Hjernens vaskemaskine nægter at gå på pension

Hjernen svømmer i en væske, hjernevæsken eller cerebrospinalvæsken, som den også hedder.

Denne væske beskytter ikke bare hjernen mod slag, men er også hovedingrediensen i det system, der renser hjernen for affaldsstoffer.

Faktisk producerer vi mennesker en halv liter hjernevæske i døgnet. Det er den eneste måde, hvorpå vi kan få affaldsstoffer ud af hjernen, så den ikke holder op med at virke.

Man kan sammenligne hjernevæsken med vandet i vaskemaskinen. Her er man også nødt til at fylde vand på for at skylle snavset af tøjet efter vaskefasen.

Det er i lang tid blevet foreslået, at produktionen af hjernevæske falder med alderen, og at dette fald måske bidrager til kognitivt forfald hos ældre.

Den tanke slår et nyt studie imidlertid til jorden, idet studiet viser, at produktionen af hjernevæsken forbliver høj hele vejen gennem livet - i hvert fald hos rotter.

Selvom produktionen af hjernevæsken ikke ændrer sig meget gennem livet, betyder det dog ikke, at den nye indsigt i de mekanismer, som er ansvarlige for produktionen af hjernevæsken, er uinteressant.

Ved at manipulere produktionen af hjernevæske vil det nemlig være muligt at kunne gøre noget ved sygdomme, som vi i dag har svært ved at behandle.

“Disse forsøg viste, at selve dynamikken i produktionen af hjernevæske forbliver uændret over tid. Der var nemlig ingen forskel mellem de unge og gamle rotter,” siger professor Nanna MacAulay fra Institut for Neurovidenskab ved Københavns Universitet.

Forskningen er offentliggjort i Nature Communications.

Menneskehjerner er stadig et lukket land

Formålet med studiet var egentlig at kvantificere, hvor meget produktionen af hjernevæske falder med alderen og hvorfor.

Tanken var den, at man så ville vide, hvordan og hvor meget man skulle øge produktionen for at beskytte hjernen mod neurodegeneration.

Da man ikke kan måle hjernevæskeproduktion akkurat hos mennesker, og slet ikke hos raske mennesker, studerede forskerne i stedet produktionen af hjernevæske hos rotter.

Forskerne målte på forskellige facetter af hjernevæskedynamikken, fra rotterne var helt unge, til de var to år gamle.

En to år gammel rotte svarer omtrent til et menneske i 70-års-alderen — altså en tydeligt aldrende, men ikke skrøbelig hjerne.

Gamle hjerner holder gang i renseanlægget – og forskerne tog tid på skyllecyklussen

Produktionen af hjernevæske sker i plexus choroideus — et slags fintmasket filter af blodkar, der ligger som små frynser i hjernens væskefyldte hulrum.

Her sidder specialiserede celler, der pumper salt og vand fra blodet over i hjernen og dermed holder en konstant strøm af frisk hjernevæske i gang.

Først og fremmest målte forskerne, hvor hurtigt hjernevæsken bliver produceret af plexus choroideus, og om der sker et fald med alderen.

Forskerne sprøjtede en farvet væske ind i rotternes hjerner og fulgte, hvordan den blev skyllet tyndere og tyndere, mens den strømmede gennem hulrummene.

Hvor hurtigt farven forsvandt, afslørede, at selv gamle rotter producerede næsten lige så meget ny hjernevæske som unge — cirka 0,4 milliliter i timen.

“Disse forsøg viste, at selve dynamikken i produktionen af hjernevæske forbliver uændret over tid. Der var nemlig ingen forskel mellem de unge og gamle rotter,” siger Nanna MacAulay.

Gamle hjerneceller arbejder lige så hårdt som de unges

Forskerne tjekkede også cellernes “arbejdsmanualer” — de gener, der får dem til at bygge de proteiner (som Na⁺/K⁺-ATPase), der pumper væske ind i hjernen.

Teorien var den, at der over tid blev produceret færre af de proteiner, der er ansvarlige for at transportere hjernevæsken ind i hjernen. Fejl i disse proteiner eller mangel på dem er nemlig mistænkt for at være en del af sygdomsbilledet ved nogle neurodegenerative sygdomme.

Her fandt forskerne dog heller ingen forskel mellem unge og gamle rotter.

Sådan testede de hjernens skyllecyklus

Forskerne fandt heller ingen forskel på cellerne, da de undersøgte dem under et elektronmikroskop. Faktisk var cellerne så identiske, uanset om de kom fra en ung eller gammel hjerne, at forskerne først troede, at de havde lavet en fejl.

Endelig målte forskerne også stofskiftet i plexus choroideus-vævet (det væv, der producerer hjernevæske) for at se, om stofskiftet faldt med alderen. Her var der ingen tegn på, at generne blev sløvere med alderen.

De målte også, hvor meget energi cellerne i plexus choroideus brugte — og her lå stofskiftet stabilt, omkring tre gange højere end i væv som nyre og tarm, som ellers også flytter store mængder væske.

“Alt peger på, at produktionen af hjernevæske ikke falder med alderen, og det må skyldes, at denne funktion er vigtig for at opretholde en funktionel hjerne,” siger Nanna MacAulay.

Sådan vil forskerne finde svaret hos mennesker

Selvom man ikke kan trække lige tråde mellem det, som sker hos rotter, og det, som sker hos mennesker, fortæller Nanna MacAulay, at det er meget svært at forestille sig, at man kan lave lignende forsøg hos mennesker.

Årsagen er meget simpelt den, at man ikke etisk kan forsvare at stikke nåle ind i hjernen på raske mennesker for at trække hjernevæske ud.

Det kommer simpelthen med for mange risici.

Dog arbejder forskerne på udvikling af metoder, der gør dem i stand til at måle produktionen af hjernevæske ikke-invasivt hos mennesker med magnetisk resonans.

“Det er vi ved at kigge på nu, så vi kan undersøge hos patienter med kognitivt forfald, om der også sker et fald i produktionen af hjernevæske,” fortæller Nanna MacAulay.

Kan vi en dag styre hjernens væskestrøm?

Ifølge Nanna MacAulay er der mange interessante perspektiver i at blive klogere på produktionen af hjernevæske, og hvordan sygdom kan ændre på produktionen.

For eksempel findes der sygdomme, hvor hjernevæskedynamikken er forstyrret. Det kan give sig udslag i hydrocefalus (vand i hovedet).

Denne tilstand kan opstå som følge af en medfødt defekt, efter en hjerneblødning eller som normaltrykshydrocefalus, der af ukendte årsager kan observeres i op mod to pct. af ældre mennesker.

“Derfor vil det have medicinsk interesse, hvis vi kan finde ud af, hvordan vi kan sænke produktionen af hjernevæsken. Men man kan i princippet også justere de samme mekanismer til at producere mere hjernevæske, hvis det for eksempel viser sig, at det hos ældre med kognitivt forfald er en del af sygdomsbilledet,” siger Nanna MacAulay.