Hjernen må vaskes jevnlig for å fungere. Det er imidlertid stor individuell variasjon i hvor godt rensesystemet fungerer fra person til person. Ved K.G. Jebsen-senter for hjernevæskeforskning studerer vi hjernevæsken og individuelle forskjeller i hjernevask.
Kunnskapen vi får vil vi bruke til å utvikle persontilpasset diagnostikk og behandling av alvorlige hjernesykdommer som demens og kreft.
Hvor befinner hjernevæsken seg?
I dag vet vi at hjernevæsken beveger seg enda flere steder enn vist på denne figuren. Den går langs blodårene dypt inne i hjernen, og er en mer integrert del av hjernen.
Illustrasjon: Alan Hoofring, wikimedia commons.
Inne i hjernens hulrom og utenfor hjernen finner vi cerebrospinalvæsken, mens væsken mellom cellene inne i hjernen kalles interstitiellvæsken. Til sammen utgjør de hjernevæsken.
Hjernevæsken er med på å bestemme trykket i hjernen, som varierer i takt med hjerteslag og pust.
Hjernevæsken din er mer enn en støtdemper
Da jeg var nyutdannet lege og nevrokirurg trodde vi at væsken som omgir hjernen i det alt vesentlige er der for å beskytte hjernen mot støt og slag.
Ved noen sykdommer var det nødvendig å tappe hjernevæske for å lette hjernetrykket, men utover det så vi ingen større betydning for hjernevæsken.
Denne tradisjonelle forestillingen slo imidlertid sprekker da jeg på starten av 2000-tallet gjorde noen interessante observasjoner om samspillet mellom trykk og hjernevæske. Det jeg så passet ikke med gjengs oppfatning.
Sammen med kolleger innen radiologi og fysikk undersøkte jeg nærmere hvordan trykkforholdene i hjernen påvirker transporten av hjernevæske. Det viste seg at flyten av hjernevæske og trykk i hjernen var annerledes enn det faglitteraturen fortalte. Resultatene antydet et til da ukjent samspill mellom hjernevæsken og blodårene i hjernen.
Etter det har det ballet på seg med ny kunnskap om hjernevæsken, både fra egen og andres forskning.
Hjernevæsken hjelper hjernen din med å fjerne avfallsstoffer
Hvis vi legger alle blodårene i en voksen hjerne etter hverandre, vil lengden være omtrent 650 kilometer. Ikke overraskende er disse områdene helt sentrale for hjernens funksjon. Her skjer det forandringer under hvert eneste hjerteslag, men hvilken rolle spiller hjernevæsken?
Hvis hjernevæsken ikke transporteres som den skal, kan vi få forandringer i både blodåreveggen og cellene omkring blodårene. I tillegg kan vi få opphopning av skadelige proteiner i hjernen, avfallsstoffer som hjernen vanligvis kvitter seg med.
Eksempler er proteinene amyloid og tau som kan knyttes til sykdommer som Alzheimer sykdom, voksenvannhode (idiopatisk normaltrykkshydrocephalus) og følgetilstander etter alvorlig hjerneskade.
Men hva har dette med hjernevask å gjøre?
Hjernevæsken vasker hjernen din
For omtrent ti år siden var oppfatningen at molekyler i hjernevæsken fra utsiden bare kunne trenge en til to millimeter inn i hjernen, men til vår overraskelse fant vi hos mennesker at molekylene beveget seg mye lenger. De ble transportert inn i hele hjernen, også de dype områdene. Vi oppdaget da en ny type samspill mellom blodårene og hjernevæsken.
Hjernen har et vaske- (eller rense-) system hvor væsken som omgir hjernen transporteres mellom forskjellige deler av hjernen. Vi snakker altså om et transportsystem på utsiden av blodårene.
Hjernevæsken kan frakte med seg stoffer inn og ut av hjernen. Dette ble først vist i mus, og våre forsøk viste at også menneskehjernen har et slikt system.
Siden hjernen mangler et tradisjonelt rensesystem med lymfevæske, som en finner ellers i kroppen, har dette rensesystemet fått navnet det glymfatiske (eller glia-lymfatisk) system. Gliacellene er de såkalte støtte-cellene i hjernen, til forskjell fra hjernens nerveceller (neuroner).
Hjernevaskprosessen følger et mønster som passer veldig godt med mønsteret for opphopning av skadelige stoffer ved demenssykdommer, for eksempel Alzheimers og Parkinsons sykdommer.
Søvn er viktig for vask av hjernen
I samarbeid med fysikere og matematikere har vi undersøkt kreftene bak hjernevask. Vi har sett at trykkpulsasjonene som skapes under hjerteslag og pust er viktige drivkrefter for renseprosessen.
En av de viktigste observasjonene er at dette systemet er mest aktivt under søvn. Hos mus fungerer våkenhet/søvn nærmest som en av/på bryter for hjernevasksystemet.
Også hos mennesket har søvn betydning for hjernevaskprosessen. Vasken fungerer mest effektivt når vi sover, og om vi skulle være våken en natt fungerer det tilsvarende dårlig. Dette passer bra med kunnskapen om at dårlig søvn er en risikofaktor for flere hjernesykdommer.
Flere sider ved hjernevask-systemet var og er debattert, blant annet hvordan avfallsstoffer fra hjernevæsken skilles ut til kroppen for øvrig. En oppdagelse gjort i 2015 viste seg å få stor betydning.
Lymfekar drenerer stoffer fra hjernevæsken videre ut i kroppen din
Hjernevasksystemet beskrevet over forklarer hvordan stoffer transporteres rundt blodårene i hjernen, men ikke hvordan stoffene forlater hjernen og skallehulen. Den såkalte blod-hjernebarrieren og hinnene utenfor hjernen er sperrer som hindrer videre transport.
Det var derfor av stor betydning da forskere i 2015 for første gang oppdaget lymfekar i hjernehinnene til mus. De hadde evne til å ta opp stoffer i hjernevæsken og transportere dem videre til kroppens lymfesystem.
Vi var først ute med å påvise en tilsvarende kobling hos mennesker. Hjernevæsken står i direkte forbindelse med innsiden av hjernehinnene og skallebenmargen. Stikk i strid med hva vi hadde trodd beveger stoffer i hjernevæsken seg mellom hjernen og kroppen ellers.
Denne transporten skjer i hjernehinnene hos mennesker. Vi kan se på bilder, for eksempel MR, at størrelsen på dette området varierer mye fra person til person. Men MR-bilder viser ikke hvor stor kapasitet hver enkelt person har for utskillelse av stoffer fra hjernevæsken.
Vi har utviklet en blodprøvebasert test som måler utskillelsen fra hjernevæske til blod. Den viser at det også er stor variasjon mellom personer på hvor stor denne kapasiteten er.
Forskning på hjernevæsken kan gi et mer persontilpasset tilbud
Vi vil utvikle persontilpasset diagnostikk og behandling av alvorlige hjernesykdommer
Vi ønsker å forstå og diagnostisere hjernesykdom, og ikke minst behandle sykdommer i hjernen mer effektivt.
De siste årenes forskning har lært oss at det er stor variasjon i hvor godt hjernevasksystemet fungerer og hvor effektivt avfallsstoffer fra hjernen sendes videre ut i kroppen. Det kan bety at diagnostisering og behandling av hjernesykdommer bør tilpasses den enkelte.
Forskningen vår tyder på at søvn påvirker renseevnen og at fysisk aktivitet kan ha en betydning. Men hvordan? Her vil vi åpne en ny dør til hjerneforskningen.
K.G. Jebsen-senter for hjernevæskeforskning
Vårt nye forskningssenter, K.G. Jebsen-senter for hjernevæskeforskning, fokuserer mest på demens og hjernekreft.
I dette senteret, som jeg leder, kombinerer vi kunnskap innen ulike disipliner som medisin, fysikk, matematikk og farmakologi for å løse spørsmålene fra forskningen vår de siste årene. Interaksjonen mellom de ulike disiplinene gjør det blant annet mulig å lage matematiske modeller som simulerer hjernevæsketransporten.
Vi undersøker sammenhengen mellom hjernevask og risiko for kognitiv svikt og demensutvikling. Er dårlig hjernerens forbundet med økt risiko for kognitiv svikt og demens? Vi vil bruke dyremodeller til å studere hva som regulerer rensesystemet.
Kunnskap om hjernevasksystemet kan også brukes til å bestemme i hvilken grad cellegiften en pasient får faktisk kommer fram til kreftsvulsten i hjernen. Ved noen kreftformer gis cellegift i hjernevæsken uten at legene har mulighet for å tilpasse dosen etter utskillelsesevnen. Vi bruker den nye kunnskapen til å etablere persontilpasset dosering av cellegift via hjernevæsken.
Kunnskap om hjernevasksystemet kan også hjelpe oss med å se hvor utbredt en svulst er i hjernen.
Det er i dag ingen overdrivelse å si at hjernevæsken, som vi tidligere så på som lite viktig, representerer en ny og åpen dør for innovativ forskning som kan få direkte betydning for behandlingen av alvorlige hjernesykdommer.
Les mer
Storsatsing på hjerneforskning ved UiO
Andre blogginnlegg om lignende tema
- Hjernens vaktmestere jobber mens du sover
- Vask av hjernen kan beskytte oss mot demens
- Blodtrykket ditt påvirker faren for demens
- Hvordan få mer ut av hjerneforskningen?
- Hjernesykdommer rammer menn og kvinner ulikt
- Slag – Er det forskjell på kvinner og menn?
- Parkinsonmedisin kan gi hyperseksualitet og spillegalskap
- Nye medisiner gir MS-pasienter bedre liv
- Barnehjernens utvikling – de minste barna trenger at voksne er følelsesmessig til stede
- Ungdomshjernen – fra følelser til fornuft
- Hvorfor har vi mer benskjørhet i Norge enn i andre land?
- Vil finne kur for unge pasienter med hjernesvulst
