและดื้อต่ออินซูลินนั้นพบว่าการให้เมลาโทนินที่ขนาด 10 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัมช่วยลดการเกิด reperfusion injury ได้ โดยพบการลดลงของขนาดกล้ามเนื้อหัวใจตาย การทำงานของหัวใจดีขึ้น การทำงานของไมโทคอนเดรียดีขึ้นเฉพาะเมื่อให้ก่อนเกิดภาวะกล้ามเนื้อหัวใจขาดเลือดเท่านั้น แต่เมื่อให้เมลาโทนินที่ขนาด 10 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัมระหว่างเกิดภาวะกล้ามเนื้อหัวใจขาดเลือด หรือขณะให้เลือดกลับมาหล่อเลี้ยงหัวใจกลับไม่ก่อให้เกิดผลดีต่อการทำงานของหัวใจ ผู้วิจัยจึงทำการเพิ่มขนาดของเมลาโทนินเป็น 20 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัมแล้วจึงพบว่าในหนูที่มีภาวะอ้วนและดื้อต่ออินซูลินนั้นต้องใช้เมลาโทนินที่มีขนาดสูงขึ้นในการช่วยลดการเกิด reperfusion injury ทั้งนี้เนื่องจากระดับของความเครียดออกซิเดชั่นในหนูที่มีภาวะอ้วนและดื้อต่ออินซูลินนั้นมีสูงกว่าหนูปกติ จึงต้องใช้เมลาโทนินที่สูงมากกว่าปกติซึ่งผลดีทั้งหมดเหล่านี้ของเมลาโทนินจะอาศัยการทำงานผ่านทาง MT2 เท่านั้น จึงสรุปได้ว่าการให้เมลาโทนินแบบทันทีในขณะเกิดกล้ามเนื้อหัวใจขาดเลือด หรือระหว่างการให้เลือดกลับมาหล่อเลี้ยงหัวใจ สามารถป้องกันการเกิดการบาดเจ็บต่อหัวใจได้ผ่านการทำงานของ MT2 receptor ส่งผลให้ไมโทคอนเดรียทำงานดีขึ้น และช่วยลดการตายของเซลล์ นำไปสู่การลดขนาดกล้ามเนื้อหัวใจตาย และทำให้การทำงานของหัวใจดีขึ้น

คำสำคัญ