Kan i fremtiden behandle demens gjennom hjernevæsken

Allerede for mer enn to tusen år siden beskrev greske Hippokrates, legekunstens far, at hjernen vår er pakket inn i hjernevæske. Her snakker vi om halvannen kilo hjerne som bader i halvannen desiliter væske. Helt frem til i dag har legene tenkt at hjernevæsken først og fremst er til for å beskytte hjernen mot alvorlige støt. Denne beskyttelsen er grei å ha når fotballspillere over hele verden knaller ballen med hodet. Uten hjernevæsken ville hjernen ha blitt ristet i fillebiter.

Tidligere tenkte man at hjernevæsken omsluttet hjernen, men at den ikke trengte inn i hjernen – i hvert fall ikke mer enn noen millimeter.

– Mange tror at hjernen og hjernevæsken lever to forskjellige liv. Det er klart at hjernevæsken beskytter hjernen mot rystelser, men den er langt viktigere enn dette. Her har det de siste ti årene skjedd et paradigmeskifte, poengterer Per Kristian Eide, som både er professor i medisin ved UiO og seksjonsoverlege på nevrokirurgisk avdeling ved Rikshospitalet.

Forskningen hans viser at hjernevæsken betyr langt mer for hjernehelsen enn det man tidligere har trodd.

Dypdykket

For å skjønne dette må vi ta et dypdykk i hvordan hjernevæsken fungerer. Men aller først må vi poengtere, for ikke å få hele legestanden etter oss, at hjernevæsken ikke er verdens beste begrep. Hjernevæsken kalles egentlig for cerebrospinalvæske. Den fyller både hjernen og ryggmargskanalen, men i resten av denne artikkelen kaller vi altså cerebrospinalvæsken ene og alene for hjernevæsken.

For å skjønne hva hjernevæsken gjør, må vi først ta en titt på blodårene. I hjernen finnes det ufattelige 650 kilometer med blodårer. Brorparten er svært tynne. Det er bare ti mikrometer mellom dem og hjernecellene. Hvis alle blodårene blir lagt ved siden av hverandre, vil de dekke ikke mindre enn tjue kvadratmeter.

Hjernevasker giftstoffer

Hjernen trenger enorme mengder med energi. Selv om hjernen bare veier to prosent av kroppsvekten, bruker den en femtedel av all den energien vi har. Energien blir fraktet med blodet.

Når energien brukes, dannes skadelige avfallsstoffer. De er giftige. Hjernen er derfor nødt til å kvitte seg med dem. En del av avfallsstoffene fraktes ut igjen med blodet. Hvis avfallsstoffene ikke blir vasket ut, kan det bære galt av sted. Uheldigvis tar ikke blodet med seg alt. Heldigvis har vi også en annen mulighet.

– Også hjernevæsken vasker ut avfallsstoffer.

Eksempler på farlige stoffer som blir fraktet ut med hjernevæsken, er proteinene amyloid og tau, de to giftstoffene som avleires i hjernen hos Alzheimer-pasienter.

– Dårlig hjernevask kan være en fellesnevner for mange demenssykdommer, slik som Alzheimer, Parkinsons sykdom og voksenvannhode.

Voksenvannhode er en spesiell demenstilstand hos voksne. Disse pasientene har unormal transport av hjernevæske. Dette er den eneste demenssykdommen som kan behandles med et kirurgisk inngrep. Trikset er å drenere ut noe av hjernevæsken. Selv om voksenvannhode er en lite kjent diagnose blant oss vanlige dødelige, har et par svenske forskerteam, uavhengig av hverandre, slått fast at fem prosent av alle over åtti år lider av dette.

– Med den nye kunnskapen om hjernevæske kan vi nå forstå en rekke hjernesykdommer på en ny måte.

Hjernen er ikke isolert

Per Kristian Eide har i mer enn tjue år forsket på hjernevæskesykdommer. De siste sju årene ha han tatt et dypdykk i hvordan hjernevæsken tar med seg stoffer ut av hjernen. Her har han sett på molekyler som er opptil femti ganger større enn vannmolekyler.

Hjernevæsken har forbindelse med hele hjernen. Hjernevæsken flyter på utsiden av blodårene og inn i vevet i hjernen. Det er med andre ord en åpen forbindelse fra utsiden av hjernen og inn i alle områdene i hjernen langs de små blodårene.

– Vi kan derfor se på hjernen som en svamp.

Og vel så viktig: Hjernevæsken kan ta med seg stoffer både inn i og ut av hjernen. Rundt hjernen er det en hjernehinne.

– Tidligere har man tenkt at hjernehinnen er ugjennomtrengelig, det vi si at det var en barriere rundt hjernen som sørger for at fremmede stoffer ikke kommer inn i hjernen.

For noen år siden oppdaget forskere at hjernehinnene utenfor hjernen har lymfeårer. Da skjønte de at hjernen ikke var så isolert fra omgivelsene som de tidligere hadde trodd.

Per Kristian Eide har gjennom en mengde MR-bilder vist at hjernevæsken går inn i hele hjernen.

Hjernevæsken fortsetter også inn hjernehinnen og skallebeinet.

– Den nye forståelsen gir oss muligheten til å se på nye måter å behandle sykdommer på. Poenget er å kunne angripe sykdomsprosesser som befinner seg utenfor blodårene. Det er helt vesentlig.

Også andre hjernesykdommer

Demenssykdommer er ikke de eneste sykdommene Per Kristian Eide tenker på. Hjernevæsken er også viktig for å forstå hjernekreft. Forklaringen er at en del av svulstene kan spre seg utenfor blodårene. Andre sykdommer er hjerneblødninger og hjernehinneblødninger. Blødningene skaper kaos. I verste fall kan transportveiene på utsiden av blodårene stenges.

– Med den nye forståelsen vår er det vanskelig å tenke seg at det finnes hjernesykdommer der hjernevæsken ikke har noen betydning.

Hjernevæsken er en spinalvæske som ikke bare finnes i hjernen og i ryggmargen. Hjernevæsken kommuniserer både med hjernen, hjernehinnen og hjerneskallen.

Før den nye erkjennelsen av hvordan hjernevæsken fungerer, har medisinerne tenkt seg et vanntett skott mellom hjernen og immunforsvaret i kroppen.

Det er ikke lenger riktig. Det betyr at immunstoffer kan komme inn i hjernen via hjernevæsken. Det kan bety noe for forståelsen av Covid-19.

– Covid-19 fører til nevrologiske symptomer i hjernen og kan gi diffuse ting som hodepine.

En annen sykdom som kanskje kan forklares med feil immunrespons i hjernen, er den kroniske utmattelsessykdommen fatigue. Også her er muligheten til stede for at immunreaksjoner fra utsiden påvirker hjernen.

– Dette er en viktig brikke for å kunne forstå hvordan denne sykdommen fungerer.

Kort fortalt:

– Hjernevæsken har langt større betydning for hjernehelsen enn det man trodde for bare noen få år tilbake.

Pasienter med Parkinsons sykdom danner et giftstoff i hjernen som kalles alfa-synuclein. Stoffet avleires fordi det ikke blir vasket godt nok ut. I dag kan pasienter med denne sykdommen få tabletter med virkestoffet levodopa, som omdannes til dopamin når det kommer inn i hjernen. Dopamin er et viktig signalstoff for at nervecellene i hjernen skal kunne sende impulser til hverandre. Virkestoffet blir fraktet med blodet til hjernen. Problemet er at hjernen har et ekstra beskyttelseslag rundt blodårene for å beskytte hjernen mot bakterier og giftige stoffer. Denne blod-hjerne-barrieren er kroppens egen mekanisme for å hindre forgiftning i det viktigste organet vårt.

Ettersom det er svært vanskelig å frakte legemidler inn i hjernen med blodet, må legemiddelet gis i større doser. Det fører dessverre til mange bivirkninger.

Tanken er derfor at man i stedet kan behandle Parkinson-pasienter ved å gi legemidler gjennom hjernevæsken.

Matematisk modell

For å komme i mål har Per Kristian Eide et tett samarbeid med forskere fra andre fagområder. Blant dem er matematikere og numerikere på Matematisk institutt ved UiO og Simula-senteret i Oslo.

– Samarbeidet med dem har brakt oss i verdensfronten.

Takket være matematikerne og simuleringsmodellene kan Eide og kollegaene forstå hvordan hjernevæsken beveger seg og endrer seg under sykdom og hvordan hjernevæsken transporterer stoffer utenfor og langs blodårene i hjernen. Her kan de også modellere hvordan avfallsstoffene skilles ut igjen.

– Vi er svært opptatt av evnen vår til å kvitte oss med stoffer via hjernevæsken. Tanken vår er at vi kan bedre hjernehelsen vår ved å bedre forholdene for hjernevæsken. Vi vet ikke nok, men vi vet noe.

Lurt å sove

For å se endringene i hjernen, har Per Kristian Eide også testet ut hva som skjer etter en søvnløs natt. Søvnen fjerner giftstoffer fra hjernen.

– Hjernevasken blir dårligere etter bare én natt uten søvn. Så vi kan slå fast: Akutt søvnmangel er ikke bra for hjernevasken. Det virker også som at fysisk aktivitet påvirker utskiftningen av hjernevæsken i positiv retning.

Medisin via korsryggen

Spørsmålet er hvordan den nye kunnskapen om hjernevæsken kan endre medisinering av hjernesykdommer.

– Tanken vår er at vi i fremtiden skal kunne behandle en rekke hjernesykdommer gjennom spinalvæsken. Her snakker Per Kristian Eide med andre ord om å gi medisinen gjennom korsryggen og inn i spinalvæskerommet. Denne spinalvæsken er en del av hjernevæsken.

– Da kommer medisinene lettere frem. Vi vet nå at vi kan nå hele hjernen ved å gå via spinalvæsken. Det er et stort gjennombrudd. Da kan medisinene komme frem til der sykdomsprosessen foregår.

– Antall behandlinger vil være avhengig av de underliggende sykdommene, sier Per Kristian Eide.

Den store drømmen hans er at den nye kunnskapen om hjernevæsken kan føre til persontilpasset behandling.

– Vi vil gjerne forstå hjernevæsken så godt at vi kan gi målrettet behandling. Da må vi vite hvor mye av medisinen som kommer frem. Den nye kunnskapen vil ha stor betydning for å forstå og behandle sykdommer. Det er jeg helt sikker på.