Slana tekočina redno odplakne skozi možgane, da odstrani toksine in odpadke, vendar po možganski kapi ta tekočina preplavi organ in utopi njegove celice.
Oteklina v možganih, znana kot možganski edem, se pojavi po možganski kapi, ko voda teče v možganske celice in prostor, ki jih obdaja. Že leta so znanstveniki menili, da ta odvečna tekočina izvira iz krvi, vendar novi dokazi kažejo, da voda v celoti izvira iz drugega vira: natrijeve bogate možganske tekočine, ki prežema možgane. Ti rezultati izhajajo iz modelov živih mišk in človeškega tkiva.
Ugotovitve, objavljene 30. januarja v reviji Science, kažejo na potencialno zdravljenje, ki bi zmanjšalo otekanje v možganih in izboljšalo bolnikovo okrevanje po možganski kapi.
Cikel pranja je šel narobe
Do možganskih kapi pride, ko zamašitev krvne žile zamaši v možgane ali se žila popolnoma zlomi. Brez ustrezne oskrbe z energijo možganske celice ne morejo več preverjati, kateri delci gredo skozi njihove membrane. V nekaj minutah nevroni nabreknejo kot prepolne plažne kroglice in začnejo kratki stik, nabirajo škodo in umrejo. Ure pozneje začne tudi tesno tkano tkivo, ki obloži krvne žile v možganih, krvno-možganska pregrada, in celoten organ prevzame vodo.
"Več kot 60 let so ljudje menili, da to kopičenje tekočine prihaja iz krvi", ki pušča skozi ogroženo krvno-možgansko pregrado, je povedal vodja študije dr. URMC) Center za translacijsko nevromedicino. Toda možganski edem nastane že dolgo, preden se krvno-možganska pregrada razbije, zaradi česar se Mestre in njegovi sodelavci sprašujejo, ali voda dejansko prihaja od drugod.
"Nihče si ni ogledal teh nadomestnih virov tekočine," je dejal Mestre. Kot obetavni kandidat je izstopala cerebrospinalna tekočina, ki predstavlja približno 10% tekočine, ki jo najdemo v lobanjski votlini sesalcev.
V možganih cerebrospinalna tekočina teče skozi limfni sistem, mrežo cevi, ki se vije po poteh, ki so jih izrezali po žilah in arterijah organa, kaže poročilo iz leta 2015 v reviji Neurochemical Research. Tekočina teče tik zunaj krvnih žil, na mestu pa jih drži "krof v obliki krofov" celic. (Slika dolžine žice, ki predstavlja arterijo, ki počiva znotraj gumijaste cevi, ki deluje kot zunanji tunel, napolnjen s tekočino.) Ko se mišice vzdolž arterij krčijo, se bližnja cerebrospinalna tekočina potisne po svoji poti in pobere metabolične odpadke na pot. Poleg odvajanja smeti lahko tudi limfni sistem pomaga pri porazdelitvi maščob, sladkorja in drugih pomembnih spojin v možganih.
Mestre in njegovi soavtorji so ugotovili, da je pri zdravih možganih po možganski kapi glifatski sistem po možganski kapi glivičen in požiral pojav edemov. "Cerebrospinalna tekočina je pravzaprav glavni povzročitelj otekline takoj po možganski kapi," je dejal Mestre.
Zadrževanje poplave
Mestre je dejal, da je vloga cerebrospinalne tekočine pri možganski kapi desetletja izginjala znanstvenikom, deloma tudi zato, ker ni bilo nobene tehnologije za opazovanje možganske kapi, ki se odvija v realnem času.
On in njegovi soavtorji so kombinirali več tehnik za opazovanje spremembe pretoka tekočine pri miših, ki so doživele možgansko kap. Skupina je pokukala v možgane živali z uporabo MRI in dvomfotonskega mikroskopa, ki za lažje slikanje živih tkiv uporablja lahke in fluorescenčne kemikalije. "V bistvu si lahko zamislimo, kaj počne cerebrospinalna tekočina, medtem ko se možganska kap dogaja," je dejal Mestre. Z infuzijo tekočine z radioaktivnimi delci so raziskovalci lahko ugotovili tudi, kako se je pretok spreminjal sčasoma.
Z uporabo teh metod je skupina ugotovila, da edem prevzame mišje možgane "že 3 minute" po možganski kapi, veliko preden je krvno-možganska pregrada začela puščati, je dejal Mestre. Kot kratek stik možganskih celic v prostor zunaj svojih membran odvajajo kemične glasnike, znane kot nevrotransmiterje in kalij. Celice v bližini reagirajo na vdor kemikalij in posledično kratek stik. Ko se te nevihte pretakajo skozi možgane, se mišice v žilah krčijo in ustvarijo žep prostora med seboj in okoliškim glifatskim sistemom. Slana cerebrospinalna tekočina sesa v nastali vakuum, tako da molekul vode potegne skupaj s seboj.
"Kamor koli se bo natrij kopičil, bo voda sledila temu," je dejal Mestre. Skupina je lahko opazovala, kako se ta igra vodje odvija na izbranih predelih možganov, vendar hkrati ni mogla spremljati pretoka vode v celotnem organu. Z računalniškim modelom za simulacijo celotne glifatske mreže so kljub temu lahko predvideli, kako zožene krvne žile po možganski kapi pretočijo vodo skozi cel mišji možgan.
Za povezavo pik med mišmi in ljudmi so avtorji pregledali možgansko tkivo bolnikov, ki so umrli zaradi ishemične možganske kapi, pri čemer krvni strdek blokira krvno žilo v možganih. Mišji in človeški možgani so nabirali tekočino v istih regijah, in sicer na območjih, skozi katera glimfatski sistem teče in nabira odpadke. Glede na močno povezavo med živalmi in ljudmi "bi te ugotovitve lahko postavile idejno podlago za razvoj alternativnih strategij zdravljenja," so zapisali avtorji.
Skupina je eno od teh strategij preizkusila na miših, tako da je blokirala vodni kanal na astrocitih, celicah v možganih, ki pomagajo usmerjati vodo skozi glifatski sistem. Miše, ki jim primanjkuje kanala, so se počasneje razvijale edeme po možganski kapi, kar kaže, da bi podobno zdravljenje lahko pokazalo obetavno tudi pri človeških bolnikih. Poleg blokiranja pretoka vode bi lahko prihodnje zdravljenje potencialno preprečilo edem s upočasnjevanjem širjenja električne aktivnosti, ki jo povzroči možganska kap v možganih, dodajajo avtorji. Te nevihte nenehno strašijo možgane več dni po možganski kapi in sprožijo edeme vsakič, ko se zgodijo.
Mesturski valovi električne aktivnosti, ki jih opazimo pri ishemični kapi, se prav tako uskladijo s "praktično vsako poškodbo", je dejal Mestre. Nova študija namiguje, da lahko glifatski sistem igra vloge, v katerih pride do krvavitev v možganih in okoli njih, travmatičnih poškodb možganov in celo migrene, čeprav takšne povezave ostajajo "zgolj špekulativne". Mestre je nekega dne lahko zdravnikom ponudil popolnoma novo strategijo zdravljenja akutnih možganskih poškodb, je dejal Mestre.
