A sós folyadék rendszeresen átöblíti az agyat, hogy eltávolítsa a méreganyagokat és a hulladékokat, de agyvérzés után ez a folyadék elárasztja a szervet, és megfullad a sejtjein.
Az agyi duzzanat, az úgynevezett agyödéma, stroke után jelentkezik, amikor a víz az agysejtekbe és az őket körülvevő térbe áramlik. A tudósok évek óta úgy gondolták, hogy ez a felesleges folyadék vérből származik, de új bizonyítékok arra utalnak, hogy a víz teljes egészében egy másik forrásból származik: a nátriumban gazdag cerebrospinális folyadékból, amely áthatol az agyban. Ezek az eredmények mind az élő egér modellekből, mind az emberi szövetből származnak.
A tudományos folyóiratban január 30-án közzétett eredmények rámutatnak a lehetséges kezelésekre, amelyek csökkentik az agy duzzanatát és javítják a betegek stroke utáni gyógyulását.
Rossz a mosási ciklus
Stroke akkor fordul elő, ha az elzáródás bedugja az agyban lévő vérereket, vagy ha az erek teljesen megrepednek. Megfelelő energiaellátás nélkül az agysejtek már nem tudják ellenőrizni, hogy mely részecskék haladnak át membránjukon. Percek alatt az idegsejtek megduzzadnak, mint a túltöltött strandgömbök, és rövidzárlatot kezdenek, sérüléseket okoznak és meghalnak. Órákkal később az agyban lévő szorosan szőtt szövetek, amelyek az erekben bélelik, a vér-agy gát, szintén hibásan működnek, és az egész szerv vizet vesz fel.
"Az emberek több mint 60 éve úgy gondolták, hogy a folyadék felhalmozódása a vérből származik." Szivárog át a veszélyeztetett vér-agy gáton "- mondta Dr. Humberto Mestre, a vizsgálat vezető vezetője, a klinikus és a doktor hallgató a Rochesteri Egyetemi Orvosi Központban ( URMC) Transzlációs Neuromedicina Központ. De az agyi ödéma jóval azelőtt áll meg, hogy a vér-agy gát lebomlik, és Mestre és munkatársai arra késztetik a kérdést, vajon a víz valóban másutt származik-e.
"Senki sem nézte ezeket a alternatív folyadékforrásokat" - mondta Mestre. A cerebrospinális folyadék, amely az emlősök koponyaüregében található folyadék kb. 10% -át teszi ki, ígéretes jelöltként emelkedett ki.
Az agyban a cerebrospinalis folyadék átfolyik a nyirokrendszeren, egy csőhálózaton, amely a szerv vénái és artériái által kivágott utak mentén kanyarodik - állítja a Neurochemical Research folyóirat 2015-ös jelentése. A folyadék közvetlenül az erekön kívül áramlik, a sejtek egy "fánk alakú alagútja" által tartva. (Képpel jelöljön egy artériát ábrázoló huzalhosszt, amely egy gumitömlő belsejében fekszik, amely úgy viselkedik, mint a folyadékkal megtöltött külső alagút.) Az artériák mentén lévő izmok összehúzódásakor a közeli cerebrospinalis folyadék az útvonal mentén tolódik el, és anyagcserét vesz fel az út. A szemetes kivételén kívül a glifatizáló rendszer elősegítheti a zsírok, cukrok és más fontos vegyületek eloszlását az agyban.
Mestre és társszerzői találták, hogy bár az egészséges agyban kulcsfontosságú az agy, a stroke következményeként a nyirokrendszer szénafűrésszel megy végbe, és az ödéma kialakulásához vezet. "A cerebrospinális folyadék valójában a duzzanat elsődleges mozgatórugója közvetlenül a stroke bekövetkezése után" - mondta Mestre.
Maradjon az árvíz
A cerebrospinális folyadék stroke-ban játszott szerepe évtizedek óta elkerüli a tudósokat, mivel nem létezett olyan technológia, amely valós időben kibontakozó stroke-ot megfigyelhetne - mondta Mestre.
Társaik és a szerzők számos technikát kombináltak a stroke-ban szenvedő egerek folyadékáramának változásának megfigyelésére. A csapat az MRI és egy két fotonmikroszkóp segítségével egyaránt belepillantott az állatok agyába, amely fény- és fluoreszcens vegyszereket használ az élő szövetek leképezésére. "Alapvetően képet képezhetünk arról, hogy mit csinál a cerebrospinális folyadék az agyvérzés alatt" - mondta Mestre. A folyadék radioaktív részecskékkel való infúziójával a kutatók meg tudták határozni azt is, hogy az áramlási sebesség hogyan változott az idő múlásával.
Ezeknek a módszereknek a segítségével a csoport megállapította, hogy az ödéma "már 3 perccel" a stroke után fogja meg az egér agyát, jóval azelőtt, hogy a vér-agy gát kiszivárogni kezdett volna - mondta Mestre. Az agysejtek rövidzárlataként kémiai hírvivőanyagokat, mint neurotranszmittereket és káliumot bocsátanak a membránjaik túlmutató helyre. A közeli sejtek reagálnak a vegyi anyagok beáramlására és rövidre záródnak. Amint ezek az elektromos viharok átölelnek az agyon, az érrendszeri izmok összehúzódnak, és helyet teremtenek egymás és a környező nyirokrendszer között. A sós cerebrospinális folyadék beszívódik a képződött vákuumba, és ezzel húzza a vízmolekulákat.
"Ahol nátrium halmozódik fel, a víz követni fogja azt" - mondta Mestre. A csapat megnézheti ezt a játékot, amellyel követheti a vezetőt, az agy bizonyos területein kibontakozva, de nem tudta követni a víz teljes áramlását az egész szervben. Számítógépes modell segítségével a teljes nyirokhálózat szimulálására azonban képesek voltak megjósolni, hogy a szűkítő erek miként vezetik a stroke után a víz áramlását az egész egér agyán.
Az egerek és az emberek közötti pontok összekapcsolása érdekében a szerzők olyan iszkémiás stroke-ban elhunyt betegek agyszövetét vizsgálták meg, ahol egy vérrög blokkolja az agyban lévő eret. Az egér és az emberi agy folyadékot halmozott fel ugyanazon régiókban, nevezetesen azokon a területeken, ahol a glifatizáló rendszer fut, és felveszi a hulladékokat. Az állatok és az emberek közötti szoros összefüggés miatt "ezek az eredmények fogalmi alapot nyújthatnak az alternatív kezelési stratégiák kidolgozásához" - jegyezte meg a szerzők.
A csapat e stratégiák egyikét kipróbálta egerekben azáltal, hogy blokkolja a vízcsatornát az asztrocitákon, az agy sejtjein, amelyek elősegítik a víz vezetését a nyirokrendszeren. Azokon az egereknél, akiknél nem volt csatorna, lassabban alakult ki ödéma stroke után, ami arra utal, hogy egy hasonló kezelés ígéretes lehet az emberi betegekben. A vízáramlás blokkolása mellett a jövőbeni kezelések potenciálisan megakadályozhatják az ödémát azáltal, hogy lelassítják a stroke által kiváltott elektromos aktivitás terjedését az agyban - tette hozzá a szerzők. Ezek az elektromos viharok a stroke után néhány napig tovább gátolják az agyat, minden alkalommal ödémát idézve elő.
Az ischaemiás stroke által észlelt káros elektromos aktivitás hullámai szintén együttesen jelennek meg "szinte minden sérülésnél" - mondta Mestre. Az új tanulmány arra utal, hogy a glifatizáló rendszer szerepet játszhat olyan körülmények között, ahol az agyban és környékén vérzés, traumás agyi sérülés és még a migrén is jelentkezik, bár ezek a kapcsolatok továbbra is "tisztán spekulatívak". Egy napon a nyirokrendszer egy teljesen új stratégiát kínálhat az orvosoknak az akut agyi sérülések kezelésére - mondta Mestre.
