Forskare vid Helsingfors universitet, i samarbete med forskare från Köpenhamns Universitet och University of Rochester, NY, USA, har upptäckt att två regelbundet använda sömn- och bedövningsmedel har en starkare inverkan på hjärn-ryggmärgsvätskans volym och rörelsemönster än mängden koldioxid i blodet. Denna upptäckt kan komma att förändra den nuvarande vården vid neurologiska kliniker, i synnerhet vid hjärntrauman, och kirurgiska ingrepp där koldioxid rutinmässigt används för att manipulera såväl blodflödet och tillförsel av syre till hjärnan som trycket inne i skallen hos intuberade patienter.
– Upptäckterna i vår studie, att de undersökta sömn- och bedövningsmedlen kan förringa de effekter som koldioxid utövar på blodkärls utvidgning och hjärn-ryggmärgsvätskans volym och distribution, kan påverka kommande val av sömn- och bedövningsmedel, vid olika kliniska scenarion och potentiellt leda till bättre framtida vård för patienter. Framför allt är det av yttersta vikt att öka förståelsen för hur olika sömn- och bedövningsmedel påverkar de olika vätskefyllda utrymmena in hjärnan. Liknande studier behöver nu genomföras i människor, säger biträdande professor, och överläkare Tuomas Lilius vid Helsingfors universitet och Helsingfors universitetssjukhus.
Genom att studera råttor upptäckte forskarna att en kombination av bedövningsmedlet ketamin och sömnmedlet dexmedetomidine resulterade i vidare kanaler kring blodkärlen som löper in i hjärnan, från vilka hjärn-ryggmärgsvätskan ges tillträde till inre delarna av hjärnvävnaden, med ökat inflöde av hjärn-ryggmärgsvätska genom kanalerna och in i hjärnan som följd. Ökad mängd koldioxid i inandningsluften, allmänt känt som en faktor som leder till utvidgade blodkärl, hade ingen inverkan på volymen eller inflödet av hjärn-ryggmärgsvätska. Detta pekar på att volymen och distributionen av hjärn-ryggmärgsvätska kan bibehållas för att bevara rening av hjärnan via det glymfatiska systemet. Användandet av sömn- och bedövningsmedlet Isofluran resulterade i utvidgade blodkärl, trängre kanaler kring blodkärlen och följaktligen mindre inflöde av hjärn-ryggmärgsvätska.
– Om våra upptäckter går att applicera på människor, kan denna forskning komma att påverka framtida val av sömn- och bedövningsmedel vid neurologiska undersökningar och vid hjärnkirurgi. Vår forskning pekar på att Dexmedetomidine skulle kunna användas för att förringa koldioxidens påverkan på flödet av hjärn-ryggmärgsvätska, samt blodflödet i hjärnan i de fall där koldioxid ansamlas och halten blir för hög. För höga halter av koldioxid i blodet, kan vara skadligt för patienter med redan ökat tryck inne i skallen, förklarar Terhi Lohela, forskare och specialistläkare inom anestesiologi och intensivvård vid Helsingfors universitet och Helsingfors universitetssjukhus.
– Det är uppseendeväckande att effekten av sömn- och bedövningsmedlen var så starka att de helt förringade effekten av koldioxid, sammanfattar Daniel Persson förstaförfattare och doktorand vid Helsingfors universitet.
Originalartikeln
- Anesthesia Blunts Carbon Dioxide Effects on Glymphatic Cerebrospinal Fluid Dynamics in Mechanically Ventilated Rats Anesthesiology August 2024, Vol. 141, 338–352.
Hjärn-ryggmärgsvätskan, vätskan som flödar runt om hjärnan, ryggmärgen och i kanaler runt blodkärlen i hjärnan spelar en viktig roll i reningen av restprodukter från hjärnan via det glymfatiska systemet. När artärerna pulserar skapas ett tryck på vätskan i kanalerna runt kärlen och en del av vätskan trycks in i hjärnvävnaden. Här skapas ett likriktat flöde där vätskan blandas med och drar med sig restprodukter från hjärnan mot dränerings punkter. Bristande funktion i reningen av hjärnan har kopplats samman med ansamling av protein i hjärnan och utvecklingen av neurologiska sjukdomar som Alzheimers syndrom. Flödet av hjärn-ryggmärgsvätskan har kopplats till olika stadier av medvetenhet, där flödet ökar under sömn och minskar under vaken tid.