Ny forskning undersøger hvordan neuronens axon påvirkes af slag til hovedet.

Ny forskning undersøger hvad der sker på neuronniveau under en hjernerystelse og afslører, hvordan et slag i hovedet forårsager hævelser langs nervens axon. De nye indsigter kunne hjælpe forskere med at forbedre symptomerne hos patienter med hjernerystelse.

Når en persons hjerne udsættes for pludselige traumer - som når de pludselig rammer en hård overflade, eller når en genstand gennemborer gennem kraniet - de siges at have oplevet traumatisk hjerneskade (TBI).

TBI tegnede sig for 2,5 millioner besøg i beredskabsafdelingen og 56.000 dødsfald i 2013, ifølge Centers for Disease Control and Prevention (CDC).

TBI kan være mild, moderat eller alvorlig, afhængigt af sværhedsgraden af ​​symptomerne. En person, der oplever mild TBI, også kaldet hjernerystelse, må eller måske ikke miste bevidstheden i nogle få sekunder.

Ifølge National Institutes of Health (NIH) er yderligere symptomer på mild TBI bredt, og omfatter "hovedpine, forvirring, lyshår, svimmelhed, sløret syn eller trætte øjne, ringe i ørerne, dårlig smag i munden, træthed, Eller sløvhed. " Symptomer kan også omfatte adfærdsmæssige, humør og søvnforandringer. Endelig kan mild TBI også påvirke hukommelse, koncentration og ræsonnement.

Bag disse åbenlyse symptomer ligger neurologiske mekanismer, der er blevet udforsket af det medicinske forskningsmiljø i varierende grad. Ny forskning offentliggjort i Journal of Cell Biology Undersøger et neurologisk aspekt af hjernerystelser, der hidtil ikke var blevet fuldt ud forstået: hævelsen af ​​axoner, en nøgle del af neuroner.

Undersøgelsen blev udført af et team af forskere fra Ohio State University i Columbus, og den første forfatter af undersøgelsen var Chen Gu.

Studerende hjernerystelse-inducerede hævelser langs neuronale axoner

Gu og kolleger undersøgte, hvordan "varicosities" dannes langs neurons axoner under hjernerystelse. En axon er en af ​​de tre komponenter i en neuron sammen med dendritter og cellelegemet. Axonen sender elektriske signaler fra cellelegemet til andre neuroner.

I hjernerystelse udvikler axoner "små, perleagtige hævelser" langs deres længde i et fænomen svarende til neurodegenerationen set hos Alzheimers og Parkinsons sygdomspatienter.

Gu og kolleger fandt, at de kunne fremkalde disse hævelser i hippocampusens neuroner, hvilket er hjernen regionen ansvarlig for at skabe og lagre nye minder.

Forskere injicerede axonerne med væskesprængninger fra en lille pipette, hvilket skabte et tryk svarende til det, som neuronerne kan opleve efter et slag mod hovedet.

Disse hævelser - nemlig hjernerystelse-typiske varicosities - dannede meget hurtigt, og især hurtigt i unge neuroner, hvor de dannede sig inden for 5 sekunder.

Blæser til hovedet aktiverer protein, og yngre neuroner reagerer forskelligt

Det overraskende var, at hævelserne forsvandt efter et par minutter. Dette antyder, at axonale varicosities ikke indikerer irreversibel degenerering af axonerne.

Gu og team inducerede også gentagne gange axonale varicosities i dyrkede neuroner, imitere virkningerne af gentagne slag i hovedet. De sammenlignede disse hævelser med dem, de inducerede i mus.

Forskerne opdagede, at denne metode til indsprøjtning af væske i axonerne, eller "puffing" dem, aktiverer et protein kaldet TRPV4, hvilket er et kanalprotein, der findes mere rigeligt i membranen af ​​neuronale axoner. Det gør det muligt for calciumioner at gennemsyre cellen.

Gu og team formåede at hæmme denne kanal og dermed blokere dannelsen af ​​yderligere hævelser langs axonerne.

Desuden var forskerne i stand til at identificere mere præcist den mekanisme, der er ansvarlig for hævelseformation.

Specielt kunne de se, at efter at calciumioner har trængt ind i cellen via de aktiverede TRPV4-kanaler, hæmmer de et andet protein kaldet STOP, hvilket igen forstyrrer transporten af ​​cellulære materialer langs axonerne. Disse materialer akkumuleres derefter langs axonen og forårsager varicosities.

Forskerne bemærkede også, at ældre neuroner har lavere mængder TRPV4 og højere niveauer af STOP. Ældre neuroner er mere modstandsdygtige over for virkningerne af induceret puffing.

"Det vil være interessant at afgøre, om disse faktorer gør en moden hjerne mere modstandsdygtig over for mild traumatisk hjerneskade end en ung hjerne", siger Gu.

Den første forfatter af undersøgelsen kommenterer også resultaternes overordnede betydning og siger: "Sammenfattende giver vores resultater nye mekaniske indsigter i den indledende fase af en ny type neuronal plasticitet i sundhed og sygdom." Han konkluderer:

Denne proces kan derfor spille en central rolle i neurale udvikling og funktion i centralnervesystemet hos voksne såvel som i kroniske hjernesygdomme og forskellige akutte hjerneskade."

Lær hvordan TBI påvirker børn.

Culture in Decline | Episode #2 "Economics 101" by Peter Joseph (Video Medicinsk Og Professionel 2025).