Ny opdagelse: Væskeansamling i hjernen efter ulykker kan bremses

 
Trafikofre og andre, som har slået hovedet, får ofte ansamlinger af væske, som ødelægger endnu mere hjernevæv og kan være livstruende. En ny opdagelse kan hjælpe læger med at begrænse mængden af væske.

Når ambulancen afleverer et trafikoffer med en hovedskade på hospitalet, undersøger lægerne synlige og usynlige skader, og går i gang med behandling. Blandt andet måler de blodtryk og puls, og ligger blodtrykket for lavt, får patienten en injektion med signalstoffet noradrenalin.

Men noradrenalin er det sidste patienten har brug for. Ulykken og dernæst de mange undersøgelser udløser i sig selv noradrenalin i krop og hjerne, og et for højt niveau af noradrenalin bremser for afløbet af væske fra hovedet, så der kan opstå et ødem, en livstruende væskeansamling inde i hjernen.

Det har den danske professor Maiken Nedergaard sammen med et hold af danske og amerikanske forskere vist i et nyt studie, som er støttet af Lundbeckfonden og netop publiceret i Nature.

”Vores data viser, at det er skadeligt at give noradrenalin. Man skal undgå det, og så får patienterne formentlig mindre væskeansamling i det akutte forløb,” siger Maiken Nedergaard.

Professoren deler sin tid mellem sine laboratorier på Center for translationel neuromedicin på Københavns Universitet, og et tilsvarende lab på Rochester Universitet i New York. Og hvis navnet lyder bekendt, er det formentlig fordi Maiken Nedergaard har gjort den afgørende opdagelse, at hjernen har et rengøringssystem, det glymfatiske system, som fjerner affaldsstoffer ved at skylle hjernen igennem med væske om natten, mens vi sover.

Opdagelsen har fået stor betydning blandt andet for søvnforskning og forskning i hjernesygdomme.

Og det nye studie handler altså også om væske i hjernen. Her har Maiken Nedergaard undersøgt, hvorfor og hvordan væske hober sig op i hjernen i løbet af de første to timer efter et slag mod hovedet, og om det er muligt at begrænse eller forhindre ødemet.

Ødem er den værste risikofaktor

På verdensplan rammes årligt omkring mellem 55 og 74 mio. mennesker af en traumatisk hjerneskade, et slag mod hovedet for eksempel ved vold, trafikulykker eller fald. En almindelig komplikation er akut væskeansamling, som øger risiko for død med ti gange, og kan medføre handicap hos dem, som overlever.

Væsken trykker på blodkarrene og mindsker blodcirkulationen, så mere hjernevæv dør. Og ophobning af døde hjerneceller fører til inflammation, som igen forværrer ødemet.

”At udvikle ødem er nok den værste risikofaktor efter akut hjerneskade. Det var en af grundene til, at vi gik i gang med studiet,” fortæller Maiken Nedergaard.

En anden grund var, at hun var interesseret i at undersøge effekten af noradrenalin på det glymfatiske system.

”Noradrenalin er den mest potente kontrolmekanisme i det glymfatiske system. Lige så snart vi vågner om morgenen, stopper det glymfatiske system, og det er på grund af noradrenalin,” fortæller hun.

 ”Samtidig ved vi, at den naturlige ”kæmp eller flygt” reaktion får niveauet af noradrenalin til at stige, når man slår sig. Derfor ville vi gerne undersøge, hvad den her stigning betyder i den akutte fase efter et slag mod hovedet.”

Forskerne studerede mekanismerne i mus, som under kortvarig bedøvelse havde fået et slag mod hovedet.

De opdagede, at for høje niveauer af noradrenalin undertrykker væskestrømmen, der løber fra det glymfatiske system i hjernen og ned i lymfekarrene, der ligger i overgangen mellem kæbe og hals.

Lymfekarrene trækker sig sammen, og forhindrer klapper inde i karrene i at åbne sig, så væsken kan passere. Og allerede 30 minutter efter, at skaden er sket, begynder væsken at samle sig inde i hjernen.

Men noradrenalin-signalet kan hæmmes. Der findes flere stoffer, såkaldt receptor-antagonister, som hæmmer signalet ved at blokere de receptorer på cellerne, som noradrenalin ellers binder sig til. Og forskerne fandt frem til en cocktail af tre forskellige typer, som dækker alle receptorer ind.

Hjernen kan måske rense sig selv

Med behandling 24 timer efter skaden blev væskereguleringen næsten normaliseret, så affaldsstoffer og de døde celler fra skaden på hjernevævet, kunne ledes væk.

Og musene, der fik behandling, klarede sig på længere sigt bedre både i fysiske og kognitive test end mus, der ikke fik behandling. De ubehandlede mus havde seks måneder efter skaden stadig reduceret flow i det glymfatiske system. 

Maiken Nedergaard håber, at neurokirurger vil følge studiet op med kliniske forsøg, og at hendes opdagelse kan føre til ændrede rutiner på hospitalerne. Ud over at holde igen med noradrenalin og ordinere medicin, som forhindrer, at noradrenalin binder sig til receptorerne, håber hun, at lægerne vil begrænse de akutte check af patienternes neurologiske status som for eksempel test af lysrefleks.

”Der er flere studier, der viser, at jo flere undersøgelser patienterne udsættes for lige efter skaden er sket, desto værre er følgevirkningerne. Og det hænger sammen med noradrenalin. At stråle lys ind i øjnene på patienter, der forsøger at hvile eller er bevidstløse, vil øge mængden af noradrenalin. Man kunne i mange tilfælde lade patienterne ligge alene i et mørkt rum, og kun måle blodtryk og respiration, så det glymfatiske system kunne få lov til at rense hjernen efter skaden.”

Selv vil Maiken Nedergaard og hendes forskergruppe fortsætte med at afdække mekanismerne bag væskeansamlinger i hjernen. Men nu gælder forskningen de ødemer, der typisk opstår tre-fire dage efter skaden.

”Vi ved, at sværhedsgraden af de to ødemer hænger sammen, men vi ved ikke, hvad der forårsager væskeansamlingen flere dage efter skaden, så det er et oplagt forskningsområde.”

Sådan løber væsken i lymfekarrene

Her en videooptagelse, der viser, hvordan behandlingen, der hæmmer receptorerne, har fået væsken til at flyde i lymfesystemet hos en mus. De ødelagte celler (sorte partikler) efter et slag mod hovedet vaskes ud via lymfekarrene (aflange grønne figurer). De røde prikker er fluorescerende kugler, som forskerne brugte til at måle væskens hastighed på. Det var en ny metode, som Maiken Nedergaard udviklede i samarbejde med en amerikansk ingeniør med speciale i væskebevægelser.

Læs mere om Maikens og hendes forskergruppes studie her (gemt bag betalingsmur)