Znajdź zawartość

Lek sprzed 150 lat może powodować, że guzy nowotworowe stają się bardziej podatne na radioterapię, uważają badacze z Ohio State University. Odkryli oni, że papaweryna zaburza oddychanie komórkowe i powoduje, że guzy stają się bardziej podatne na radioterapię. Jednocześnie zaś papaweryna nie szkodzi dobrze natlenionym zdrowym tkankom. Co więcej, okazało się, że odpowiednie zmodyfikowanie molekuły papaweryny jeszcze bardziej zwiększa jej bezpieczeństwo. W komentarzu do artykułu, który ukazał się w PNAS, komentujący naukowiec stwierdził, że to potencjalnie znaczące odkrycie, dzięki któremu może uda się wyeliminować hypoksję jako przyczynę niepowodzenia radioterapii. Wiemy, że hipoksja ogranicza efektywność radioterapii. To poważny problem kliniczny, gdyż ponad połowa chorych na nowotwory jest poddawana w jakimś momencie radioterapii, mówi główny autor badań, profesor Nicholas Denko. Odkryliśmy, że pojedyncza dawka papaweryny podana przed radioterapią, zmniejsza oddychanie w mitochondriach, łagodzi hipoksję i uwrażliwia guzy na radioterapię, dodaje uczony. Radioterapia zabija komórki nowotworowe na dwa sposoby. Bezpośrednio, uszkadzając DNA, i pośrednio, prowadząc do pojawienia się reaktywnych form tlenu. Hipoksja zmniejsza  uszkodzenia DNA i efektywność radioterapii. Jeśli mamy do czynienia z hipoksją, część komórek guza przeżyje radioterapię i stanie się źródłem jego ponownego pojawienia się. Jest niezmiernie ważne, byśmy poradzili sobie z tą formą oporności na leczenie, mówi Denko. Komórki nowotworowe potrzebują dużych ilości tlen. Ich zapotrzebowanie może być tak duże, że nie wystarcza im krew dostarczana przez naczynia krwionośne, tym bardziej, że są one słabo uformowane. Komórki nowotworowe położone w hipoksycznych, dalekich od naczyń krwionośnych, obszarach guza, mogą przeżyć radioterapię. Dotychczasowe strategie uwrażliwienia guzów polegały na dostarczaniu im większej ilości tlenu. Taka strategia nie kończy się zwykle sukcesem, gdyż guzy mają słabo uformowane naczynia krwionośne. My zrobiliśmy coś przeciwnego. Zamiast zwiększać dostawy tlenu, zmniejszyliśmy zapotrzebowanie na tlen, stwierdza Denko. « powrót do artykułu

HIF-1 - czynnik indukowany przez hipoksję - był dotąd znany jako jedno z najważniejszych białek odpowiedzialnych za odpowiedź komórki na brak tlenu. Najnowsze badania zespołu z Politechniki Federalnej w Zurychu pokazują, że HIF-1 hamuje także spalanie tłuszczu, co sprzyja otyłości. Szwajcarzy wykazali, że HIF-1 jest aktywny w adipocytach białej tkanki tłuszczowej. To sprawia, że tłuszcz nie znika nawet po zmianie diety. Wysokie stężenia czynnika indukowanego przez hipoksję występują u pacjentów z masywną otyłością. Na szczęście proces jest odwracalny. HIF-1 zawsze pojawia się, gdy tkanka znacznie powiększa się w krótkim czasie i staje się przez to niedotleniona. Odnosi się to zarówno do tkanki nowotworowej, jak i tłuszczu brzusznego. Mechanizm HIF-1 występuje u wszystkich kręgowców i we wszystkich typach komórek. Indukując wytwarzanie wielu cytokin, m.in. VEGF (czynnika wzrostu śródbłonka naczyniowego), pozwala komórce przetrwać w warunkach hipoksji. Ponieważ mitochondria uzyskują energię w czasie utleniania, komórki przestawiają się na glikolizę. Zespół Wilhelma Kreka wykazał, że podjednostka α białka HIF-1 jest krytyczna dla podtrzymania otyłości i związanych z nią patologii, w tym nietolerancji glukozy, insulinooporności i kardiomiopatii. HIF-1α wykonuje swe zadanie, hamując beta-oksydację kwasów tłuszczowych w macierzy mitochondriów (w procesie tym powstają równoważniki redukcyjne służące do uzyskania w łańcuchu oddechowym magazynującego energię ATP). Udaje się to m.in. dzięki transkrypcyjnej represji enzymu sirtuiny-2, która przekłada się na obniżoną ekspresję genów beta-oksydacji i mitochondriów. Szwajcarzy prowadzili badania na myszach, którym podawano wyłącznie wysokotłuszczową karmę. Gdy zwierzęta w krótkim czasie znacznie przytyły, w ich tkance tłuszczowej wykryto duże stężenia HIF-1. Oznacza to, że wskutek kiepskiego krążenia jej komórkom zaczęło doskwierać niedotlenienie. Gdy HIF-1 "wyłączono", myszy przestały tyć, nawet gdy ich dieta nadal obfitowała w tłuszcze. Kiedy zwierzęta przestawiano na zwykłą karmę, zaczęły chudnąć. Znikał nawet tłuszcz zgromadzony wokół serca. W dodatku nie był on przenoszony na inne narządy. W próbkach tkanki tłuszczowej pobranych od otyłych i szczupłych ludzi zaobserwowano ten sam wzorzec. U badanych z nieprawidłową wagą ciała stężenie HIF-1 było wysokie, a SIRT-2 niskie. U osób z prawidłową wagą wykrywano jedynie śladowe ilości HIF-1 (prawdopodobnie dlatego, że warunkach prawidłowego poziomu tlenu - normoksji - produkowany przez komórkę HIF-1α powinien być degradowany przez układ proteosomów). Ponieważ HIF-1 nie eliminuje enzymu SIRT-2 całkowicie, jego chemiczna aktywacja u pacjentów z nadwagą/otyłością mogłaby wymusić spalanie kwasów tłuszczowych.

By zwiększyć siłę oddziaływania radio- i chemioterapii, opracowano miniaturowy generator tlenu, który wszczepia się do guzów litych. Jego autorem jest prof. Babak Ziaie z Purdue University. Ziaie od lat pracuje nad różnego rodzaju urządzeniami medycznymi, głównie dla onkologów. Przed prawie 2 laty zaproponował magnetyczny ferropapier. Przewidywano, że zostanie on wykorzystany np. do budowy miniaturowych silników dla narzędzi chirurgicznych, niewielkich nożyczek do cięcia komórek czy niezwykle małych głośników. W 2008 r. w jego laboratorium pracowano nad uproszczoną wersją dozymetru, by lekarze mogli precyzyjnie określić ilość promieniowania, jaką podczas radioterapii zaaplikowano guzowi. Najnowsza technologia Amerykanów jest przeznaczona dla guzów litych, w których centrum naturalnie występują niewielkie stężania tlenu. To niekorzystne zjawisko, ponieważ skuteczna radioterapia wymaga tlenu. To właśnie z tego powodu niektóre hipoksyczne [niedotlenione] obszary trudno zabić. Raki trzustki i szyjki macicy są chronicznie hipoksyczne. Jeśli wygeneruje się tlen, można jednak zwiększyć skuteczność radio- i chemioterapii – wyjaśnia Ziaie. W niektórych komórkach nowotworowych mamy do czynienia z chroniczną hipoksją, ponieważ znajdują się one zbyt daleko od naczynia krwionośnego. Są promieniooporne, ponieważ brakuje w nich tlenu odpowiedzialnego za utrwalanie wywołanych promieniowaniem uszkodzeń DNA. Wszczepialny mikrogenerator tlenu rozwiązuje ten problem. Urządzenie otrzymuje sygnały ultradźwiękowe i wykorzystuje niewielkie napięcie do elektrolizy wody do tlenu i wodoru. Umieszczamy urządzenie wewnątrz guza i wystawiamy go na oddziaływanie ultradźwięków. Energia ultradźwięków zasila aparat, pozwalając uzyskać tlen. Urządzenie skonstruowano w Centrum Nanotechnologii Bircka Purdue University. Przetestowano je na rakach trzustki zaimplantowanych myszom. Okazało się, że w grupie eksperymentalnej guzy kurczyły się szybciej niż u gryzoni przechodzących standardowe leczenie. Aparat ma nieco poniżej 1 cm długości. Wprowadza się go do guza za pomocą igły do biopsji hipodermicznej. Ze szczegółowymi wynikami badań można się zapoznać na łamach pisma Transactions on Biomedical Engineering.

Nowe studium naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego rzuca nieco światła na ludzką zdolność przystosowania się do niedotlenienia. Dobierając przez 200 pokoleń muszki owocowe (Drosophila melanogaster) odporne na hipoksję, specjaliści zademonstrowali towarzyszące temu trwałe zmiany w genomie. Niedotlenienie wiąże się nie tylko z przebywaniem na dużych wysokościach (chorobą wysokościową) czy schodzeniem głęboko pod wodę. Występuje też przy zawale, udarze czy schorzeniach układu oddechowego, które ograniczają ilość tlenu docierającego do narządów wewnętrznych. Akademicy zdecydowali się na badanie owocówek, ponieważ ich mechanizmy molekularne są bardzo podobne do ludzkich. Uzyskane po 200-pokoleniowej hodowli owady tolerowały śmiertelne w normalnych warunkach niedotlenienie. Co więcej, przekazywały tę cechę potomstwu. Utrzymywała się ona nawet przy braku stresu wywołanego niedotlenieniem. Sugeruje to, że w grę wchodzi mechanizm genetyczny, a nie fizjologiczny. Zespół doktora Gabriela G. Haddada porównywał genomy specjalnie dobieranych D. melanogaster i grupy kontrolnej. W ten sposób wskazano specyficzne regiony DNA, głównie na chromosomie X, które odpowiadały za oporność na niedotlenienie. Kilka z tych regionów zawierało geny kontrolujące szlak sygnalizacyjny Notch. Jest on wykorzystywany przez różnorodne organizmy do regulowania przeznaczenia linii komórkowych. Wcześniej wykazano, że szlak ten jest nadmiernie aktywowany zarówno u niedotlenionych owocówek, jak i myszy. Aby potwierdzić, że rzeczywiście korzystne zmiany dotyczą właśnie Notch, Amerykanie zastosowali inhibitor gamma-sekretazy o nazwie DAPT. Zabieg ten znacznie zmniejszył przeżywalność przedstawicieli tolerującego hipoksję szczepu. Naukowcy stwierdzili również, że muszki bez mutacji lub z mutacjami prowadzącymi do ubytku funkcji (ang. loss-of-function mutation) wykazywały znaczny spadek tolerancji na hipoksję. Dla odmiany mutacje polegające na nabyciu funkcji (ang. gain-of-function mutation) bardzo zwiększały zdolność tolerowania niedotlenienia. Potwierdziliśmy, że wynikiem długoterminowego wystawienia na wpływ niedotlenienia są zmiany w DNA, a nie tylko w ekspresji genów – podsumowuje Haddad.

Przez wiele lat uważano, że stan przewlekłego niedotlenienia guza nowotworowego jest efektem ubocznym gwałtownego wzrostu tkanki, który nie jest skoordynowany z powstawaniem nowych naczyń krwionośnych. Okazuje się jednak, że stan taki nie jest zjawiskiem przypadkowym, gdyż ułatwia on wzrost patologicznej tkanki. Odkrycia dokonali badacze ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu Turyńskiego. Dzięki serii eksperymentów na komórkach ludzkiego raka płuc wykazali oni, że komórki wzbogacone o białko wiążące znaczne ilości tlenu rzadziej się dzielą i nie tworzą przerzutów nowotworowych. Aby zwiększyć dostępność tlenu, komórki, utrzymywane w trójwymiarowej hodowli in vitro, wzbogacono o gen kodujący mioglobinę. Białko to, naturalnie występujące w mięśniach, pozwala na wychwyt znacznej ilości O2z otoczenia, zwiększając jego dostępność dla komórki. Przeprowadzone doświadczenie wykazało, że choć modyfikacja pozwoliła na zredukowanie stopnia niedotlenienia (hipoksji) niemal do zera, wcale nie przyśpieszyło to wzrostu guza. Jest to dość zaskakujące, bowiem wydawać by się mogło, że zwiększenie dostępności tlenu pozwala na przyśpieszenie metabolizmu i wzrostu komórek. Wstępne wyniki udało się potwierdzić w badaniu na myszach. Zwierzętom wszczepiano komórki nowotworowe wzbogacone o gen kodujący prawidłową formę mioglobiny lub jej zmutowaną wersję, niezdolną do wychwytu tlenu. Jednoznacznie wykazano w ten sposób, że zwiększenie ilości O2 docierającego do tkanki nowotworowej znacznie spowalnia jej rozwój. Eksperyment in vivo wykazał jeszcze jedną istotną rolę hipoksji w rozwoju guza. Okazało się bowiem, że niedostatek tlenu prowadzi do zwiększenia odsetka komórek niezróżnicowanych, tj. niewyspecjalizowanych fizjologicznie i utrzymujących zdolność do podziału. Co więcej, tkanka taka wykazuje znacznie większą skłonność do tworzenia przerzutów. Zebrane informacje sugerują wyraźnie, że niedotlenienie, uznawane dotychczas za objaw niedoskonałości guza nowotworowego, jest dla niego wybitnie korzystne. Może to oznaczać konieczność przyjęcia zupełnie nowej taktyki walki z chorobami, w której życiodajny gaz stanie się swego rodzaju koniem trojańskim na usługach lekarzy.

Nie tak dawno pisaliśmy o wyjątkowej długowieczności golców, zwanych też nagimi szczurami. Tym razem dowiadujemy się, że to samo zwierzę może okazać się interesującym modelem do badań nad nowotworami. Dlaczego właśnie golce? Odpowiedź tkwi w ich niezwykłym przystosowaniu do długotrwałego przebywania w norach. Pod względem panujących warunków przypominają one bowiem wnętrze guza nowotworowego. Patologiczny rozrost tkanki sprawia, że powstające w niej naczynia krwionośne mają nieprawidłową budowę, uniemożliwiającą dostarczenie odpowiedniej ilości tlenu. Badacze, pracujący dla uniwersytetów w amerykańskim stanie Iowa oraz izraelskiej Hajfie, uznali, że poznanie mechanizmów umożliwiających nagim szczurom przeżycie w stanie przewlekłego niedotlenienia pozwoli na lepsze zrozumienie biologii nowotworów. Wygląda na to, że trafili w dziesiątkę. Przeprowadzone doświadczenia polegały na przetrzymywaniu golców oraz "zwykłych" szczurów w warunkach różnego wysycenia atmosfery tlenem. Oceniano przy tym poziom syntezy i aktywności białka BNIP3, odpowiedzialnego za zwiększanie tolerancji tkanek na przewlekłe niedotlenienie. Z eksperymentu zrealizowanego przez amerykańsko-izraelski zespół wynika, iż gen kodujący białko BNIP3 jest u golców wyjątkowo aktywny, zaś jego białkowy produkt funkcjonuje bardzo wydajnie, pozwalając zwierzęciu na utrzymanie dobrej kondycji nawet przy stężeniach tlenu wynoszących od 3 do 10 procent (dla porównania: powietrze na powierzchni Ziemi zawiera ok. 21% tego gazu). "Zwykłe" szczury reagowały na te same warunki znacznie gorzej, zaś BNIP3 było u nich produkowane niemal wyłącznie przez mięśnie szkieletowe oraz w sercu. Z przeprowadzonego doświadczenia można wyciągnąć kilka istotnych wniosków. Przede wszystkim ustalono, że funkcjonujący prawidłowo organizm golca reaguje na niedotlenienie bardzo podobnie, jak tkanka nowotworowa. Po drugie (i prawdopodobnie najważniejsze) może to oznaczać, że badacze uzyskali doskonały model do symulacji i analizy warunków panujących we wnętrzu agresywnie wzrastających guzów. Można więc liczyć, że już niedługo w ten właśnie sposób będą badane nowe leki odcinające dopływ krwi do patologicznej tkanki i blokujące jej rozwój.

Jedną z typowych reakcji organizmu na infekcję wirusową jest wydzielanie w drogach oddechowych śluzu, którego zadaniem jest m.in. ułatwienie usuwania szkodliwych pozostałości wirusa z płuc. Wiele wskazuje jednak na to, że w niektórych sytuacjach proces ten może prowadzić do poważnych powikłań. O odkryciu informują naukowcy z Uniwersytetu Stanu Ohio. Jak tłumaczą, pogorszenie stanu zdrowia pacjentów zakażonych np. wirusem grypy wynika w dużym stopniu ze zdolności patogenu do osłabienia wchłaniania nadmiaru powstającej wydzieliny przez pęcherzyki płucne. Prowadzi to do niedotlenienia wielu tkanek organizmu, co może powodować znaczne pogorszenie ich kondycji. Mój pogląd jest taki, że jeśli ludzie umierają z powodu tego typu chorób, umierają, ponieważ nie mogą oddychać - ocenia dr Ian Davis, specjalista z zakresu weterynarii, główny autor studium. Dodaje: jeśli płuca nie działają prawidłowo, wóczas nie ma znaczenia, czy za tydzień od tego momentu [mowa o początku infekcji - przyp. red.] możesz wytworzyć odpowiedź immunologiczną i usunąć wirusa, bo nie możesz przetrwać tak długo, jeśli nie otrzymujesz dostatecznie dużo tlenu. Swoje wnioski zespół dr. Davisa opiera na serii eksperymentów na myszach. Badacze zakażali zwierzęta wysokimi dawkami wirusa grypy i oceniali zdolność ich organizmów do usuwania powstającego w płucach śluzu. Jako grupa kontrolna posłużyły zdrowe gryzonie. Aby zbadać skuteczność oczyszczania dróg oddechowych, naukowcy poddawali myszy znieczuleniu ogólnemu, a następnie podawali im równocześnie leki stymulujące wchłanianie śluzu oraz aplikowali wprost do dróg oddechowych roztwór jednego z białek. Po trzydziestu minutach oceniano stężenie proteiny w śluzie. Ponieważ ilość samego białka była stała (ciało myszy nie wytwarza go), jego stężenie w płynie zalegającym w płucach pozwalało na określenie, ile ubyło z nich czystej wody. Myszy zakażone najwyższymi dawkami wirusa grypy wykazywały dwa istotne, powiązane ze sobą objawy: zwiększenie ilości płynu w płucach oraz obniżenie zawartości tlenu we krwi. Usuwanie śluzu u zainfekowanych myszy było aż dwukrotnie słabsze, niż w grupie kontrolnej. W zdrowo funkcjonującym organizmie wydzielanie cieczy do światła dróg oddechowych jest procesem niezwykle przydatnym. Ułatwia ono przede wszystkim odkrztuszanie resztek wirusa, zanieczyszczeń oraz pozostałości po interwencji układu immunologicznego. W czasie infekcji płyn ten jest wytwarzany w pewnym nadmiarze, który jest następnie usuwany przez pęcherzyki płucne. Wiele wskazuje na to, że wirus grypy upośledza działanie tego ostatniego mechanizmu, powodując zaleganie nadmiaru śluzu w płucach i zmniejszenie wydajności wymiany gazowej. Jeżeli bakteria lub wirus wygrywa, zbierasz w swoich płucach coraz więcej płynu i stajesz się coraz bardziej chory. Jeżeli jednak jesteś w stanie je usunąć, wówczas wygrałeś, a ty zaczynasz dochodzić do siebie - podsumowuje dr Davis i zapowiada serię testów, których zadaniem będzie ocena skuteczności leków blokujących szkodliwy wpływ wirusa na usuwanie śluzu.

Przerywane epizody niedotlenienia organizmu (hipoksji) minimalizują produkcję tlenku azotu, mającego znaczny udział w powstawaniu uszkodzeń serca w przebiegu zawału serca - wykazał eksperyment przeprowadzony na psach, przeprowadzony przez naukowców z University of North Texas Health Science Center. Wyniki badania mogą w przyszłości zaowocować stworzeniem nowej metody profilaktyki choroby wieńcowej i zawału serca. Nadmierne niedotlenienie dowolnej tkanki prowadzi do martwicy, w związku z czym jest powszechnie uważane za stan szkodliwy. Okazuje się jednak, że dwudziestodniowy "trening" polegający na krótkotrwałym, przerywanym zmniejszaniu dostaw tlenu do organizmu zwiększa odporność serca na groźne konsekwencje zatkania naczyń wieńcowych oraz intensywnego przepływu krwi po ustaniu zawału. Za pomocą wykonanego na zwierzętach eksperymentu wykazano, że tego typu profilaktyka pozwala zmniejszyć rozległość zmiany oraz częstotliwość wystepowania groźnych dla życia arytmii w jej następstwie. Zespół, prowadzony przez dr. Roberta T. Malleta, dr. H. Freda Downeya oraz doktoranta Myounga-Gwi Ryou, zajął się ustaleniem mechanizmów odpowiedzialnych za "uodpornienie" serca na efekty choroby. Badacze skupili się przede wszystkim na hipotezie, zgodnie z którą powtarzające się okresy hipoksji wpływają na zmniejszenie syntezy tlenku azotu(II) (wzór chemiczny: NO). Ten nietrwały związek odgrywa korzystną rolę w czasie rozwoju stanu zapalnego, lecz w czasie intensywnego przepływu krwi (reperfuzji) po odblokowaniu naczyń wieńcowych staje się prekursorem związków toksycznych dla otaczających tkanek. Gdy jest produkowany w nadmiernej ilości, może wchodzić w reakcję z innymi substancjami, tworząc agresywne chemicznie związki zdolne do uszkadzania tkanek. Ograniczenie aktywności enzymu odpowiedzialnego za jego produkcję pozwala na zmniejszenie zagrożenia związanego z powstawaniem tych substancji. Po dwudziestu dniach "treningu" psy były usypiane, a następnie, z wykorzystaniem technik chirurgicznych, na 60 minut zamykano u nich tętnicę wieńcową. Dzięki eksperymentowi ustalono, że w pierwszych minutach po ponownym otwarciu naczynia, kiedy w typowym zawale serca dochodzi do burzliwej syntezy szkodliwego NO, u psów poddawanych hipoksji wytwarzanie tego związku było znacznie obniżone. Na dodatek, co ważne, proces ten nie miał wpływu na całkowitą ilość przepływającej przez serce krwi, której wydajne dostarczanie jest niezbędne dla utrzymania przy życiu chociaż części uszkodzonych komórek. Wykazano, że nowa metoda pozwala na znaczne ograniczenie aktywności obydwu istniejących w organizmie "odmian", zwanych izoformami, enzymu odpowiedzialnego za syntezę tlenku azotu. Przerywane niedotlenienie może stanowić potężną terapię wspomagającą dla pacjentów obarczonych wysokim ryzykiem zawału serca, tłumaczy dr Downey.Krótkie okresy rozważnego ograniczenia dopływu tlenu są łatwo tolerowane przez organizmy większości osób. Nie wymagają także ani zabiegów chirurgicznych, ani drogich lekarstw. [Tego typu terapię] można także stosować u pacjentów w ich domach lub w miejscach pracy przy użyciu łatwo osiągalnych urządzeń. Autorzy badań są jednak zgodni, że dla pełnego wyjaśnienia tego zjawiska potrzebne są dalsze badania. Wyniki swojej pracy badacze opublikowali w czerwcowym numerze czasopisma Experimental Biology and Medicine.

Francuscy lekarze odkryli przez przypadek, że leki uspokajające mogą na nowo pobudzać do życia poważnie uszkodzony mózg. To wielka nadzieja dla osób świadomych, które nie zapadły lub wybudziły się ze śpiączki. Pewna kobieta z południa Francji próbowała przed dwoma laty popełnić samobójstwo przez powieszenie. Doszło wtedy do niedotlenienia mózgu (hipoksji). Teraz bez pomocy drugiej osoby nie potrafi jeść ani się poruszać, nie mówi. Rozumie tylko pojedyncze słowa. Ponieważ cierpi na zaburzenia snu (bezsenność), medycy postanowili podać jej zolpidem (w Polsce tę substancję czynną zawiera preparat o nazwie Stilnox). Po 20 minutach chora zaczęła nagle rozmawiać z rodziną, jeść i ruszać się. Gdy lek stopniowo przestawał działać, czyli mniej więcej po 3 godzinach, wróciła do poprzedniego stanu. Od tego czasu pacjentce aplikuje się 3 tabletki medykamentu dziennie. Zespół Christine Brefel-Courbon ze Szpitala Uniwersyteckiego w Tuluzie zaobserwował, że po podaniu leku chora jest w stanie wstać i chodzić, a także powtarzać i odczytywać słowa. Nadal nie odzyskuje jednak mowy spontanicznej (Annals of Neurology). Emisyjna tomografia pozytronowa (PET), która pozwala ocenić przepływ krwi i aktywność metaboliczną różnych partii mózgu, wykazała, że zolpidem rozbudza nieaktywne bez tego obszary. Badacze uważają, że lek wypełnia luki w obwodach mózgowych powiązanych z motywacją, ruchem i mową. Inni specjaliści, np. Ralf Clauss z Royal Surrey County Hospital w Guildford, przypuszczają jednak, iż wpływ leków na mózg jest bardziej zgeneralizowany. PET często ujawnia "wyciszone" czy nieaktywne obszary mózgu, które niejednokrotnie znajdują się w sporej odległości od uszkodzonych regionów. Nie wiadomo, gdzie dokładnie się one pojawią. Clauss sądzi, że odpowiada za to niedobór jednego z neuroprzekaźników: GABA (kwasu γ-aminomasłowego). Zolpidem stymuluje receptory GABA-ergiczne, dlatego jest taki skuteczny. Zespołowi Claussa udało się usprawnić funkcjonowanie intelektualne pacjentów z uszkodzeniem mózgu wywołanym przez niedotlenienie (po udarze, zranieniu czy urazie okołoporodowym).

Niedobór tlenu, będący skutkiem zwężenia naczyń krwionośnych lub powstających skrzepów, może się przyczyniać do choroby Alzheimera. Odkrycie to wskazuje, że istnieje związek między tym schorzeniem neurodegeneracyjnym a różnorodnymi przejawami starzenia się, m.in. chorobami serca i udarami. Naukowcy zidentyfikowali gen, oznaczony symbolem BACE1, który wydaje się łączyć słabe krążenie krwi z tworzącymi się w mózgu blaszkami beta-amyloidu. Zgodnie z najnowszymi wynikami badań, opisanymi na łamach Proceedings of the National Academy of Sciences, niedotlenienie mózgu uaktywnia opisany wyżej gen. U myszy hipoksja nasilała proces tworzenia się złogów beta-amyloidu i przyspieszała utratę pamięci. Zespół badawczy, prowadzony przez doktora Weihonga Songa z Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej w Vancouver, napisał: Nasze wyniki bez żadnych wątpliwości wykazały, że hipoksja może ułatwiać patogenezę choroby Alzheimera. Udało nam się także opisać mechanizm molekularny, łączący czynniki naczyniowe z alzheimeryzmem. Kanadyjczycy uważają, że pacjentom z chorobą Alzheimera można pomóc, stosując terapię zwiększającą stopień dotlenienia mózgu.