Mozek na bodu zlomu

Studie, která protáhla a napnula nervová spojení, by mohla poskytnout náhled do traumatických úrazů

Neočekávané síly způsobují u submikroskopického chodu uvnitř axonů přerušení, což vede k otoku a poškození axonů, ukazuje nová studie. Práce může mít pozitivní důsledky pro pochopení traumatického poškození mozku.

Pevné dráhy se u spojení mozkových buněk ohýbají a přerušují, uvedli vědci. Toto zjištění by mohlo pomoci k pochopení toho, co přesně se stane, když dochází k traumatickým mozkovým zraněním.

Až 20 procent vojáků v boji a zhruba 1,4 miliony amerických civilistů utrpí každý rok traumatické poranění mozku. Avšak mechanismy u těchto zranění zůstávají stále utajeny.

Nový výzkum, popsaný na výročním zasedání American Association for the Advancement of Science 19.února, přesně naznačuje, jak rána do mozku narušuje tento složitý orgán.

Mozek není jako srdce. Ztratíte-li určité procento ze svého srdečního svalu, pak budete mít určitý srdeční výdej, "říká Geoffrey Manley, neurolog na University of Kalifornia v San Francisco. Mozek je spíše orgánem spojů. Autonehody, výbuchy bomb a pády mohou poškodit tato složitá spojení, a dokonce ničí malý počet z nich, který může způsobit ničivé škody.

"Můžete mít velmi malé poranění na velmi malé dráze, které může mít fenomenální vliv," říká Manley, kteří se neúčastnil studie. Jedním z výzkumných úkolů u poranění mozku, říká, je ten "do něhož ve skutečnosti nezahrnujeme tuto myšlenku funkčního spojení.

Nedávno výzkumníci zjistili, že náhlé rány mohou způsobit škody na dlouhých vláknech, které sahají od mozkových buňek tzv. axonů, a někdy také mohou narušit spojení mezi mozkovými buňkami. Výzkumníci ale přesně nevěděli, co prasklo uvnitř axonu. Nový výzkum vedený Douglasem Smithem z University of Pennsylvania a kolegy, objevil, že malé dráhy s názvem mikrotubules jsou poškozené uvnitř axonů a to silami podobným těm, které způsobují traumatické poranění mozku.

Mikrotubuly jsou rozšířené po celé délce axonů a slouží jako "superdálnice k přenosu bílkovin," říká Smith. Mozkové buňky spoléhají na mikrotubuly, aby přesunuly důležitý buněčný materiál do konce axonů. Když Smith a jeho kolegové rychle natáhli mozkové buňky rostoucí na silikonové membráně, mikrotubuly se uvnitř axonů okamžitě ohnuly a zlomily, a došlo k vylití jejich obsahu. "Toto odpojení na různých diskrétních bodech znamená katastrofu" říká Smith. "Microtubuly jsou nejtužší součástí axonů, a nelze tolerovat toto rychlé, dynamické roztažení."

Smith upozorňuje, že doba trvání působícího stresu je rozhodující v tom, jak dobře budou axony a mikrotubuly odolávat poškození. Axony se dokáží přizpůsobit postupnému natahování, říká Smith. Avšak náhlé síly, které vzniknou u výbuchů a autonehod, zapříčiní prasknutí.

Ve svých laboratorních experimentech s mozkovými buňkami na silikon byli schopni výzkumníci minimalizovat škody mikrotubulů pomocí léků s názvem Taxol, běžně používaných k léčbě rakoviny. Ale je ještě příliš brzy na to, aby mohli říci, zda bude lék účinkovat u lidí s traumatickým poraněním mozku.

Přesné zjištění toho, co se děje u traumatického zranění mozku, by mohlo vést k novým způsobům, jak pomoci pacientům, říká Manley.

Autor: Dina Velichová

Zdroj:
http://www.sciencenews.org/view/generic/id/56455/title/Brain_at_the_breaking_point