Znajdź zawartość

Na całym świecie na epilepsję cierpi około 50 milionów osób, co czyni ją jedną z najbardziej rozpowszechnionych chorób neurologicznych. Około 70% z nich mogłoby nie doświadczać napadów padaczkowych, gdyby zostali odpowiednio zdiagnozowani i leczeni. Niestety, w przypadku części osób leki nie działają. Polsko-włoski zespół z Wydziału Fizyki UW oraz Istituto Neurologico Carlo Besta przeprowadził badania, które mogą pomóc lepiej zrozumieć mechanizm powstawania napadów padaczkowych, a tym samym przyczynić się do powstania doskonalszych leków. Przez dekady sądzono, że napad epilepsji rozwija się, gdy dochodzi do pobudzenia kolejnych neuronów. Jednak w latach 80. ubiegłego wieku naukowcy stwierdzili, że napad padaczkowy nie wymaga komunikacji pomiędzy synapsami. Można ją zablokować, a napad będzie trwał nadal. Później, podczas kolejnych eksperymentów, uzyskano wyniki sugerujące, że indukcja i synchronizacja napadów padaczki może mieć przyczyny nie synaptyczne, ale jonowe, mówi współautor najnowszych badań, doktor Piotr Suffczyński z Wydziału Fizyki UW. Neurony są komórkami naładowanymi elektrycznie. Wewnątrz nich i na zewnątrz zgromadzone są jony dodatnie i ujemne, tworzące potencjał spoczynkowy błony komórkowej. Gdy jony przepływają przez błonę, neurony zmieniają potencjał i generują impulsy elektryczne. Do komórki wpływają wówczas jony sodu, odpływają z nich jony potasu. Później, by przywrócić równowagę, pompy sodowo-potasowe wpompowują potas i wypompowują sód. Już w latach 70. XX wieku pojawiła się hipoteza, zgodnie z którą podczas szybkiego wyzwalania neuronów dochodzi do dużego nagromadzenia sodu wewnątrz komórek i potasu na zewnątrz. Duża liczba jonów potasu zwiększa potencjał błony komórkowej, coraz bardziej pobudza neurony, co prowadzi do jeszcze większego gromadzenia się potasu. W ten sposób powstaje napad padaczkowy. W tamtym czasie [hipoteza ta – red.] została odrzucona, ponieważ naukowcy nie byli w stanie wyjaśnić, w jaki sposób dochodzi do zakończenia napadu. Dziś wiemy, że oprócz pomp sodowo-potasowych odpowiadają za to m.in. komórki glejowe w mózgu, które nie tylko odżywiają neurony, ale mają za zadanie usuwać nadmiar potasu z przestrzeni wokół neuronów, wyjaśnia doktor Suffczyński. Naukowcy z Uniwersytetu Warszawskiego wykorzystali więc dane doświadczalne do stworzenia pierwszego kompletnego komputerowego modelu napadu padaczkowego. Składa się on z 1 komórki hamującej, 4 pobudzających, komórek glejowych i otoczenia neuronów. Dzięki niemu udało się nie tylko wykazać, że napad padaczki może rozpocząć się od wyładowań neuronów hamujących w mózgu, ale również dowiedzieliśmy się, jak ustaje napad padaczkowy. Gdy dochodzi do nierównowagi sodowo-potasowej pompy sodowo-potasowe zaczynają pracować bardziej intensywnie. W każdym cyklu przenoszą dwa jony potasu do komórki i trzy jony sodu z komórki. Zatem w cyklu dochodzi do usunięcia jednego jonu dodatniego i obniżenia potencjału elektrycznego komórki. W ten sposób mamy do czynienia z ujemnym przesunięciem potencjału błony i zatrzymania napadu. Nasze wyniki pokazują, że napad padaczkowy jest procesem fizjologicznym wywołanym destabilizacją poziomu potasu w mózgu. Wskazuje to cele dla nowych strategii terapeutycznych, dodaje Suffczyński. « powrót do artykułu

Inżynierowie z MIT-u odkryli, że za pomocą żółtozielonego światła można wyłączyć neurony z ogniska padaczkowego. Najpierw w komórkach tych należy jednak umieścić pewne białko. Efekt takiego zabiegu jest natychmiastowy i odwracalny. Odkrycia zespołu Edwarda Boydena pozwalają nie tylko na leczenie zaburzeń neurologicznych, ale także rzucają nieco – nomen omen - światła na rolę spełnianą przez różne typy neuronów w prawidłowych obwodach neuronalnych. Dzięki temu da się stwierdzić, co konkretnie ulega zakłóceniu i na czym polega usterka. Mamy nadzieję umożliwić stworzenie szerokiej platformy molekularnych narzędzi do kontrolowania aktywności mózgu. Oznacza to nowe narzędzia terapeutyczne, ale również nowe sposoby badania funkcjonowania mózgu – przekonuje Boyden. Po raz pierwszy Amerykanin zademonstrował użycie światła do zmniejszenia aktywności mózgu w 2007 roku. Próby prowadzono jednak na komórkach, a nie na żywych organizmach i dodatkowo wyciszenie nie było zbyt precyzyjne. Obecnie naukowcy z MIT-u wykorzystali inne białko o nazwie Arch. Silniej hamuje ono neurony, oddziałuje na większą część tkanki i może być pobudzane wielokrotnie, ponieważ w ciągu milisekund od aktywacji światłem powraca do stanu pierwotnego. Z białkiem Arch wyciszanie mózgu jest niesamowicie precyzyjne i cyfrowe. To drugie było bardziej jak gałka do skręcania i pogłaśniania dźwięku. Amerykanie odwołali się do podejścia zwanego optogenetyką. Najpierw, a to działka inżynierów genetycznych, należało sprawić, by w neuronach żywych myszy dochodziło do ekspresji białka Arch, które działa jak pompa protonowa – przeprowadza protony przez błonę komórkową, by zmienić napięcie komórki. Pompy protonowe są światłoczułe, dlatego pod wpływem pobudzenia żółtozielonym światłem usuwają protony z komórki. Wskutek tego dochodzi do spadku napięcia wewnątrz neuronu i zatrzymania wyładowywania się, czyli przesyłania informacji. Wcześniej badacze posługiwali się inną światłoczułą pompą – integralnym białkiem błonowym halorodopsyną. Zmienia ona napięcie komórki, wprowadzając do wnętrza jony chlorkowe. Wyniki ich jednak nie zadowoliły, dlatego szukali lepszej pompy chlorkowej wśród licznych bakterii, roślin i grzybów. Szybko okazało się, że żadna pompa chlorkowa nie zapewniała żądanego stopnia kontroli, ale u archeowców Halorubrum sodomense z Morza Martwego odkryto idealną pompę protonową Arch. Nowa pompa regeneruje się w ciągu milisekund. Zanim halorodopsyna nadawała się do ponownego użycia, mijały minuty. To daje szanse na szybkie porównywanie pracy poszczególnych rodzajów neuronów w różnych warunkach, np. przy wykonywaniu różnorakich zadań. Na potrzeby eksperymentu naukowcy z MIT-u wszczepiali do mózgów myszy zewnętrznie sterowane źródła światła. Były one bezprzewodowe, co znacznie ułatwiło obsługę. By ocenić bezpieczeństwo i potencjał metody w zakresie leczenia padaczki, przewlekłego bólu i zespołu stresu pourazowego, grupa Boydena prowadzi przedkliniczne testy z udziałem nieczłowiekowatych naczelnych. Pracownicy MIT-u odkryli również inne pompy protonowe, którą aktywuje się za pomocą światła niebieskiego bądź czerwonego. W przyszłości zamierzają wypróbować nowe narzędzia na obwodach związanych z poznaniem i emocjami oraz określić, czy są one skuteczne i niegroźne dla małp.

Naukowcy z Newcastle University jako pierwsi utrwalili spontaniczną aktywność nerwową w tkance usuniętej podczas operacji z mózgów osób chorych na padaczkę. Wg nich, umożliwia to opracowanie skuteczniejszych metod terapii epilepsji (Proceedings of the National Academy of Sciences). Zespół doktora Marka Cunninghama wykazał, że powiązane z padaczką szczególne wzorce fal mózgowych są raczej wywoływane przez elektryczne, a nie chemiczne połączenia między neuronami. Oznacza to, że tradycyjne leki są nieprzydatne. Do tej pory mogliśmy jedynie naśladować epilepsję na zwierzęcych modelach, ale to nigdy nie zapewni prawdziwego obrazu tego, co naprawdę dzieje się we wnętrzu mózgu chorego na padaczkę. Nasze odkrycia pozwalają zrozumieć, co przebiega nie tak, a to ważny krok naprzód w pracach nad terapiami przyszłości. Na początku u pacjentów z epilepsją stosuje się przeciwdrgawkowe leki. Jednak u ok. 30% chorych nie dają one pożądanych rezultatów. Dlatego są oni poddawani operacjom, w ramach których usuwa się tkankę będącą ogniskiem napadów. Akademicy z Newcastle University przeprowadzili swój eksperyment we współpracy z Epilepsy Surgery Group w Newcastle General Hospital i IBM Watson Research Centre w Nowym Jorku. Za zgodą pacjentów przenoszono wycinaną im tkankę do laboratorium i tam "oszukiwano", że nadal stanowi część żywego mózgu. Za sprawą informatyków zespół był w stanie utrwalać elektryczną aktywność pojedynczych neuronów oraz całych ich sieci. Porównując uzyskany zapis z aktywnością prawidłowej tkanki, badacze wyizolowali coś w rodzaju szumu – szczególny rodzaj fal (oscylacji), które występują w nietkniętym ludzkim mózgu i stanowią zwiastun napadu. Za pomocą wielu technik eksperymentalnych zespół wykazał, że z dużym prawdopodobieństwem nie jest on kontrolowany przez sygnały chemiczne, brane na cel przez konwencjonalne leki przeciwdrgawkowe, lecz przez oscylacje zależne od bezpośrednich połączeń elektrycznych. To tłumaczy, czemu farmakoterapia jest tak często nieskuteczna.

Po raz pierwszy naukowcy opisali przypadek osoby, która pod wpływem ataków padaczki twierdziła, że przechodzi zmianę płci. W 2006 r. 37-letnia kobieta została przyjęta do jednego z centrów leczenia epilepsji w Niemczech. Uskarżała się na pojawiające się kilka razy w tygodniu nudności, lęk i déjà vu. Oprócz tego wspominała o występującym czasem urojeniu zmiany płci (Epilepsy & Behavior). Naukowcy opowiadali, że w takich sytuacjach pacjentka nie czuła się już kobietą. A oto jedna z jej wypowiedzi: Mam wrażenie transformacji w mężczyznę. Mój głos brzmi np. jak męski. Pewnego razu, kiedy w czasie jednego z epizodów spojrzałam na ramiona, wyglądały jak kończyny mężczyzny, włącznie z męskim owłosieniem. Przed wystąpieniem urojeń 37-latka była zdrowa, w jej historii medycznej nie pojawiały się adnotacje dotyczące jakichkolwiek chorób psychicznych, z wyjątkiem objawów depresji w późniejszej dorosłości. Pacjentka nigdy nie doświadczyła podobnego zjawiska poza napadami drgawek – wyjaśnia Burkhard Kasper z University of Erlangen. Leki przeciwpadaczkowe uwolniły ją zarówno od kłopotliwych urojeń, jak i większości innych symptomów. Podczas badania rezonansem magnetycznym wykryto guz, prawdopodobną przyczynę drgawek. Stwierdzono, że to łagodny zwojakoglejak. Jest on umiejscowiony w prawym jądrze migdałowatym. W sąsiadujących rejonach płata skroniowego obserwowano nieregularną aktywność. Odkrycia Niemców wskazują, że w mózgu istnieją obwody powiązane z postrzeganiem płci. Amygdala z pewnością stanowi ich część, ponieważ już w ramach wcześniejszych studiów stwierdzono, że odpowiada za przetwarzanie tożsamości, w tym stanów emocjonalnych i znajomości obiektów. Dodatkowo zauważono, że elektryczna stymulacja płata skroniowego wzbudza wątpliwości odnośnie do płci. Choć przypadek 37-letniej kobiety wydaje się na razie odosobniony, Kasper podkreśla, że neuropsychologia od zawsze korzystała ze zdobywanych w ten sposób danych. Chorej nie zostaną wszczepione elektrody, które pomagają monitorować i kontrolować epilepsję, ponieważ dobrze zareagowała na leki. Zamiast tego Kasper i zespół zamierzają opracować test umożliwiający sprawdzenie, jak dobrze ktoś odróżnia płeć. Z pewnością pomogą w tym badania obrazowe.

Badacze z Leeds jako pierwsi zaprezentowali niezbity dowód na istnienie padaczki wywoływanej przez zmutowaną wersję genu Atp1a3. Jak wyjaśnia dr Steve Clapcote, koduje on enzym zwany pompą sodowo-potasową, który reguluje poziom sodu i potasu w neuronach mózgu. Potwierdzono, że nierównowaga tych kationów prowadzi do drgawek (Proceedings of the National Academy of Sciences). To bardzo ważne odkrycie, ponieważ dotąd nie znano przyczyn większości przypadków epilepsji, a leczenie było nieskuteczne aż u 1/3 pacjentów. Rolę genu Atp1a3 potwierdzono dzięki specjalnemu szczepowi myszy Myszkin, nazwanemu tak na cześć księcia Myszkina, bohatera Idioty Fiodora Dostojewskiego. Myszy miały wadliwie działającą jego wersję. Naukowcy wykazali, że gryzonie cierpią na spontaniczne napady drgawek, którym towarzyszy aktywność mózgu typowa dla padaczki. By potwierdzić, że drgawki miały rzeczywiście charakter epileptyczny, myszom podano lek stosowany u chorych na padaczkę ludzi – kwas walproinowy. Okazało się, że ataki występowały rzadziej i były lżejsze. Clapcote podkreśla, że od dawna wiedziano, że wstrzyknięcie strofantyny (ouabainy), inhibitora pompy sodowo-potasowej, wywołuje u szczurów drgawki, stąd testowana teoria. Kiedy gryzonie ze szczepu Myszkin skrzyżowano z myszami wyposażonymi w dodatkową kopię genu Atp1a3, ponadnormatywna wersja całkowicie usuwała objawy padaczki. Nasze wyniki są bardzo obiecujące, ale czeka nas jeszcze długa droga, zanim doprowadzą one do nowych metod terapii. Ludzka wersja genu ATP1A3 w 99% pasuje do mysiej, dlatego zaczęliśmy badać próbki DNA pacjentów z epilepsją, by sprawdzić, czy także i tu defekty ATP1A3 przyczyniają się do choroby.

Badania nad szarańczami mogą już wkrótce doprowadzić do opracowania nowych, lepszych leków przeciwko objawom wylewu krwi do mózgu oraz takim schorzeniom, jak migrena czy epilepsja - twierdzą kanadyjscy badacze. Zaobserwowali oni u owadów proces niemal identyczny ze zjawiskami towarzyszącymi chorobom człowieka. Autorzy odkrycia, naukowcy z Queen's University, badali zachowania komórek nerwowych szarańczy w momencie zapadnięcia w śpiączkę spowodowaną ekstremalnymi warunkami otoczenia. Stan taki, wywoływany u insektów np. poprzez znaczne podniesienie temperatury lub niedotlenienie, jest łudząco podobny do "wyłączania się" neuronów człowieka w przebiegu niektórych chorób układu nerwowego. Jak zauważono podczas dalszych badań, zachowaniem mózgu można sprawnie manipulować za pomocą leków oddziałujących na jeden ze szlaków sygnalizacji wewnątrzkomórkowej neuronów. Podejrzewa się, że ta sama kaskada sygnałów może odpowiadać za liczne choroby układu nerwowego u człowieka. Sugeruje to, że podobne leczenie u ludzi mogłoby wpływać na próg wrażliwości lub zakres uszkodzeń związanych z migreną i wylewem, tłumaczy doktorant Gary Armstrong, jeden z autorów badań. Najbardziej ekscytujące jest dla mnie to, że w jednym z naszych modeli badawczych opartych na szarańczach wykazaliśmy, iż blokowanie szlaku [sygnalizacyjnego] będącego celem [dla leku] całkowicie blokuje zaburzenia [pracy] mózgu u ponad 70 procent zwierząt, dodaje dr Mel Robertson, także pracujący nad tym zagadnieniem. Jeżeli dalsze badania potwierdzą, że lek działający u szarańczy zadziała równie skutecznie na ludzkie neurony, może on stać się skutecznym środkiem przeciwko licznym chorobom układu nerwowego człowieka.

Nieprawidłowy wzrost w okresie płodowym, manifestujący się niską wagą urodzeniową lub przedwczesnym porodem, wiąże się ze zwiększonym ryzykiem wystąpienia padaczki we wczesnym dzieciństwie (American Journal of Epidemiology). Dr Yuelian Sun z Uniwersytetu w Aarhus opowiada, że do tej pory naukowcy dysponowali sprzecznymi wynikami badań na temat związków epilepsji z wagą urodzeniową i wiekiem ciążowym. Aby ostatecznie rozwiać wątpliwości, Duńczycy wybrali 1,4 mln dzieci, które urodziły się w ich kraju pomiędzy 1979 a 2002 rokiem. Ich losy miały być śledzone przez 24 lata. Okazało się, że 14.334 dzieci hospitalizowano z powodu padaczki (przypadki te zidentyfikowano dzięki wykorzystaniu Duńskiego Narodowego Rejestru Szpitalnego). Gdy malał wiek ciążowy, w którym doszło do porodu, wzrastał wskaźnik epilepsji. Związek ten stawał się jednak słabszy, jeśli padaczkę diagnozowano w późniejszym wieku. Był szczególnie silnie wyrażony w ciągu 5 pierwszych lat życia. Naukowcy przypuszczają, że niedojrzały mózg jest bardziej podatny na wystąpienie nieprawidłowych wyładowań, a więc i drgawek, jeśli w czasie życia płodowego był wystawiony na oddziaływanie czynników ryzyka. Wśród dzieci urodzonych między 22. a 32. tygodniem stwierdzano padaczkę ponad 5-krotnie częściej niż wśród maluchów, które przyszły na świat w 39.-41. tygodniu ciąży. Bardzo podobne rezultaty uzyskano, koncentrując się na wadze urodzeniowej. Jeśli była ona mniejsza niż 2000 gramów, dzieci chorowały na padaczkę 5 razy częściej od brzdąców ważących 3000-3900 g.

Z najnowszych badań Anglików wynika, że wielu ludzi wierzy w potencjalnie szkodliwe mity na temat padaczki. Niemal jedna trzecia respondentów sądziła, że podczas ataku należy włożyć coś w usta chorego, by w ten sposób zapobiec zadławieniu językiem. Tyle tylko, że przedmiot ten może zatkać drogi oddechowe epileptyka. Sześćdziesiąt siedem procent z 4.605 uczestniczących w sondażu osób bezzwłocznie wezwałoby karetkę (Epilepsy and Behavior), a jest to naprawdę konieczne tylko przy pierwszym ataku, napadzie trwającym ponad 5 minut oraz jeśli chory zranił się lub wystąpiło u niego kilka napadów w stosunkowo krótkim czasie. Naukowcy z Królewskiego College'u Londyńskiego pytali kadrę uczelnianą i studentów, co zrobiliby, gdyby ktoś miał atak padaczki, a oni chcieliby mu pomóc. Objawy epilepsji to skutek gwałtownych wyładowań neuronów i nieprawidłowego rozprzestrzeniania się pobudzenia w mózgu. Przestaje się on wtedy normalnie komunikować z ciałem i pojawiają się drgawki. Symptomy zależą od rodzaju napadu. Eksperci zalecają, by w czasie ataku usunąć znajdujące się w pobliżu przedmioty i podłożyć coś miękkiego pod głowę, jeśli chory leży na podłodze. Poza tym nie powinno się w żaden sposób ingerować w przebieg napadu. Neurolodzy skupili się na 4 podstawowych przesądach narosłych wokół padaczki: 1) konieczności wezwania karetki, 2) wkładaniu czegoś w usta chorego, 3) toczeniu piany z ust oraz 4) gwałtowności epileptyka podczas ataku. W rzeczywistości objawy wymienione w dwóch ostatnich podpunktach nie są wcale powszechne... Okazało się, że osoby powyżej 65. roku życia częściej wierzyły w mity nt. epilepsji niż ludzie młodzi. Dlatego też przedmiot do ust chorego wkładałoby 57% ludzi, którzy skończyli 65 lat i tylko 30-35% młodszych respondentów. Świadomość prawidłowego postępowania wzrastała, jeśli ankietowany znał kogoś chorego na padaczkę. Szefowa badaczy, dr Sallie Baxendale, martwi się niewiedzą społeczną. Wyjaśnia też, że podczas napadu ludzie często mocno zaciskają zęby, dlatego wkładanie czegoś do ust może doprowadzić do ich poważnego uszkodzenia. Ataki wyglądają przerażająco, ale zazwyczaj dochodzi do nich okazjonalnie, a chory dość szybko dochodzi do siebie.

U ludzi z uszkodzeniem niewielkiego obszaru mózgu szczotkowanie zębów może wyzwalać drgawki — twierdzą australijscy naukowcy. Odkrycie jest niezwykle ważne, ponieważ pozwala zrozumieć, w jaki sposób oddziałują często spotykane "wyzwalacze", czyli np. sen oraz stres. Zespół, któremu szefował dr Wendy D'Souza, badał 3 osoby w średnim wieku, cierpiące na skurcze wyzwalane przez mycie zębów. Na podstawie badań obrazowych mózgu stwierdzono, że wszystkie miały uszkodzenia w specyficznym obszarze sensomotorycznym mózgu. Znajduje się on w pobliżu obszarów ruchowych mowy (pola Broca) i zawiadujących ruchami ręki. Rytmiczna czynność mycia zębów może pobudzić i tak już nadaktywny rejon mózgu. Pan doktor tłumaczy, że taki rodzaj padaczki jest niezwykle rzadki (na świecie odnotowano mniej niż 12 przypadków), ale bardzo przypomina epilepsję fotowrażliwą, w której napady są wyzwalane przez światło stroboskopowe lub zmieniające się wzory. Naukowcy potrafili zablokować występowanie drgawek, podając odpowiednie dawki leków.

Pacjenci z padaczką dość często potrafią przewidzieć, kiedy wystąpi napad. Szczególnie dobrze wychodzi to osobom młodym i cierpiącym z powodu licznych napadów drgawek. Według raportu opublikowanego w magazynie medycznym Neurology, jeśli chory na epilepsję sądzi, że atak nastąpi w ciągu najbliższej doby, prawdopodobieństwo, że rzeczywiście się tak stanie, podwaja się (szanse wzrastają 2,25 razy). Jednocześnie oznacza to, że pacjenci nadal się mylą, ponieważ pojawia się tylko 32% przewidywanych drgawek. Jesteśmy zaskoczeni naszymi odkryciami — powiedziała Reuterowi dr Sheryl R. Haut z Montefiore Medical Center w Nowym Jorku. W klinice spotykaliśmy pacjentów, którzy twierdzili, że potrafią przewidzieć, kiedy wystąpi atak. Zespół Amerykanów nie uważa jednak, że zdolność ta jest rozwinięta aż do tego stopnia lub że większość chorych dysponuje nią w pewnym zakresie. Ekipa Haut badała 71 dorosłych epileptyków, którzy przeżyli w ciągu ostatnich 12 miesięcy przynajmniej jeden napad drgawek. Wolontariusze prowadzili dziennik, pytano ich również o prawdopodobieństwo wystąpienia ataku w najbliższych 24 godzinach (mieli je opisać na skali jako wysoce prawdopodobne, możliwe do pewnego stopnia, do pewnego stopnia niemożliwe, całkiem niemożliwe). Dwunastu pacjentów potrafiło lepiej przewidywać ataki niż inni. Kiedy uważali, że wystąpią, szanse, że rzeczywiście się tak stanie, wzrastały 3-krotnie. Nawet tutaj sprawdzało się tylko 37% prognoz. Dr Haut podkreśla, że zdolność określenia czasu wystąpienia napadu jest bardzo istotna z 3 powodów. Po pierwsze, daje to pacjentom większe poczucie kontroli i pozwala się uspokoić. Po drugie, pozwala lepiej zaplanować dzień. Po trzecie, otwiera furtkę dla terapii zapobiegawczej, której obecnie nie stosuje się w odniesieniu do padaczki. Nowojorczycy sądzą, że trenowanie umiejętności prawidłowego rozpoznawania pierwszych sygnałów ostrzegawczych zwiększyłoby trafność przewidywań pacjentów. Zespół naukowców próbuje obecnie rozpracować kwestię, co czują chorzy, że zaczynają sądzić, iż w najbliższym czasie pojawią się drgawki.