Hovedtraumer kan måske gøres mindre skadelige

Et hjerneødem er en hævelse i hjernen og opstår oftest i forbindelse med et alvorligt hovedtraume.

Læger har kendt til hjerneødemer og hovedtraumer i flere tusinde år, men faktisk har forståelsen og behandlingen af hjerneødemer været den samme de seneste 60 år.

Læger kan blandt andet behandle patienter med hjerneødem ved at åbne op i kraniet for at lette trykket, eller de kan behandle med lægemidlet mannitol.

Ingen af behandlingerne er dog særligt gode.

Nu viser et nyt studie, hvad der egentlig sker i hjernen, når et hovedtraume leder til udvikling af et hjerneødem. Forskningen viser også, hvordan man med ret simpel medicin kan forhindre hjernen i at svulme op til en størrelse, hvor den bliver beskadiget.

»Vi mangler virkelig gode metoder til at behandle personer med hjerneødem, og det skyldes primært, at vi indtil nu har haft en ringe forståelse af, hvorfor de opstår. Vores studie kaster et helt nyt lys over hjerneødemer, og hvordan man kan behandle patienterne for at mindske trykket i hjernen,« forklarer en af forskerne bag studiet, hjerneforsker, professor og læge Maiken Nedergaard fra Københavns Universitet og University of Rochester.

Forskningen er offentliggjort i Nature.

Hovedtraume sætter gang i en masse systemer

Den traditionelle forståelse af et hjerneødem er, at det sker lokalt i hjernen, der hvor traumet opstår. Så løber væske fra karrene ind i hjernen, hvilket leder til opbygning af et skadeligt tryk.

Det er dog også et velkendt fænomen, at hjernen ikke kun svulmer op der, hvor traumet har været, men også andre steder i hjernen.

Det peger på et globalt fænomen, der formentlig involverer det såkaldte glymfatiske system, som er et væskesystem, der står for at rense hjernen, når vi sover. Ved et traume kan man ifølge Maiken Nedergaard forestille sig, at det glymfatiske system spiller ind i hjernens opsvulmning andre steder end der, hvor traumet er sket.

Ydermere er det velkendt, at det glymfatiske system er under indflydelse af noradrenalin, som kroppen benytter til at holde os vågne.

Når niveauet af noradrenalin i kroppen er lavt, falder vi i søvn, og så sætter det glymfatiske system i gang med at rense hjernen.

»I dette studie ønskede vi at få en bedre forståelse af koblingen mellem hovedtraumer, hjerneødem, noradrenalin og det glymfatiske system. Blandt andet er det velkendt, at noradrenalin stiger i kroppen og hjernen efter et hovedtraume, og man kunne derfor forestille sig, at det sætter det glymfatiske system ud af spil, så det ikke kan rense hjernen i forbindelse med hjerneødemet,« forklarer Maiken Nedergaard.

Hun uddyber, at det er velkendt, at hjernen har meget svært ved at håndtere døde hjerneceller, hvilket leder til neuroinflammation og øget risiko for demenssygdommen Alzheimers.

»Det glymfatiske system sørger netop for at rense ud i døde hjerneceller, så selvom man måske skulle tro, at det ville være skadeligt, hvis væske fra det glymfatiske system løber ind i hjernen i forbindelse med et hjerneødem, kan væsken helt sikkert løbe ud igen, så længe systemet er aktivt,« siger Maiken Nedergaard.

Gav mus hjerneskader

I studiet lavede forskerne en serie forsøg med mus, som de lavede et hovedtraume på under kortvarig bedøvelse. Den kortvarige bedøvelse sikrede blandt andet, at musene ikke "sov", hvilket ville have ledt til, at noradrenalin blev sat ud af spillet.

Efter musene havde fået et hovedtraume, undersøgte forskerne dem for udvikling af hjerneødem.

Nogle af musene blev også behandlet med en noradrenalin-antagonist, der eliminerede effekten af noradrenalin.

Antagonist beskytter hjernen

Resultatet af den lange række forsøg viste meget klart, at mus, der fik et hovedtraume, men blev behandlet med noradrenalin-antagonisten, ikke i samme grad udviklede hjerneødemer og også kom sig hurtigere efter hovedtraumet.

Omvendt udviklede de mus, som ikke blev behandlet med en noradrenalin-antagonist, hjerneødemer ved ikke bare traumestedet, men også i den modsatte ende af hjernen.

Målinger af noradrenalin i disse mus viste også, at traumet ledte til store spikes i niveauerne af noradrenalin.

»Disse resultater peger på, at det måske er muligt at mindske den skadelige effekt af et hovedtraume ved med en noradrenalin-antagonist at sikre, at hjernen ikke svulmer op. Dog fortalte forsøget os ikke, hvorfor antagonisten ser ud til at beskytte mod hjerneødemer,« forklarer Maiken Nedergaard.

Vigtigt at holde gang i hjernevæskens bevægelse

Den næste række af forsøg blotlagde, at noradrenalin-antagonister har en effekt på influx og efflux af væske i hjernen via det glymfatiske system.

Blandt andet lavede forskerne et forsøg, hvor de både farvede musenes hjerneceller fluorescerende grønne og åbnede op til lymfekarrene i musenes hals.

På den måde kunne de observere, hvordan der blev lukket fuldkommen ned for væskestrømmen gennem lymfekarrene i forbindelse med et hovedtraume, men også at når de gav musene en noradrenalin-antagonist, blev væskegennemstrømningen opretholdt, hvilket forskerne blandt andet kunne se som en gennemstrømning af døde, grønne hjerneceller.

Maiken Nedergaard forklarer, at der ved behandling med en noradrenalin-antagonist sker det, at en gruppe muskelceller, der normalt trækker sig sammen, men bliver bremset af noradrenalin, igen kan fungere normalt, når noradrenalin selv bliver hæmmet.

»Vi er overbeviste om, at det er forklaringen på, at mus i behandling med en noradrenalin-antagonist klarer sig bedre efter et hovedtraume og ikke i samme grad udvikler hjerneødem,« siger hun.

Stort klinisk potentiale

Maiken Nedergaard fortæller, at der har været stor interesse for studiet fra hjernekirurgers side.

Det skyldes blandt andet, at studiet peger på, at en helt speciel tilgang til patienter med hovedtraume kan være decideret skadelig.

Nogle gange sker der det ved et alvorligt hovedtraume, at blodtrykket falder, og her kan læger finde på at give patienterne noradrenalin for at øge blodtrykket og dermed blodtilstrømningen til hjernen.

Studiet peger dog på, at det formentlig vil have en negativ effekt på patienten, fordi det samtidig bremser det glymfatiske systems mulighed for at rense hjernen for døde hjerneceller.

Det er også velkendt, at patienter, der behandles med noradrenalin, ofte ikke klarer sig særligt godt, men man har troet, at det måske skyldtes hjerneskadens omfang.

»Det næste bliver at vise, at vi også i mennesker kan mindske de negative konsekvenser af et hovedtraume ved at behandle patienter med en noradrenalin-antagonist. Forhåbentlig kan det også i mennesker mindske udviklingen af et hjerneødem og være med til at sikre, at patienterne kommer bedre ud på den anden side,« siger Maiken Nedergaard.