Udar mózgu można przewidzieć? To może być ratunek dla milionów ludzi
Krwotok podpajęczynówkowy to zdarzenie, które już po kilku dniach może prowadzić do opóźnionego udaru niedokrwiennego mózgu. Monitorując masywne fale elektrochemiczne, można wykryć jego nadejście.
Naukowcy z Charité-Universitätsmedizin Berlin wykazali, że gigantyczne fale elektrochemiczne w mózgu, przypominające tsunami, mogą być traktowane jako marker zapowiadający zbliżający się udar niedokrwienny. Badanie EEG może pomóc lekarzom wykryć wczesne oznaki zbliżającego się udaru mózgu, zwłaszcza u pacejntów w śpiączce, którzy cały czas są podpięci do specjalistycznej aparatury.
Krwotok podpajęczynówkowy jest wywołany nagłym krwawieniem do przestrzeni między błonami ochronnymi otaczającymi mózg. Jest to rzadki i niebezpieczny stan neurologiczny, który wymaga natychmiastowej interwencji. Jeżeli zostanie zakłócone prawidłowe ukrwienie mózgu, może dojść do udaru. Statystyki są bezwzględne - u ponad połowy pacjentów, którzy doświadczyli krwotoku podpajęczynówkowego, udar niedokrwienny wystąpił w ciągu kolejnych dwóch tygodni.
Okazuje się, że istnieje biomarker, który wskazuje, czy pacjent jest w grupie wysokiego ryzyka wystąpienia udaru mózgu po krwotoku podpajęczynówkowym. To specyficzne fale mózgowe.
- Trudno jest ocenić, kiedy może dojść do nowego udaru, zwłaszcza u pacjentów, którzy są w śpiączce i nie są w stanie powiedzieć nam nic o swoim stanie zdrowia. W naszym badaniu wykazaliśmy, że monitorowanie elektrodiagnostyczne pozwala dostrzec ten moment. Oznacza to, że leczenie można rozpocząć na czas, nawet u pacjentów w śpiączce, zanim będzie za późno - powiedział prof. Jens Dreier z Centrum Badań nad Udarami w Charité, główny autor badań.
Odkrycie naukowców z Berlina opiera się na zjawisku znanemu jako rozprzestrzeniające się fale depolaryzacji, czyli masywne fale uwalniania energii elektrochemicznej spowodowane toksycznymi produktami ubocznymi rozkładu krwi. Powstają one w następstwie udaru krwotocznego. Dotknięte obszary mózgu wymagają dużych ilości energii, aby przywrócić prawidłowe funkcjonowanie tego organu.
Czytaj także: Lwowscy matematycy – ekscentrycy, którzy zmienili świat
W zdrowym mózgu bardzo krótkie okresy depolaryzacji (zmiany potencjału błonowego) komórek nerwowych są normalne i związane z dopływem krwi - mózg może w razie potrzeby rozszerzyć naczynia krwionośne, równoważąc w ten sposób zwiększone zapotrzebowanie na energię ze zwiększonym przepływem krwi. Po krwotoku podpajęczynówkowym patologicznie masywne i długotrwałe rozprzestrzeniające się fale depolaryzacji mogą zakłócić kaskady sygnalizacyjne między komórkami nerwowymi a naczyniami krwionośnymi, tak że depolaryzacja komórek nerwowych wywołuje ekstremalne zwężenie naczyń krwionośnych. To z kolei pozbawia komórki nerwowe energii, czyniąc je niezdolnymi do przywrócenia prawidłowych gradientów elektrochemicznych. Jeśli depolaryzacja utrzymuje się zbyt długo, komórki nerwowe zaczynają obumierać.
- W ciągu ostatnich kilku lat dokonano jednego istotnego odkrycia naukowego: fala depolaryzacji pozostaje odwracalna do pewnego momentu w czasie. Oznacza to, że komórki mogą w pełni powrócić do zdrowia, jeśli na czas przywrócone zostanie krążenie, a co za tym idzie - dopływ tlenu - dodał prof. Dreier.
W pięciu różnych szpitalach uniwersyteckich przeprowadzono badania polegająće na pomiarach fal depolaryzacji rozprzestrzeniających się komórek. Naukowcy zastosowali elektrokortykografię - procedurę stosowaną do pomiaru aktywności mózgu u pacjentów intensywnej opieki neurologicznej. Było to możliwe, dzięki wszczepieniu elektrody pod oponę twardą (zewnętrzną oponę mózgowo-rdzeniową). Wykorzystano różne techniki obrazowania, m.in. rezonans magnetyczny i tomografię komputerową do zbadania ok. 1000 skanów mózgu 180 pacjentów z krwotokiem podpajęczynówkowym.
Okazało się, że przeciętny pacjent traci 46 ml tkanki mózgowej we wczesnej fazie po krwotoku podpajęczynówkowym, tj. zanim dotrze do szpitala. Następnie traci kolejne 36 ml tkanki mózgowej w ciągu kolejnych dwóch tygodni po krwotoku (gdy jest na oddziale intensywnej terapii).
- Te 36 ml tkanki mózgowej można w rzeczywistości uratować. Monitorowanie elektrodiagnostyczne umożliwia nam identyfikację rozwijających się udarów na etapie, na którym proces ten można jeszcze odwrócić i zmodyfikować. Rozprzestrzeniające się depolaryzacje mogą zatem służyć jako biomarker w czasie rzeczywistym. W pewnym stopniu zastępuje to rozmowę z pacjentem, który nie jest w stanie wyrazić swoich objawów i zaburzeń, ponieważ jest nieprzytomny. Umożliwia to podjęcie wczesnego i odpowiedniego leczenia u pacjentów, u których stwierdzono ryzyko wystąpienia kolejnego udaru. Podobnie zapobiega to podawaniu dodatkowych leków osobom, u których nie stwierdzono ryzyka wystąpienia kolejnego udaru. W ten sposób można uniknąć potencjalnych skutków ubocznych - wyjaśnił prof. Dreier.
Naukowcy planują przetestować monitorowanie rozprzestrzeniania się fal depolaryzacji jako systemu wczesnego ostrzegania przed udarem mózgu do zastosowania w praktyce klinicznej.
