Aivojen puhdistusjärjestelmää ylläpitävät pulsaatiot täysin poikkeavia Alzheimer-potilailla

”Sekä pulssiaaltojen etenemisnopeus että niiden suunta eroavat Alzheimer-potilailla verrattuna terveisiin verrokkeihin. Osassa aivoja, muun muassa hippokampuksen ja päälaenlohkojen alueella, pulssiaallot kulkivat vastakkaiseen suuntaan kuin terveillä. Näillä aivojen osilla on tärkeä rooli muistitoiminnoissa”, kertoo päätutkijana toiminut Zalán Rajna Oulun yliopiston toiminnallisen neurokuvantamisen ja biosignaalianalyysin tutkimusryhmistä.

Glymfaattisen järjestelmän tehtävä on puhdistaa aivoja kuona-aineista. Ihmisellä järjestelmä toimii syvän unen aikana. Jos puhdistusjärjestelmässä esiintyy häiriöitä, aivoihin kertyy kuona-aineita, mikä puolestaan johtaa aivojen ennenaikaiseen rappeutumiseen. Glymfaattisen järjestelmän ajava voima syntyy sydämen lyöntien, hengityksen liikkeen ja verisuonten sykinnän eli pulsaation seurauksena. Pulsaatiota mitataan nopealla toiminnallisella magneettikuvantamismenetelmällä.

Alzheimerin taudissa aivoihin kertyy erityisesti kahta kuona-ainetta, beeta-amyloidia ja tau-proteiinia, jotka vaurioittavat aivoja heikentäen muistia ja tiedonkäsittelyä. Tutkimuksissa on havaittu, että Alzheimerin taudissa haitallista amyloidiplakkia muodostuu paitsi aivokudoksen, myös aivoverisuonten ympärille, mikä jäykistää suonta.

”Havaitsimme, että sykäyspulssien saapuessa pulssit etenevät Alzheimer-potilailla epätasaisesti: pienissä suonissa liian nopeasti ja suurissa suonissa liian hitaasti”, Rajna sanoo.

Sitä ei vielä tiedetä, johtuuko amyloidiplakin kertyminen Alzheimer-potilaan aivoihin poikkeavasta pulsaatiosta vai aiheuttaako verisuonten ympärille kertyvä plakki pulsaatiossa havaitut poikkeavuudet.

Glymfaattinen järjestelmä kuvattiin ensimmäisen kerran vuonna 2012 tanskalaisprofessori Maiken Nedergaardin tutkimusryhmän toimesta, minkä jälkeen se ollut aktiivisen tutkimuksen kohde. Viime vuonna Oulun yliopiston toiminnallisen neurokuvantamisen tutkimusryhmä julkaisi uuden menetelmän, jolla pystytään magneettikuvantamaan glymfaattisen järjestelmän toimintaa ja siinä tapahtuvia muutoksia. Jo tuolloin havaittiin, että Alzheimerin tautia sairastavilla potilailla aivojen verisuonten sykintä eroaa terveistä verrokeista.

Nyt julkaistu tutkimus sukeltaa aiempaa syvemmälle ja kuvaa hyvin tarkasti yksittäisten pulssiaaltojen poikkeavuudet Alzheimerin tautia sairastavien aivoissa. Löydöksellä on ratkaiseva merkitys Alzheimerin tautiin johtavien dynaamisten aivomekanismien ymmärtämisessä ja pitkällä tähtäimellä taudin ennaltaehkäisyssä ja hoidossa.

Suomessa on arviolta 200 000 dementiapotilasta. Heistä noin 70 % sairastaa Alzheimerin tautia. Vaikka Alzheimerin tautia ei vielä nykyhoidoilla kyetä parantamaan eikä sen etenemistä pysäyttämään, voi tautia ennaltaehkäistä huolehtimalla hyvästä verisuoniterveydestä sekä riittävästä ja laadukkaasta unesta.

Tutkimusta ovat rahoittaneet Suomen Akatemia, Suomen Aivosäätiö, Jane ja Aatos Erkon säätiö ja Infotech Oulu.

Tutkimustulokset julkaistiin arvostetussa Brain-tiedelehdessä.

Tutkimusjulkaisu: Zalán Rajna, Heli Mattila, Niko Huotari, Timo Tuovinen, Johanna Krüger, Sebastian C Holst, Vesa Korhonen, Anne M Remes, Tapio Seppänen, Jürgen Hennig, Maiken Nedergaard, Vesa Kiviniemi, Cardiovascular brain impulses in Alzheimer's disease, Brain, 2021;, awab144, https://doi.org/10.1093/brain/awab144