Innsikt i hjernevæsken kan revolusjonere forståelsen av sykdommer
Nye studier om hjernevæsken har gjort det nødvendig å revurdere synet på hjernen og dens funksjon. Den nye forståelsen åpner opp for nye måter å behandle for eksempel Alzheimer på.
Per Kristian Eide, professor i medisin ved Universitetet i Oslo og seksjonsoverlege ved nevrokirurgisk avdeling ved Rikshospitalet har i flere år forsket på cerebrospinalvæsken (populært kalt hjernevæsken), og hva den har å si for ny og annerledes behandling av hjernesykdommer som Alzheimer og Parkinsons sykdom.
Ifølge Per Kristian Eide er hjernevæsken helt avgjørende for normal hjernefunksjon. Den beskytter hjernen mekanisk og gir den et fordelaktig biokjemisk miljø, ikke minst med tanke på tilførsel av næringsstoffer. Det er det siste ti-året at grunnforskere og klinikere har forstått hvor stor betydning hjernevæsken har. Det skyldes ny kunnskap om, at hjernevæsken transporteres langs hjernens blodårer, hele veien fra hjernens overflate til de dype delene av hjernen. Hjernevæsken transporterer både næringsstoffer til hele hjernen, og avfallsstoffer fra hjernen til hjernevæsken på overflaten av hjernen.
-Siden hjernen mangler et tradisjonelt lymfesystem har det lenge vært et mysterium hvordan hjernen kvitter seg med metabolske avfallsstoffer. En annen og relativt ny oppdagelse er at hjernehinnene på utsiden av hjernen har lymfeårer slik at de kan transportere stoffer fra hjernevæsken til lymfeknuter utenfor hjernen og videre til blodet, sier Per Kristian Eide og legger til:
- Den generelle kunnskapen var at den tynne hjernehinnen, spindelsvevshinnen, var ugjennomtrengelig for stoffer i hjernevæsken, og ikke minst at den tykke hjernehinnen var helt ugjennomtrengelig for stoffer i hjernevæsken. Men så viste det seg at større molekyler i hjernevæsken ikke bare passerte den tynne hjernehinnen, men også videre inn i den tykke hjernehinnen og til og med ut i skallebenmargen.
Disse funnene rokker ved forestillingen om en immunpriviligert hjerne, altså at hjernen vår ikke er så privilegert som man trodde før. Tidligere trodde man, at hjernevæsken bare omsluttet hjernen.
Hjernevæske avgjørende
Den nye forståelsen av hjernevæsken åpner opp for nye måter å behandle demenssykdommer på.
-I denne sammenhengen kan det dreie seg om tiltak for å bedre hjernevæskens mulighet til å transportere stoffer inn og ut av hjernen og ut av skallehulen. Det kan være medikamenter som utvider rommene langs hjernens blodårer og som med det bedrer stoff-transporten langs blodårene. Det kan også være medikamenter som bedrer transporten ut av hjernevæsken til lymfekarene i hjernehinnene, forteller Per Kristian Eide, og fortsetter:
-I dag er det mye fokus på nye typer medisiner som kan påvirke sykdommer i hjernen. Flere av disse medisinene må gis direkte i hjernevæsken fordi de ikke kan gis i blodbanen. Den såkalte blod-hjerne-barrieren hindrer medisinene å virke der sykdommen skjer.
Det har lenge vært kjent, at nivåer av stoffer i hjernevæsken kan gi informasjon om sykdomsprosesser i hjernen. Derfor brukes hjernevæskeprøver som markører på sykdom.
Hjernevask
Hjernens høye energiforbruk er avhengig av næringsstoffene, som fraktes via blodet. De skjer dannes giftige avfallsstoffer, men blodet greier ikke å kvitte seg med alt. Da er det bra å ha hjelp av hjernevæsken. Også den vasker.
-Uttrykket hjernevask brukes for å beskrive at hjernevæsken transporteres langs hele hjernens blodårenett, blandes med væsken i hjernevevet (den interstitielle væsken) og med det kan ta med seg stoffer fra hjernens energiomsetning fra selve hjernen og til hjernevæsken på overflaten av hjernen. Noen stoffer fra hjernens metabolisme er skadelige for hjernen, sier Per Kristian Eide.
I utgangspunktet var det ukjent at større molekyler kunne bevege seg inn i hjernen, i høyden cirka en millimeter. Men så viste det seg at stoffer kan bevege seg fra overflaten av hjernen og helt inn til de dypere delene av den. For forskerne var det overraskende at denne transporten var avhengig av søvn.
- Det viste seg nemlig at ei natt uten noe søvn reduserte utskillelsen av stoffer fra hjernen, og hadde negativ betydning for hjernevasken, sier Per kristian Eide.
God hjernevask er god hjernehelse
Tidligere har forskerne mest fokusert på hvordan noen av disse stoffene kan gå over blodåreveggen, eller nedbrytes av andre celler i hjernen. Men alle stoffene fjernes ikke på den måten, men via hjernevæsken. Ellers i kroppen finnes et lymfesystem som er helt avgjørende for å transportere stoffer og celler til blodbanen. Hjernen har ikke et slikt system, og det har vært et mysterium hvordan hjernen fungerer. I denne sammenhengen er hjernevask positivt. Hjernevask tilfører hjernen nødvendige stoffer, og fjerner de skadelige.
-God hjernevask er god hjernehelse, slår Eide fast.
-Hvorfor er det slik at dårlig hjernevask kan føre til demenssykdommer som Alzheimer og Parkinsons?
-Et fellestrekk ved de vi omtaler som nevrodegenerative sykdommer er unormal avleiring av skadelige proteiner i hjernen. En bruker gjerne uttrykket proteinopatier om slike sykdommer. For Alzheimer, for eksempel, skjer en unormal avleiring av proteinene amyloid-beta og tau, og ved Parkinsons alfa-synuclein. Før avleiring vil stoffene kunne være løselige, for eksempel som peptidene amyloid-beta 1-40 og 1-42 for Alzheimers før de avleires i hjernen, forteller Eide. Han understreker at en viktig del av dette skjer utenfor blodbanen, hvor nettopp hjernevæsken utenfor blodårene er avgjørende for transporten av de skadelige stoffene før de avleires. Svikt i denne væsketransporten resulterer i økt avleiring i hjernen med de skadelige effektene det har.
Mer forskning
Per Kristian Eide og hans ulike samarbeidspartnere har brukt flere tilnærminger i sin forskning på hjernevæsken. De har studert bildeframstilling av hele hjernen og brukt mikroskopi og analyser av hjernevev og selve hjernevæsken. Forskningen har også fokusert på hvordan trykkforholdene i selve hjernen påvirker det som kan undersøkes på mikro- og makronivå. Et viktig forskningsgrep har vært å bruke MR (magnetresonans) for å studere hvordan sporstoff administrert i hjernevæsken beveger seg, dels i selve hjernevæsken, og i hjernen pluss i og utenfor hjernehinnene. Som sporstoff har forskerne brukt et kontraststoff som kan visualiseres med MR. Dette har gitt dem helt ny informasjon om hjernevæskens transport av stoffer innenfor skallehulen.
-De mikroskopiske og biokjemiske undersøkelsene har spesielt fokusert på hvordan sykdommer påvirker cellene og molekylene omkring hjernens hårrørsårer, kapillærer, som er stedet for hjernevæsketransporten på utsiden av hjernen. Trykket innenfor skallehulen har betydning for hvordan disse systemene fungerer, forklarer Per Kristian Eide.
Hjernevæskeforskningen er fortsatt på et relativt tidlig stadium, og har i første omgang åpnet dører for å forstå hvordan hjernen fungerer normalt og hva som skjer ved sykdommer.
-Nå ønsker vi å finne ut på individnivå hvordan medisiner gitt til hjernevæsken beveger seg og skilles ut. Dette vil ha betydning for nye medisinske behandlinger for hjernesykdommer med hjernevæsken som transportvei. Dessuten er vi opptatt av samspillet mellom hjernevasken og det lymfatiske systemet i hjernehinnene. Med den nye kunnskapen vet vi at både celler og immunstoffer kan bevege seg over hjernehinnene, noe som kan ha betydning både for hjernens normale funksjon og endring ved sykdom, avslutter Per Kristian Eide, og røper:
-En drøm vil være at forskningen en dag resultere i at legene gjennom hjernevæsken kan gi persontilpasset behandling.