PHƯƠNG PHÁP [¹⁴C]DEOXYGLUCOSE ĐỂ ĐO LƯỜNG MỨC TIÊU HÓA GLUCOSE CỤC BỘ Ở NÃO: LÝ THUYẾT, QUY TRÌNH, VÀ CÁC GIÁ TRỊ BÌNH THƯỜNG Ở CHUỘT ALBINO TỈNH TÁO VÀ GÂY Mʹ

Tóm tắt— Một phương pháp đã được phát triển để đo lường đồng thời tốc độ tiêu thụ glucose trong các thành phần cấu trúc và chức năng khác nhau của não trong tình trạng sống. Phương pháp này có thể được áp dụng cho hầu hết các loài động vật thí nghiệm trong trạng thái có ý thức. Nó dựa trên việc sử dụng 2‐deoxy‐D‐[¹⁴C]glucose ([¹⁴C]DG) như một chất đồng vị ký hiệu cho quá trình trao đổi glucose giữa huyết tương và não và sự phosphoryl hóa của nó bởi hexokinase trong các mô. [¹⁴C]DG được sử dụng vì chất được gắn nhãn trong sản phẩm của nó, [¹⁴C]deoxyglucose‐6‐phosphate, hầu như bị giữ lại trong mô trong suốt thời gian đo lường. Một mô hình được thiết kế dựa trên các giả định của trạng thái ổn định cho sự tiêu thụ glucose, quá trình cân bằng bậc nhất của [¹⁴C]DG tự do trong mô với mức huyết tương, và tốc độ tương đối của phosphoryl hóa của [¹⁴C]DG và glucose xác định bởi nồng độ tương đối của chúng trong các bể tiền chất và các hằng số động học tương ứng của chúng cho phản ứng hexokinase. Một phương trình hoạt động dựa trên mô hình này đã được suy ra dựa trên các biến khả dụng. Một liều [¹⁴C]DG được tiêm tĩnh mạch và nồng độ [¹⁴C]DG và glucose trong huyết tương động mạch được theo dõi trong khoảng thời gian được chỉ định giữa 30 và 45 phút. Tại thời điểm quy định, đầu được cắt và đông lạnh trong Freon XII lạnh hóa bằng N₂, và não được cắt lát để chụp ảnh tự động. Nồng độ mô cục bộ của [¹⁴C]DG được xác định bằng phương pháp chụp ảnh tự động định lượng. Sự tiêu thụ glucose của mô não cục bộ được tính toán bằng phương trình dựa trên các giá trị đo lường này.

Phương pháp đã được áp dụng cho chuột albino bình thường trong trạng thái có ý thức và dưới gây mê thiopental. Kết quả cho thấy tốc độ tiêu thụ glucose cục bộ trong não nằm ở hai phân bố khác biệt, một là chất xám và một là chất trắng. Ở chuột tỉnh, các giá trị trong chất xám thay đổi rộng rãi từ cấu trúc này sang cấu trúc khác (54-197 μmol/100 g/phút) với các giá trị cao nhất ở các cấu trúc liên quan đến chức năng thính giác, ví dụ như thể gối trong, cội âm trên, cập âm dưới, và vỏ não thính giác. Các giá trị trong chất trắng đều đặn hơn (tức là 33–40 μmo1/100 g/phút) ở mức khoảng một phần tư đến một nửa những giá trị của chất xám. Tốc độ không đồng nhất của sự tiêu thụ glucose thường thấy trong các cấu trúc cụ thể, thường tiết lộ một mô hình kiến trúc tế bào. Gây mê thiopental làm giảm mạnh tốc độ sử dụng glucose toàn bộ trong não, đặc biệt là ở chất xám, và tốc độ chuyển hóa trong chất xám trở nên đồng đều hơn ở mức thấp hơn.