Aivojen omat puhdistusmekanismit ovat aktiivisimmillaan unen aikana. Nyt tutkijat ovat osoittaneet, että aivojen luonnollista puhdistumisprosessia voidaan tehostaa myös valveilla ollessa. Uudenlainen vasomekaaninen hoito lisäsi haitallisten proteiinien poistumista koehenkilöiden aivoista. Oulun yliopiston ja yliopistollisen sairaalan tutkimuksessa hoidon vaikutuksia tutkittiin terveillä aikuisilla. Tutkimus julkaistiin Nature Communications -lehdessä tiistaina 3. marraskuuta.

Tutkijoiden mukaan löydökset avaavat kokonaisen uuden tutkimussuunnan aivojen puhdistusmekanismien hyödyntämiseksi dementoivien aivorappeumasairauksien varhaisessa diagnostiikassa, ehkäisyssä ja hoidossa.

– Alzheimerin taudille ja monille muille dementoiville sairauksille on ominaista haitallisten proteiinien hidas kertyminen aivoihin vuosikymmenten aikana. Kun iän myötä hiljalleen hiipuvaa aivojen omaa puhdistusjärjestelmää voidaan nyt turvallisesti tehostaa ihmisten vielä ollessa terveitä, voi tulevaisuudessa olla mahdollista ennaltaehkäistä näitä sairauksia, tai ainakin hidastaa niiden etenemistä, kertoo Oulun yliopiston toiminnallisen neurokuvantamisen tutkimusryhmän johtaja, professori Vesa Kiviniemi tiedotteessa.

Aiemmat, hiirillä tehdyt tutkimukset ovat osoittaneet, että verenpaineen tilapäinen alentaminen voi tehostaa aivo-selkäydinnesteen ja siinä olevien suurten molekyylien poistumista aivoista. Nämä havainnot loivat pohjan tutkimusasetelmalle, jossa yhdistettiin verenpainetta laskeva lääkehoito ja Piezo1-kohdennettu koko kehon vibraatiostimulaatio.

Hoidon vaikutuksia tutkittiin 29 terveellä aikuisella vapaaehtoisella käyttäen monimuotoista magneettikuvantamista, fysiologisia mittauksia sekä verestä mitattavia aivoperäisiä biomarkkereita.

Tulokset osoittivat, että haitallisten, dementiaa aiheuttavien proteiinien, kuten beeta-amyloidien, pitoisuudet kasvoivat merkittävästi verenkierrossa. Samanaikainen MRI-kuvantaminen yhdessä puettavan, aivonestekiertoa mittaavan Glymphometer-mittauksen kanssa osoitti selkeitä muutoksia aivojen nestevirtauksissa sekä proteiinipitoisuuksissa.

– Tulokset viittaavat siihen, että aivoista poistui haitallisia proteiineja tavallista tehokkaammin, kertoo tutkimuksen päätutkija, Oulun yliopiston väitöskirjatutkija Johanna Tuunanen.

Aivojen puhdistumisen tiedetään olevan aktiivista unen aikana. Nukahtaessa verenpaine normaalisti laskee, ja samalla aivojen hitaat vasomotoriset ja hengityspulsaatiot tehostuvat, mikä lisää huuhtelevan aivonesteen virtausnopeutta aivokudoksen läpi ja edistää näin kuona-aineiden poistumista kudoksesta.

Tutkimuksessa havaittiin, että verenpainetta hetkellisesti laskeva lääkehoito voimisti hitaita aivopulsaatioita, jotka ajavat aivonesteiden virtauksia. Vaikutus perustui lääkkeen aiheuttamaan ohimenevään typpioksidi-välitteiseen verisuonten laajenemiseen.

– Vaikutus muistutti suurelta osin niitä fysiologisia muutoksia, joita olemme aiemmin nähneet tapahtuvan unen aikana. Tämä tekee löydöksestä erityisen kiinnostavan aivojen omien puhdistusmekanismien tehostamisen näkökulmasta, Tuunanen sanoo.

Koko kehon rytmisesti annettu vibraatiohoito puolestaan aktivoi verisuoniston mekaanisia Piezo1-kanavia, joiden tiedetään osallistuvan verisuonten toiminnan säätelyyn ja etenkin supistumiseen. Aiemmissa eläintutkimuksissa Piezo1-aktivaatio on yhdistetty tehostuneeseen aivokalvojen imunestekiertoon, minkä lisäksi sen on osoitettu vähentävän aivojen beeta-amyloidi-kuormaa.

Tutkijat mittasivat verestä useita liukoisia aivoperäisiä proteiineja, kuten beeta-amyloidit 40 ja 42 sekä GFAP-proteiineja, joiden kaikkien pitoisuudet kasvoivat verenkierrossa hoidon jälkeen. Magneettikuvauksissa tutkijat havaitsivat lisäksi muutoksia erityisesti aivojen suurten laskimoiden alueella sekä nestepitoisuuksissa.

– Saimme ensimmäistä kertaa näyttöä siitä, että aivoperäisiä proteiineja kulkeutui suoraan aivojen takaosan suuriin laskimoihin, mitä ei ole koe-eläimilläkään aiemmin kyetty havaitsemaan. Lisäksi nyt pystymme poistamaan proteiinia liukoisessa muodossa ennen kuin se jähmettyy. Tämä on erittäin tärkeää, sillä kudokseen jähmettyneen proteiinin poistaminen aivoista voi olla lähestulkoon mahdotonta, Kiviniemi sanoo.

Uudet tutkimustulokset ovat Kiviniemen mukaan erittäin lupaavia.

– Seuraava askel on selvittää, millaisia hyötyjä hoidosta voisi olla varhaisen vaiheen muistihäiriöpotilaille. Suunnittelemme parhaillaan jatkotutkimuksia yhteistyössä muiden alan johtavien asiantuntijoiden kanssa.

Aamuset-kaupunkimedia (AKM)