Slana tekućina redovito se izlučuje kroz mozak kako bi se izbacili toksini i otpad, ali nakon moždanog udara, ta tekućina preplavi organ, utapajući njegove stanice.
Oticanje u mozgu, poznato kao moždani edem, nastaje nakon moždanog udara dok voda teče u moždane stanice i prostor koji ih okružuje. Godinama su znanstvenici mislili da ta višak tekućine dolazi iz krvi, ali novi dokazi govore da voda u potpunosti potiče iz drugog izvora: cerebrospinalne tekućine bogate natrijem koja prožima mozak. Ovi rezultati dolaze i iz živih modela miša i ljudskog tkiva.
Otkrića objavljena 30. siječnja u časopisu Science ukazuju na potencijalne tretmane kojima bi se smanjio oticanje u mozgu i poboljšao oporavak pacijenata nakon moždanog udara.
Ciklus pranja pošao je po zlu
Moždani udari nastaju kada blokada zatvara krvne žile u mozgu ili ako posuda potpuno pukne. Bez adekvatne opskrbe energijom, moždane stanice više ne mogu kontrolirati koje čestice prolaze kroz njihove membrane. U roku od nekoliko minuta, neuroni nabubre poput prepunih kuglica za plažu i počinju kratki spoj, nakupljaju štetu i umiru. Nekoliko sati kasnije čvrsto tijesto tkivo koje oblaže krvne žile u mozgu, krvno-moždana barijera, također počinje neispravno raditi, a cijeli organ preuzima vodu.
"Preko 60 godina ljudi su mislili da ovo nakupljanje tekućine dolazi iz krvi" koja curi kroz kompromitiranu krvno-moždanu barijeru, rekao je voditelj studije dr. Humberto Mestre, kliničar i trenutni doktorski studij Medicinskog centra Sveučilišta u Rochesteru ( URMC) Centar za translacijsku neuromedicinu. No moždani se edem postavlja mnogo prije nego što se krvno-moždana barijera razbije, što je navelo Mestre i njegove kolege da se zapitaju li voda doista odnekud.
"Nitko nije gledao ove alternativne izvore tekućine", rekla je Mestre. Cerebrospinalna tekućina, koja čini oko 10% tekućine koja se nalazi u šupljini kranijalnih sisavaca, istakla se kao kandidat koji obećava, dodao je.
U mozgu cerebrospinalna tekućina teče kroz limfni sustav, mreža cijevi koja vijuga stazama koje su isklesane venama i arterijama organa, navodi se u izvješću za 2015. u časopisu Neurochemical Research. Tekućina teče neposredno izvan krvnih žila, zadržana na mjestu "tunela u obliku krafne" stanica. (Slika duljine žice, koja predstavlja arteriju koja se nalazi unutar gumenog crijeva, koja djeluje poput vanjskog tunela ispunjenog tekućinom.) Dok se mišići duž arterija stežu, obližnja cerebrospinalna tekućina gura se duž svoje rute i skuplja metabolički otpad na put. Osim što odvodi smeće, limfni sustav može također pomoći u distribuciji masti, šećera i drugih važnih spojeva unutar mozga.
Mestre i njegovi koautori otkrili su, iako je u zdravom mozgu presudan, nakon moždanog udara, limfni sustav kosa i potiče pojavu edema. "Cerebrospinalna tekućina je zapravo glavni pokretač oticanja odmah nakon što se dogodi moždani udar", rekao je Mestre.
Ostaje poplava
Uloga cerebrospinalne tekućine u moždanom udaru znanstvenicima je desetljećima izmakla, dijelom jer nije postojala tehnologija koja bi promatrala moždani udar koji se odvija u stvarnom vremenu, rekao je Mestre.
On i njegovi koautori kombinirali su nekoliko tehnika kako bi promatrali promjenu protoka tekućine u miševa koji su doživjeli moždani udar. Tim je zavirio u mozak životinja koristeći MRI i dvomotonski mikroskop, koji koristi svjetlost i fluorescentne kemikalije za oslikavanje živih tkiva. "Mi u osnovi možemo zamisliti što radi cerebrospinalna tekućina dok se moždani udar događa", rekao je Mestre. Infuzijajući tekućinu s radioaktivnim česticama, istraživači su također mogli utvrditi kako se protok mijenjao tijekom vremena.
Koristeći ove metode, tim je utvrdio da edem zadržava mišji mozak "već 3 minute" nakon moždanog udara, mnogo prije nego što je krvno-moždana barijera počela procuriti, rekao je Mestre. Kao kratki spojevi stanica mozga, provlače kemijske glasnike poznate kao neurotransmitere i kalij u prostor izvan svojih membrana. Stanice u blizini reagiraju na priliv kemikalija i, zauzvrat, kratki spoj. Dok te električne oluje prolaze kroz mozak, mišići unutar krvnih žila stežu se i stvaraju džep prostora između sebe i okolnog limfnog sustava. Slana cerebrospinalna tekućina usisava se u rezultirajući vakuum, povlačeći molekule vode zajedno sa sobom.
"Gdje god se natrij nakuplja, voda će ga slijediti", rekla je Mestre. Tim je mogao gledati kako se igra vođa slijedi u određenim dijelovima mozga, ali nisu mogli istovremeno pratiti protok vode u cijelom organu. Koristeći računalni model da simuliraju cijelu mrežu u limfi, mogli su predvidjeti kako će sužane krvne žile nakon moždanog udara poticati protok vode kroz cijeli mišji mozak.
Kako bi povezali točkice između miševa i ljudi, autori su pregledali moždano tkivo pacijenata koji su umrli od ishemijskog moždanog udara, pri čemu krvni ugrušak blokira krvne žile u mozgu. Miševi i ljudski mozak akumulirali su tekućinu u istim predjelima, naime područjima kroz koja gimfatski sustav teče i skuplja otpad. S obzirom na snažnu povezanost životinja i ljudi, "ovi bi nalazi mogli pružiti konceptualnu osnovu za razvoj alternativnih strategija liječenja", istakli su autori.
Tim je testirao jednu od ovih strategija na miševima tako što je blokirao vodeni kanal na astrocitima, stanicama u mozgu koji pomažu usmjeravanje vode kroz limfni sustav. Miševi kojima je nedostajao kanal sporije su razvijali edeme nakon moždanog udara, sugerirajući da bi sličan tretman mogao pokazati obećavajuće na ljudskim pacijentima. Osim blokiranja protoka vode, budući tretmani potencijalno bi mogli spriječiti edeme usporavanjem širenja električne aktivnosti izazvane moždanim udarom u mozgu, dodali su autori. Ove električne oluje i dalje brane mozak danima nakon moždanog udara, potičući edeme svaki put kada se dogode.
Štetni valovi električne aktivnosti koji se vide kod ishemijskog moždanog udara također se pojavljuju u suglasju s "gotovo svakom ozljedom", rekao je Mestre. Nova studija nagovješćuje da bi mogao postojati glimfatski sustav u uvjetima gdje postoji krvarenje u mozgu i oko njega, traumatične ozljede mozga, pa čak i migrene, iako takve veze ostaju "čisto spekulativne". Meglifski sustav mogao bi jednog dana liječnicima ponuditi potpuno novu strategiju liječenja akutnih ozljeda mozga, rekla je Mestre.
