Poksimine ajule

Üheks poksimisel vigastuvaks kohaks on ajutüve ülaosa. Aju poolkerad toetuvad suhteliselt horisontaalse pinna peal kuid ajutüve juures läheb kolju pind järsult vertikaalsemaks. Koljus toetub ajutüve ülaosa selle suhteliselt terava serva peale ning pea vigastusel aju liigsel kiirendamisel võib aju või ajutüvi selle serva juures rebeneda. Äärmuslikul juhul nagu liiklusõnnetuses võib see põhjustada halvatust või locked-in sündroomi. Keskaju piirkonnas on selle serva poolsel ajutüve küljel dopamiinirakud ning kogu ajutüve ulatuses on sellele servale lähimas ajutüve küljes enamuses motoorsed närvikimbud.

Poksimise mõjust pikemalt. Uurijad kasutasid eelnevaid uuringuid poksimisest. Üheks tavaliseks tõsisemaks poksimisel tekkinud nähtuseks on peapõrutusega kaasnenud teadvuse kaotus. Surmade hulk on veidi langenud alates 1890ndatest. Ajus tekkinud kahjustuste molekulaarsed tunnused nagu põletikku vahendavad molekulid ning tavaliselt dementsusele omased tau ja beeta-amüloid valkude kogumikud tekivad sõltuvalt pähe saadud löökide tugevusest ja sagedusest. Dementsuse laadsed häired tekivad seda tõenäolisemalt mida kauem kestis poksimiskarjäär. Peakaitsmed vähendavad kahjustusi kuid paistab, et poksimise toetajad eelistavad riskantsemaid kaitseta võistlusi. Amatöörid kasutavad kaitset sagedamini ja erinevalt professionaalsetest poksijatest on neil osaliselt rangemad nõuded tervisliku seisundi kohta (südame ja nägemise test).
Löögi kiirus võib olla 10 meetrit sekundis ja mõne kaaluklassiga poksijad võivad pähe lüües tekitada ajus lühiajaliselt 50 gravitatsioonilist kiirendust. Pea pöörlust tekitav löök on kahjulikum. Löögiga kaasnenud surve või rebenemine kahjustab vahel ajutüve ülaosa. Üldiselt kaasneb kiire aju kiirenemine ja peatumine, mis tekitab kahjustusi vastavalt mõlemas kiirenduse mõjul kolju vastu surutud kohtades. Poolkerad võivad saada tugeva löögi kolju ülaosalt.
907 Nevadas toimunud võistlusel 545 professionaalse poksijaga oli vigastuste hulk 214 (24%) ja teadvuse kaotust ei loetud vigastuseks. Umbes pooled vigastused olid näo piirkonnas ja sealhulgas 14% silmadele.
Uuring 956 Itaalia poksijaga (55% professionaalsed poksijad) leidis 41%'l vastajatest vigastusi silmade piirkonnas (sealhulgas võrkkestale). 6% juhtudest olid silmavigastused "tõsised". 
Alates 1984 tehtud vaatlused 5 Olümpiamängu ja 10 maailma meistrivõistluse kohta leidis, et 13,6% võistlustest lõpetati teadvuse kaotuse tõttu. Pärast peakaitsmete lisamist amatööride võistlustele 1996 langes teadvuse kaotuse protsent 9,5% peale. Kui 1999 mindi kolme 3 minutilise raundi pealt nelja 2 minutilise raundi peale langes see protsent 2,2%. Pärast ebavõrdsusega arvestava reegli (kaotus kui ühel võistlejal 20 punkti vähem) lisamist 2004. aastal ei ole nendel võistlustel kordagi teadvust kaotatud.  
Alates 1890. aasta andmete järgi on suremus olnud umbes 10 juhtu aastas kuid kõik juhtumid pole statistikas. 4% juhtus meistrivõistlustel. 2/3 surmadest juhtus professionaalsetel poksijatel. 75% suri poksiringis kohapeal. Tavalisteks surmapõhjusteks olid südamehäired, maksa ja põrna rebendid ning 80% juhtudest pea või kaela vigastused kus oli tavaliseks veresoone lõhkemine peasisese verejooksuga.
Uuring 632 Jaapani poksijaga, kes said päev varem teadvuse kaotava löögi, leidis peaaegu pooltel selle ajani püsivaid häireid. Tavaliseks oli peavalu, kõrvus vilisemine, halb mälu, kuulmise nõrgenemine, uimasus, iiveldus ja häired kõnnakuga.
10-20% professionaalsetest poksijatest on püsivate neuroloogiliste häiretega nagu näiteks Parkinsoni tõbi, värinad, ataksia (purjus oleku laadne tasakaalutus), spastilisus (jäigad pinges lihased), raskused hääldamisega ja dementsus.
Umbes pooltel poksijatest oli ühes uuringus karjääri lõpuks kasvuhormooni puudus ning neil kõigil oli kahanenud ajuripatsi ruumala (ajuripats asub samuti luises piiratud alas kus pole löögi ajal liikumisruumi).

Ajusurmas patsientide refleksidest

Ajusurma diagnoosimiseks peavad puuduma ajutüve refleksid ning ajutegevust ei tohiks paista kuid see diagnoos ei nõua selgroonärvi reflekside puudust mistõttu ametlikult ajusurmas inimesed võivad jäsemeid liigutada. Põhimõtteliselt võib ka ajutüve ja aju kaotusel jääda elus selgroonärv, mille küljes olevad sümpateetilised ganglionid võivad tekitada higistamist, punastamist ja südametöö tugevnemist. Somatosensoorsed ja motoorsed ühendused on selgroonärvis omavahel otse ühenduses ning võivad sensoorsete signaalide saamisel põhjustada liigutusi.
Selgroonärviga jätmine võib loomades samuti lihtsamaid liigutusi jätta kuid kahtlustan, et samas pole välistatud, et surmav organi eemaldus toimub vahel kergelt teadvusel locked-in sündroomiga patsientides, kes ei suuda midagi tahtlikult välja näidata. 
Ühest küljest on risk doonoritele kes pole võib-olla piisavalt surnud kuid teisest küljest võivad automaatsed liigutused oma elulähedusega lükata edasi doonororgani saamise ja kiirendada tervema organi ootaja surma. 

Ajusurma diagnoosist. Selle diagnoosiks masinate abil elus hoitud patsientidel peaks üldiselt esinema kooma ja ajutüve reflekside puudus. Ajusurma esinemine on üheks miinimumnõudeks doonororganite saamiseks.   
Tavalisteks ajusurma põhjusteks on maksarike, hapnikupuudus, ajuverejooks või aju infarkt.
Ajusurma ei sobi veariski tõttu diagnoosida kui patsient on ajutegevust inhibeerivate ainete (etanooli, bensodiasepiinide, barbiratuuride ja noradrenaliini antagonistide) mõju all, esineb madal vererõhk, kehatemperatuur alla 32 C, tugev fosfori puudus või kui esineb ajutüve entsefaliit.
Diagnoosimisel kontrollitakse reaktsioone valule ja helidele, pupillide reaktsioone valgusele, kurgu ärritamisega kõha- ja okserefleksi. Tervemate silmad ei pöördu pea pööramisel koos peaga. Kui atropiin muudab pulssi alla 5 löögi minutis, siis see näitab vagaalnärvi ja selle tuuma kahjustusi. Medulla kahjustust võib näidata hingamise puudumine. Aju EEG peaks tegevus puuduma vähemalt 30 minutit ning seda ka valu tekitamisel. Ajutüve reflekse peaks kontrollima kahel eraldi korral vähemalt 6 tunnise vahega. 

Reflekslikke liigutusi esineb teadaolevalt kuni 75% ajusurmas patsientidest. Autorid jälgisid kahe aasta jooksul oma haiglas olnud ajusurmas patsienti ning nendest 26'st 5'l esines vaatamata diagnoosile liikumist. Patsiendid olid doonorid ning kõiki peale ühe kasutati organi doonorina. Kõige tavalisemaks ajusurma põhjuseks oli peavigastus või spontaanne kolju sisene verejooks. Lisaks oli ühel põhjuseks hapniku puudus ja teisel veritsev ajukasvaja.
Kolmel patsiendil esines jäsemete sirutamine. Üks tõstis valuga käed üles ja pani need risti rindkerele (Lazarus sign). Ühel esines iseeneslikult rütmilisi jalaliigutusi mis sarnanesid magaja omaga. Kõigil viiel esines reaktsioone valu või puudutusega ja kolmel esines iseeneslikke liigutusi.
Kuna sellised reaktsioonid on suhteliselt tavalised, siis on tavaliseks doonori lähedaste tahtmatus lubada sellises seisundis organeid võtta.

Tau valk

Tau valk seondub mikrotuubulitega tehes neid stabiilsemaks ning mikrotuubulid ise on vajalikud toestajad neuronite harudes ja teistes rakkudes. Dementsusega ja mõne teise neuroneid kahjustava häirega leitakse tavaliselt aksonite lagunemist ja tau valkude kogumikke. BLAST otsingus olid leitud sarnased valgud mikrotuubulitega seondujad.

Tau valgud seonduvad tugevamalt väheste fosfaatgruppide omamisel kuid lisanduvate fosfaatgruppide lisamisel ei seondu need enam nii tugevalt mikrotuubulitega vaid teiste fosforüülitud tau valkudega.

Talveunes olevatel loomadel närilistest karuni toimub talveune perioodil suurem fosforüülimine, mis väheneb samadel isenditel aktiivsemal perioodil. Talveunes karu ajus paistab moondunud kujuga tugevalt fosforüülitud tau valke mida seostatakse inimeste puhul ebaterve seisundiga. Ühe fosforüülimise põhjusena võivad olla temperatuuri poolt algatatud bioloogilised protsessid kuigi alajahtumist toimub karudel (kehatemperatuur ~30 C) vähem kui närilistel (0-5 C). Ainevahetuse kiirus võib talveunes arktilistes alades elavatel närilistel olla 1-2% ja karudel 25% ärkvel olekul olevast.

Tau valke sünteesitakse põhiliselt neuronites ning need asuvad rohkem aksonites. Varajases elus on tau valgud rohkem fosforüülitud, mis võib aidata kergemalt aksonite kuju muuta. Inimese tau valgus paistab ~30 erinevat fosforüülimiskohta.

Näide hamstri ajukoore tau valgu fosforüülitud kohtadest, mis saadi värvivate antikehade lisamisel. Torpor on lühiajaline talveuni, mis vaheldub närilistel tihedate ärkamiste ja soojenemistega. Arousal tähistab aktiivsemat ärkvelolekut. A tähistab normaalse temperatuuriga loomast saadud pilti. Neljatunnise unega loomas paistis juba nähtavat tau valkude fosforüülimist. Ärkamisel paistab tundidega tau fosforüülimise vähenemist. Mõnes fosforüülimiskohas ei paistnud suurt muutust ärkveloleku ja talveune vahel.
Kõige rohkem fosforüülimist paistis ajukoores, keskajus ja hüpotaalamuses. Karul paistis ärkveloleku tasemega võrreldes kuni ~5 kordset fosforüülimist frontaalsagaras ja hippokampuses. Inimestel on need kohad dementsuse korral selgemalt kahjustuvad. Suuri erinevusi üldises tau valgu hulgas erinevatel aegadel ei paistnud.

Talveune tekitajateks paistab teadlikkus toidu puudusest, külm ja vähene valgus. Tau fosforüülimist suurendavad nälg, narkoos ja külm vesi. Kõik kolm põhjustavad keha jahtumist.

Autorid pakkusid, et Alzheimer'i tõve alguses fMRI abil paistev aju väiksem aktiivsus võib olla üheks tau valkude fosforüülimise algataja.

Kuna kilpnäärme hormoonid stimuleerivad ainevahetust, siis võib nende puudus olla üheks võimalikuks dementsuse eelduseks.

Talveune ja Alzheimer'i tõve (AD) suuremateks erinevusteks on AD puhul tau valkude erinevalt talveunest kuni aastakümneid kestev fosforüülitud olekus püsimine, kõrge kehatemperatuur AD ajal ja neuronite suremine.

Kolmepäevasel alatoitumisel suurenes hiire ajus järjest fosforüülitud tau valgu hulk. Kõige rohkem toimus seda hippokampuses, vähem ajukoores ja kõige vähem väikeajus. Inimesel on Alzheimeri tõve korral ajus samad piirkonnad sarnase intentsiivsusega fosforüülitud.

0,5-5 minutiline narkoos (eetri või barbiratuuriga) tekitab hiirtes mõõdetavat tau valkude fosforüülimist ja tunniga läheb see ilmsemaks aga mõlemal juhul toimus fosforüülimine kindlates tau valgu osades mitte suvalistes kohtades ning ei paistnud üldist valkude fosforüülimist vaid kindlamalt just tau valgu puhul. Narkoosis hiired hukati 30 sekundit pärast eetri narkoosi või 5 minutit pärast barbiratuuri süstimist.

Barbiratuuridega saadud tulemused erinevate fosforüülimiskohtade puhul, mis võis mõnes kohas suureneda ~20 korda. Kuni 5 minutilise narkoosiga ei tekitanud kumbki aine alajahtumist ning fosforüülimise põhjuseks oli tõenäoliselt stress.

Närilistel tekitab füüsiline (nälg, külm ja palavus) ning ka psüühhiline stress vähemalt hippokampuses tau valkude fosforüülimist. Võimaliku kasuliku põhjusena võib tau valkude vabanemine mikrotuubulitest aidata kasvatada uusi ühendusi alustades seniste nõrgestamisest.
AD puhul kogunevad fosforüülitud tau valgud rohkem rakukehasse ja dendriitidesse.

Söötmel kasvatatud hippokampuse rakkude järgi oli kõige rohkem fosforüülitud tau valgu proportsioon ~80% rakukehas, rakukeha lähedases aksoni osas ja dendriitides. Aksonite otstes olevates kasvukoonustes oli fosforüülitud 20% tau valgust.
Fosforüülitud tau valgu tihedus on AD korral samuti suurem rakukehas ja dendriitides. Lisaks ülaloleval pildil talveunes loomade neuronite tau valgust värvusid esimeses järjekorral rakukehad koos neile lähemale jäävate harudega.