Forskare tar första steget mot att mäta hjärnans ”städsystem” hos människa

Hur hjärnan transporterar bort avfallsprodukter kan vara avgörande för vår förståelse av åldrande och neurologiska sjukdomar. I en ny studie som publiceras i den vetenskapliga tidskriften Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) har forskare vid Umeå universitet för första gången kvantifierat vätskeflödet mellan hjärnvävnad och hjärnvätska hos människor. Resultaten ger ett nytt, mer nyanserat perspektiv på det så kallade glymfatiska systemet.

Det glymfatiska systemet har beskrivits som hjärnans eget renhållningssystem, där cerebrospinalvätska sköljer genom hjärnvävnaden och för bort slaggprodukter. En försämrad städfunktion tros kunna leda till ansamling av till exempel beta-amyloid i hjärnan, vilket är ett typiskt fynd vid Alzheimers sjukdom.

Hittills har kunskapen kring glymfatiska flöden till stor del byggt på djurförsök. I den nya studien har forskarna använt avancerad magnetkamerateknik och matematiska modeller för att mäta hur snabbt vätska faktiskt transporteras mellan olika delar av hjärnan hos människa.

–Vi kan nu visa att inflödet av hjärnvätska till hjärnvävnaden är betydande och i samma storleksordning som den totala produktionen av hjärnvätska, säger Anders Eklund.

Samtidigt visar resultaten att detta inflöde inte automatiskt leder till att vätska lämnar hjärnan via separata ”avloppsvägar”. I stället tyder analyserna på att en stor del av vätskan återcirkulerar tillbaka till det subaraknoidala rummet – det vätskefyllda utrymmet runt hjärnan.

Detta innebär att hjärnans vätskesystem sannolikt består av två delvis oberoende processer: ett system som reglerar den totala omsättningen av hjärnvätska, och ett lokalt utbytes‑ och renhållningssystem mellan hjärnvätska och hjärnvävnad.

– Våra resultat hjälper till att förena klassiska modeller för hjärnvätskecirkulation med modern glymfatisk teori, och ger en kvantitativ grund för att studera vad som händer när denna balans rubbas vid sjukdom, säger Anders Wåhlin.

Nästa steg är att använda metoden i studier på patienter för att undersöka om inflödet av vätska till hjärnvävnaden är nedsatt, och om ett sådant försämrat flöde samvarierar med hur mycket slaggprodukter som ansamlas i hjärnan. Därmed kan vi pröva om denna mekanism bidrar till sjukdomsutveckling vid till exempel Alzheimers sjukdom, normaltryckshydrocefalus och andra neurodegenerativa tillstånd.

Kontakter:
Anders Wåhlin Professor tillämpad fysik, Umeå universitet, anders.wahlin@umu.se
Jan Malm, Professor neurologi, Umeå universitet, jan.malm@umu.se
Anders Eklund, Professor medicinsk teknik, Umeå universitet, anders.eklund@umu.se

Deltagande institutioner vid UmU: Tillämpad fysik och elektronik, Kliniska vetenskaper, Fysik samt Diagnostik och intervention.

Infrastrukturer: Umeå center för funktionell hjärnavbildning – UFBI, PET/MR vid Cancercentrum samt Medicinsk teknik FoU vid Region Västerbotten.

Finansiering: Stiftelsen för Strategisk Forskning och Vetenskapsrådet.

Tillbaka till nyhetslistan