Udar mózgu można przewidzieć? To może być ratunek dla milionów ludzi

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.