Dårlig 'hjernevask', når vi sover, kan forklare demens
Ny metode, som for første gang er testet på mennesker, kan vise, i hvilken grad hjernen formår at skille sig af med affaldsstoffer, der kan føre til demens. Det beskriver forskerne bag metoden i denne artikel.
Hjerne affaldshåndtering demens symptomer entorhinal cortex Alzheimers cerebrospinalvæske aquaporiner glymfatiske system MR-kontrastvæske gitterceller hukommelse normal-tryk hydrocephalus

Ved den nye metoden injicerer forskerne et sporstof (MR-kontrastmiddel) i rygmarvskanalens nedre del. Efter cirka 20 minutter er sporstoffet, som 'farver' cerebrospinalvæsken hvid (indikeret med pile), på vej ind i hovedet. (Foto: Geir Ringstad og Per Kristian Eide)

Ved den nye metoden injicerer forskerne et sporstof (MR-kontrastmiddel) i rygmarvskanalens nedre del. Efter cirka 20 minutter er sporstoffet, som 'farver' cerebrospinalvæsken hvid (indikeret med pile), på vej ind i hovedet. (Foto: Geir Ringstad og Per Kristian Eide)

Vi ved, at en ophobning af giftige affaldsstoffer i hjernen kan være årsag til Alzheimers sygdom.

Nu har vi benyttet en ny MR-metode, der kan afsløre, i hvilken udstrækning hjernen formår at skille sig af med de skadelige stoffer - måske allerede før demenssymptomer opstår.

Metoden har vi for første gang afprøvet på mennesker. Det vender vi tilbage til - først lidt om, hvorfor affaldsstoffer ophober sig i hjernen, og hvad det betyder.

Vandkanaler i hjernen fjerner affaldsstoffer

Hele hjernen er omgivet en tyndtflydende væske (cerebrospinalvæske), der pulserer synkront med hjerteslagene.

Cerebrospinalvæskens funktion er blandt andet at beskytte hjernen mod skader samt transportere elektrolytter og vitaminer.

I 2012 beskrev forskerne for første gang hjernevæskens helt centrale rolle i at 'vaske' hjernen ren for giftige affaldsstoffer.

Forskerne viste, at pulseringerne i cerebrospinalvæsken pumper den vandlige væske ind i hjernen langs ydersiden af pulsårerne for at fjerne affaldsstoffer mellem hjernecellerne og transportere dem væk fra hjernen.

Transporten af affaldsstofferne er afhængig af vandkanaler, såkaldte aquaporiner, der findes overalt i hjernen, og som blev opdaget for første gang omkring årtusindskiftet.

Da forskerne fjernede aquaporinerne hos mus, faldt udskillelsen af giftige affaldsstoffer.

Det er affaldsstoffer, der bliver aflejret i hjernen i forbindelse med blandt andet Alzheimers demens.

'Hjernevasken' bliver mindre effektiv med alderen

Fordi vandkanalerne findes i hjernens nervevæv –  de såkaldte gliaceller - og fordi denne 'hjernevask' kan minde om lymfedrænage, har forskerne døbt rensesystemet det ‘glymfatiske system’ (glia-lymfatiske).

Det glymfatiske systems evne til at 'vaske' hjernen bliver mindre med tiden; blandt andet som følge af normal aldring, men også efter hjernerystelser og hovedskader.

Derfor er det blevet foreslået, at reduceret glymfatisk funktion kan forklare, at hyppigheden af demens er øget i forbindelse med disse tilstande.

Den glymfatiske funktion kan forbedres gennem fysisk aktivitet og ved indtag af en moderat mængde alkohol - men især gennem søvn.

I løbet af søvnen bliver den plads, der omgiver cellerne (det interstitiale rum), væsenligt større, så 'hjernevasken' sker hurtigere.

Har testet ny metode på mennesker

Alle disse observationer stammer fra dyrestudier.

Nu har vi benyttet en ny MR-metode (gMR) for at undersøge, om det glymfatiske system også findes i menneskehjernen. 

Resultaterne er publiceret i tidsskriftet Brain.

Ved gMR sprøjtes en lille mængde MR-kontrastvæske ind i rygmarvskanalen.

Kontrastvæsken består af et molekyle, der har en størrelse og egenskaber, som gør det velegnet til at finde vej gennem det glymfatiske system.

Derefter tager vi løbende billeder af hovedet. Vi kan følge kontrastvæskens passage, når den når frem til hovedet, hele vejen fra rygmarvskanalen.

De efterfølgende 24 timer tog vi løbende MR-billeder.

Hjerne affaldshåndtering demens symptomer entorhinal cortex Alzheimers cerebrospinalvæske aquaporiner glymfatiske system MR-kontrastvæske gitterceller hukommelse normal-tryk hydrocephalus

Øverst en patient med demens (normal-tryk hydrocephalus) samt karakteristisk fund af forstørrede hulrum på indersiden af hjernen. Ved gMR finder vi efter 24 timer sporstof både i hjerneventriklerne, på ydersiden af hjernen og i selve hjernevævet. Tidligere troede forskere. at sporstoffet blev optaget i blodbanen fra ydersiden af hjernen. Det indikerer, at det glymfatiske system for udvasking af affaldsstoffer fra hjernen også findes hos mennesker. Hos patienten med demens er udvaskingen af sporstof fra hjernevæsken og hjernevævet forsinket. (Foto: Geir Ringstad og Per Kristian Eide)

Det glymfatiske system findes også hos mennesker

Det, vi så, var slående. 

I stedet for at fordele sig frit i cerebrospinalvæsken på ydersiden af hjernen, fandt vi, at kontrastvæsken lagde sig omkring de store pulsårer på overfladen for derefter at bevæge sig ind i hjernen fra disse områder.

Først efter 24 timer fandt vi spor af kontrastvæske i alle de områder af hjernen, vi målte.

Koncentrationen i hjernevævet var markant større om morgenen på den 2. undersøgelsesdag; altså, efter at patienterne havde sovet.

Vi mener, at vi har påvist, at det glymfatiske system også eksisterer i menneskehjernen.

Selvom koncentrationen er påfaldende efter 24 timer, skal søvnens betydning i denne sammenhæng undersøges yderligere.

Hjernevask er reduceret hos demenspatienter

Den ene gruppe patienter i vores undersøgelse, var diagnosticeret med normal-tryk hydrocephalus (NPH); en demenstilstand med symptomer i slægtskab med Alzheimers sygdom i forhold til aflejringen af giftige affaldsstoffer i hjernen.

Hos disse patienter fandt vi, at den glymfatiske udskillelse af kontraststoffet var forsinket i forhold til kontrolgruppen.

Det indikerer, at giftige affaldsstoffer bliver udskilt langsommere hos patienter, der lider af denne type demens.

Det samme gør sig muligvis gældende for Alzheimers-patienter.

I et opfølgningsstudie af patienter med normal-tryk hydrocephalus fandt vi også tegn på, at de havde reduceret glymfatisk funktion i en lille del af hjernen (entorhinal cortex), som forbinder 'hukommelsescentret' i hippocampus med resten af hjernebarken, og som huser de såkaldte gitterceller, opdaget af nobelprisvinderne opdaget af Edvard og May-Britt Moser.

Entorhinal cortex er vigtig for forarbejdningen af lugteimpulser samt hukommelse for steder og begivenheder.

Tab af substans i dette område er som regel et tidligt fund ved Alzheimers sygdom.

Det er derfor nærliggende at tænke, at evnen til at skille sig af med giftige affaldsstoffer fra dette område er reduceret hos Alzheimers-patienter. 

I fremtiden kan man forestille sig, at hjernens svigtende affaldshåndtering kan opdages, allerede før demenssymptomer opstår.

©forskning.no. Oversat af Stephanie Lammers-Clark.

Nyhed: Lyt til artikler

Du kan nu lytte til udvalgte artikler herunder. Du kan også lytte til de oplæste artikler i din podcast-app, hvor du finder dem under navnet 'Videnskab.dk - Lyt til artikler'.

Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på vores Instagram-profil, og læs om de nedenstående prisvindende billeder af stjernetåger og stjernefabrikker her.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med omkring en million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk