Rychlé zotavení po mozkové mrtvici

Těžká poškození nervové soustavy krevním vmetkem nebo prasknutím sklerotické cévy patří mezi nejčastější příčiny náhlé smrti nebo ochrnutí (800 tisíc případů jen v USA za rok). Ale poškozené části mozku se někdy mohou částečně či úplně funkčně zotavit. K tomu dochází častěji u žen, které mají lépe propojené obě polokoule velkého mozku (PMID: 24297904, PMID: 25064665). Dlouhodobým cílem skupiny Garyho Steinberga ze Stanfordovy univerzity je nalézat a případně podporovat některé z těchto opravných mechanismů, navracejících postižené funkce víceméně k normálu. Jejich nedávná práce na myších ukázala, že je to možné. Dobu zotavení po umělém iktu vyvolaném na jedné straně myšího mozku lze zkrátit tím, že se podpoří činnost rychlých tlumivých synapsí, na kterých je neuropřenašečem kyselina gama-aminomáselná – GABA (PMID: 26685158). GABA se vylučuje jednak nekvantově nebo mimosynapticky (PMID: 20059289), ale na synapsích především působí v drobných kvantech o několika tisících molekul, podobně jako jiné neuropřenašeče. Molekuly GABA se navážou na chloridové receptory-kanály a vtok Cl- do neuronů brání nadměrné vzrušivosti nervových okruhů.

Úloha tohoto tlumivého systému při regeneraci byla v hledáčku neurofyziologů už několik let. Pomocí nové zobrazovací techniky s vysokým rozlišením „array tomography“ (mřížkové či vrstevnaté tomografie, PMID: 17610815) nyní Steinbergova skupina skutečně zjistila, že se v určitém období po iktu v důsledku přerušení levé mozkové tepny zvyšuje rozsah tlumivé mozkové činnosti jak v postižené oblasti, tak i v těch okolních. Nadto také prokázali, že tento proces, napomáhající obnově funkce, lze podstatně urychlit. Látkou, kterou úspěšně vyzkoušeli, je zolpidem, běžný lék proti nespavosti. Používá se právě proto, že zesiluje tlumivý GABA systém. V jejich pokusech tato látka (v dávkách zhruba odpovídajících těm, které berou lidé, aby v noci „zabrali“) podstatně zkrátila dobu zotavení po navozené mozkové nedokrevnosti, z jednoho měsíce na méně než polovinu. Jak autoři ukázali, elektrofyziologicky se zvýšila účinnost kvant GABA, ale především se vrátila senzorická i motorická schopnost myšek na pravé straně těla, která díky zkřížení nervových drah na úrovni prodloužené míchy odpovídá uměle poškozené levé polokouli. Měří se to tak, že se myškám na přední tlapky přilepí adhezivní pásky, které zdravé myši během několika vteřin, maximálně minut rychle odstraní, což po iktu na poškozené straně nejsou schopny udělat. Postupný návrat této čisticí schopnosti se pod zolpidemem urychlil, a tak se posílila i hypotéza o pozitivním působení tlumivého sytému při obnovení mozkových funkcí.

Že by šlo o další významnou roli mozkového „odpočinku“, potažmo spánku pro náš mozek? Ve spánku například lépe funguje odstraňování škodlivých metabolitů, včetně těch, které se podílejí na Alzheimerově nemoci (viz Vesmír 93, 46, 2014/1). Jde o glymfatický systém, v podstatě proces omývání neuronů a glie mezibuněčnou tekutinou. Její objem a průtok se ve spánku zvyšuje na úkor velikosti vlastních mozkových buněk. Je to podobné, jako když lymfatický systém spolupůsobí v očistě jiných tělesných orgánů; ten ovšem v mozku v tomto ohledu nemá rozhodující úlohu (PMID: 26030524). Očista mozku ve spánku glymfatickou cestou se stává důležitou ochranou před neurodegenerativním poškozením a úbytkem neuronů (PMCID: PMC2080672, PMID: 24136970, PMID: 25635245).

Pokud jde o zolpidem, tato látka – na rozdíl od barbiturátů nebo benzodiazepinů působících také na GABA tlumivý systém – sice napomáhá rychlému usnutí, ale většinou nemá nepříjemné vedlejší účinky a příliš neovlivňuje ani kvalitu spánku jako takového.

Skupina Garyho Steinberga má další ambiciózní cíle. Chce například využít optogenetické metody (osvícení mozkových tkání s přidanými rodopsiny z prvoků a bakterií) pro řízenou obnovu jednotlivých funkcí nebo alespoň pro lepší mapovaní poškozených mozkových oblastí (PMID: 26701667).