נוזל מלוח שוטף במוח באופן קבוע בכדי לפנות רעלים ופסולת, אך לאחר אירוע מוחי הנוזל הזה מציפה את האיבר, טובע את תאיו.
נפיחות במוח, המכונה בצקת מוחית, מתרחשת לאחר שבץ מוחי כאשר מים זורמים לתאי המוח ולחלל הסובב אותם. במשך שנים, מדענים חשבו שהנוזלים העודפים האלה נובעים מדם, אך עדויות חדשות מצביעות על כך שהמים נובעים ממקור אחר לחלוטין: נוזל המוח העצם העשיר בנתרן המחלחל למוח. תוצאות אלה מגיעות משני דגמי עכברים חיים וגם מרקמות אנושיות.
הממצאים, שפורסמו ב -30 בינואר בכתב העת Science, מצביעים על טיפולים פוטנציאליים להכפיאת נפיחות במוח ומשפרים את התאוששותם של החולים לאחר שבץ מוחי.
מחזור שטיפה השתבש
שבץ מוחי מתרחש כאשר סתימה מחברת כלי דם במוח, או כלי שבר לחלוטין. ללא אספקת אנרגיה מספקת, תאי המוח כבר לא יכולים למשטר אילו חלקיקים עוברים בממברנות שלהם. תוך דקות נוירונים מתנפחים כמו כדורי חוף מלאים מדי ומתחילים לקצר, לצבור נזקים ולמות. שעות לאחר מכן, הרקמה הארוגה הדוקה המציפה את כלי הדם במוח, מחסום הדם-מוח, מתחילה גם היא תקלה, והאיבר כולו לוקח מים.
"במשך יותר מ -60 שנה, אנשים חשבו שהצטברות נוזלים זו באה מהדם", שדולף דרך מחסום הדם-מוח שנפרץ, אמר המחבר הראשי של המחקר ד"ר הומברטו מסטרה, קלינאי ודוקטורנט הנוכחי במרכז הרפואי באוניברסיטת רוצ'סטר ( URMC) מרכז לנוירומדיקציית התרגום. אולם בצקת מוחית נכנסת זמן רב לפני שמתפרק מחסום מוח-הדם, מה שמוביל את מסטרה ועמיתיו לתהות אם המים באמת מגיעים ממקום אחר.
"איש לא הביט במקורות הנוזלים החלופיים האלה," אמר מסטרה. נוזל המוח השדרה, המהווה כ -10% מהנוזל שנמצא בחלל הגולגולת של היונקים, התבלט כמועמד מבטיח, הוסיף.
במוח, נוזל המוח השדרה זורם במערכת הגלמפתית, רשת של צינורות המתפתלת לאורך שבילים שנחצבים בעורקי האיבר והעורקים, על פי דו"ח לשנת 2015 בכתב העת Neurochemical Research. הנוזל זורם ממש מחוץ לכלי הדם, מוחזק במקום על ידי "מנהרה בצורת סופגנייה" של תאים. (דמיינו אורך חוט, המייצג עורק, מונח בתוך צינור גומי, הפועל כמו המנהרה החיצונית המלאה בנוזל.) כאשר שרירים לאורך העורקים מתכווצים, הנוזל השדרתי השכן הסמוך נדחף לאורך מסלולו ומרים פסולת מטבולית על הדרך. מלבד הוצאת הזבל, המערכת הגלמפתית עשויה לסייע גם בהפצת שומנים, סוכרים ותרכובות חשובות אחרות במוח.
אף כי היא חיונית במוח בריא, בעקבות אירוע מוחי, המערכת הגלימפתית עוברת חציר ומניע את הופעת הבצקת, מצאו מסטרה וחבריו המשותפים. "נוזל המוח השדרה הוא למעשה המניע העיקרי לנפיחות מיד לאחר השבץ," אמר מסטרה.
נשאר בשיטפון
תפקיד נוזל המוח השדרה בשבץ מוחץ מדענים במשך עשרות שנים, בין השאר משום שלא הייתה קיימת שום טכנולוגיה בכדי לצפות בשבץ שמתרחש בזמן אמת, אמר מסטרה.
הוא וחבריו המשותפים שילבו כמה טכניקות בכדי לצפות בשינוי בזרימת הנוזלים בעכברים שחווים שבץ מוחי. הצוות הציץ במוחם של בעלי החיים באמצעות MRI וגם במיקרוסקופ דו-פוטוני, שמשתמש בכימיקלים אור ופלורסנט בכדי לדמיין רקמות חיות. "אנחנו בעצם יכולים לדמיין מה נוזל המוח השדרה עושה בזמן השבץ שקורה", אמר מסטרה. על ידי החדרת הנוזל בחלקיקים רדיואקטיביים, החוקרים יכלו לקבוע כיצד קצב הזרימה השתנה לאורך זמן.
בשיטות אלה קבע הצוות כי בצקת תופס את מוח העכבר "כבר שלוש דקות" לאחר שבץ, הרבה לפני שמחסום הדם-מוח החל לדלוף, אמר מסטרה. כקצר המעגל של תאי המוח הם מפטרים מסרים כימיים הידועים כמעבירים עצביים ואשלגן לחלל שמעבר לקרום. תאים סמוכים מגיבים לזרם הכימיקלים, ובתורם לקצר חשמלי. כאשר הסערות החשמליות הללו גורפות במוח, השרירים בתוך כלי הדם מתכווצים ויוצרים כיס של מרחב בינם לבין עצמם למערכת הגלמפתית שמסביב. נוזל מוחי שדרה מלוח נשאב לוואקום שנוצר, ומושך איתו מולקולות מים.
"בכל מקום שמצטבר נתרן, מים הולכים ללכת אחריו", אמר מסטרה. הצוות יכול היה לצפות במשחק זה של המנהיג המנהיג נפרש באזורים מסוימים במוח אך לא יכול היה לעקוב אחר זרימת המים באיבר כולו בבת אחת. עם זאת, באמצעות מודל מחשב כדי לדמות את כל הרשת הגלימפתית, הם הצליחו לחזות כיצד כיווץ כלי הדם יניע את זרימת המים במוח עכבר שלם לאחר שבץ מוחי.
כדי לחבר את הנקודות בין עכברים לבני אדם, החוקרים בדקו את רקמת המוח של חולים שמתו משבץ איסכמי, בו קריש דם חוסם כלי דם במוח. מוח העכבר והמין האנושי צברו נוזלים באותם אזורים, כלומר אזורים דרכם מערכת הגלמפתית פועלת ומרימה פסולת. בהתחשב במתאם החזק בין בעלי חיים לבני אדם, "ממצאים אלה יכולים לספק בסיס רעיוני לפיתוח אסטרטגיות טיפול אלטרנטיביות", ציינו המחברים.
הצוות בדק אחת מהאסטרטגיות הללו בעכברים על ידי חסימת תעלת מים על אסטרוציטים, תאים במוח שעוזרים לכוון מים דרך המערכת הגלמפתית. עכברים שחסרים את התעלה איטיו לפתח בצקת לאחר שבץ מוחי, מה שמרמז כי טיפול דומה יכול להראות הבטחה בקרב חולי אדם. בנוסף לחסימת זרימת המים, טיפולים עתידיים עשויים למנוע בצקת על ידי האטת התפשטות פעילות חשמלית הנגרמת בשבץ מוחי, הוסיפו החוקרים. הסופות החשמליות הללו ממשיכות לשרוד את המוח ימים לאחר שבץ מוחי, ומסיתים בצקת בכל פעם שהם מתרחשים.
הגלים המזיקים בפעילות החשמלית הנראים בשבץ איסכמי מופיעים גם הם בקונצרט עם "כמעט כל פציעה", אמר מסטרה. המחקר החדש רומז כי המערכת הגלימפתית עשויה למלא תפקידים במצבים בהם יש דימום במוח ובסביבתו, פגיעה מוחית טראומטית ואפילו מיגרנה, אם כי קשרים כאלה נותרו "ספקולטיביים גרידא." יום אחד, המערכת הגלמפתית יכולה להציע לרופאים אסטרטגיה חדשה לחלוטין לטיפול בפגיעות מוח חריפות, אמר מסטרה.
