विद्युत 'तूफान' और 'फ्लैश फ्लड्स' एक झटके के बाद मस्तिष्क को डुबो देते हैं

नमकीन द्रव नियमित रूप से विषाक्त पदार्थों और अपशिष्ट को दूर करने के लिए मस्तिष्क के माध्यम से प्रवाहित होता है, लेकिन एक स्ट्रोक के बाद, यह तरल अंग को नष्ट कर देता है, इसकी कोशिकाओं को डुबो देता है।

मस्तिष्क में सूजन, मस्तिष्क शोफ के रूप में जाना जाता है, स्ट्रोक के बाद होता है क्योंकि पानी मस्तिष्क की कोशिकाओं और उनके आसपास के स्थान में बहता है। वर्षों तक, वैज्ञानिकों ने सोचा कि यह अतिरिक्त तरल पदार्थ रक्त से आया है, लेकिन नए सबूत बताते हैं कि पानी पूरी तरह से किसी अन्य स्रोत से निकलता है: मस्तिष्क से बाहर निकलने वाले सोडियम सेरेब्रोस्पाइनल द्रव। ये परिणाम लाइव माउस मॉडल और मानव ऊतक दोनों से आते हैं।

विज्ञान पत्रिका में 30 जनवरी को प्रकाशित निष्कर्ष, मस्तिष्क में सूजन को कम करने और स्ट्रोक के बाद रोगियों की वसूली में सुधार के संभावित उपचारों की ओर इशारा करते हैं।

वाश चक्र गलत हो गया

स्ट्रोक तब होता है जब एक रुकावट मस्तिष्क में रक्त वाहिका को प्लग करती है, या एक पोत पूरी तरह से फट जाता है। एक पर्याप्त ऊर्जा आपूर्ति के बिना, मस्तिष्क कोशिकाएं अब पुलिस नहीं कर सकती हैं जो कण उनके झिल्ली से गुजरते हैं। मिनटों के भीतर, न्यूरॉन्स ओवरफिल्ड बीच बॉल्स की तरह सूज जाते हैं और शॉर्ट-सर्किट से शुरू होते हैं, नुकसान पहुंचाते हैं और मर जाते हैं। घंटों बाद, मस्तिष्क में रक्त वाहिकाओं को कसकर बुना हुआ ऊतक, रक्त-मस्तिष्क बाधा, भी खराबी शुरू हो जाती है, और पूरे अंग पानी पर लग जाते हैं।

"60 से अधिक वर्षों के लिए, लोगों को लगा कि द्रव का यह संचय रक्त से हो रहा है" समझौता किए गए रक्त-मस्तिष्क बाधा के माध्यम से लीक होता है, अध्ययन के प्रमुख लेखक डॉ। हम्बर्टो मेस्त्रे, एक चिकित्सक और रोचेस्टर विश्वविद्यालय केंद्र के वर्तमान डॉक्टरेट छात्र हैं। यूआरएमसी) सेंटर फॉर ट्रांसलेशनल न्यूरोमेडिसिन। लेकिन सेरेब्रल एडिमा रक्त-मस्तिष्क की बाधा के टूटने से बहुत पहले सेट हो जाती है, जिससे मेस्त्रे और उनके सहयोगियों को आश्चर्य होता है कि पानी वास्तव में कहीं और से आता है या नहीं।

"किसी ने भी इन वैकल्पिक तरल स्रोतों को नहीं देखा था," मेस्त्रे ने कहा। उन्होंने कहा कि मस्तिष्कमेरु द्रव, जो स्तनधारी कपाल गुहा में पाया गया तरल पदार्थ का लगभग 10% बनाता है, एक आशाजनक उम्मीदवार के रूप में बाहर खड़ा था, उन्होंने कहा।

जर्नल न्यूरोकेमिकल रिसर्च की 2015 की रिपोर्ट के अनुसार, मस्तिष्क में मस्तिष्कमेरु द्रव ग्लाइफैटिक सिस्टम के माध्यम से बहता है, ट्यूबिंग का एक नेटवर्क जो अंग की नसों और धमनियों द्वारा खोदे गए रास्तों के साथ हवा करता है। तरल पदार्थ रक्त वाहिकाओं के ठीक बाहर बहता है, जो कोशिकाओं के "डोनट के आकार की सुरंग" द्वारा जगह में रखा जाता है। (चित्र एक तार की लंबाई, एक धमनी का प्रतिनिधित्व करता है, एक रबर की नली के अंदर आराम करता है, जो द्रव से भरी बाहरी सुरंग की तरह काम करता है।) धमनियों के अनुबंध के साथ मांसपेशियों के रूप में, पास के मस्तिष्कमेरु द्रव अपने मार्ग के साथ धकेल दिया जाता है और उपापचयी कचरे को उठाता है। रास्ता। कचरे को बाहर निकालने के अलावा, ग्लाइफैटिक सिस्टम मस्तिष्क के भीतर वसा, शर्करा और अन्य महत्वपूर्ण यौगिकों को वितरित करने में भी मदद कर सकता है।

हालांकि एक स्वस्थ मस्तिष्क में महत्वपूर्ण, एक स्ट्रोक के बाद में, ग्लाइम्पाथिक सिस्टम हाइयरवेट जाता है और एडिमा, मेस्ट्रे और उसके सह-लेखकों की शुरुआत को चलाता है। "सेरेब्रोस्पाइनल द्रव वास्तव में स्ट्रोक के ठीक बाद सूजन का प्राथमिक चालक है," मेस्त्रे ने कहा।

बाढ़ से रहे

मेस्त्रे ने कहा कि स्ट्रोक में मस्तिष्कमेरु तरल पदार्थ की भूमिका दशकों से चली आ रही है, क्योंकि कोई भी तकनीक वास्तविक समय में सामने आने वाले स्ट्रोक का निरीक्षण करने के लिए मौजूद नहीं थी।

उन्होंने और उनके सह-लेखकों ने स्ट्रोक का अनुभव करने वाले चूहों में द्रव प्रवाह में परिवर्तन का निरीक्षण करने के लिए कई तकनीकों को संयोजित किया। टीम ने एमआरआई और दो-फोटॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करते हुए जानवरों के दिमाग में प्रवेश किया, जो जीवित ऊतकों को प्रकाश और फ्लोरोसेंट रसायनों का उपयोग करता है। "हम मूल रूप से छवि कर सकते हैं कि स्ट्रोक के दौरान मस्तिष्कमेरु द्रव क्या कर रहा है," मेस्त्रे ने कहा। रेडियोधर्मी कणों के साथ द्रव को संक्रमित करके, शोधकर्ता यह भी निर्धारित कर सकते हैं कि समय के साथ प्रवाह दर कैसे बदल गई।

इन विधियों का उपयोग करते हुए, टीम ने निर्धारित किया कि एडेमा माउस मस्तिष्क को "3 मिनट की शुरुआत में" झटके के बाद पकड़ लेता है, जब तक कि रक्त-मस्तिष्क बाधा लीक होने से बहुत पहले, मेस्त्रे ने कहा। मस्तिष्क की कोशिकाओं के शॉर्ट-सर्किट के रूप में, वे अपने मेम्ब्रेन से परे अंतरिक्ष में न्यूरोट्रांसमीटर और पोटेशियम के रूप में जाने वाले रासायनिक दूतों को उगलते हैं। पास की कोशिकाएं रसायनों की आमद पर प्रतिक्रिया करती हैं और, बदले में, शॉर्ट-सर्किट। चूंकि ये बिजली के तूफान मस्तिष्क के माध्यम से बहते हैं, रक्त वाहिकाओं के भीतर मांसपेशियां सिकुड़ती हैं और अपने और आसपास के ग्लाइम्पाथिक सिस्टम के बीच जगह की एक जेब बनाती हैं। नमकीन मस्तिष्कमेरु द्रव परिणामस्वरूप वैक्यूम में चूसा जाता है, पानी के अणुओं को इसके साथ खींचता है।

"जहां भी सोडियम जमा हो रहा है, पानी उसका पीछा करने वाला है," मेस्त्रे ने कहा। टीम मस्तिष्क के चुनिंदा क्षेत्रों में फॉलो-ऑफ-लीडर के इस खेल को देख सकती थी, लेकिन एक बार में पूरे अंग में जल प्रवाह को ट्रैक नहीं कर सकती थी। पूरे ग्लाइम्पाटिक नेटवर्क को अनुकरण करने के लिए एक कंप्यूटर मॉडल का उपयोग करना, हालांकि, वे यह अनुमान लगाने में सक्षम थे कि रक्त वाहिकाओं को संकुचित करने से स्ट्रोक के बाद पूरे माउस मस्तिष्क के माध्यम से पानी का प्रवाह कैसे होगा।

चूहों और मनुष्यों के बीच डॉट्स को जोड़ने के लिए, लेखकों ने उन रोगियों के मस्तिष्क के ऊतकों की जांच की, जिनकी इस्केमिक स्ट्रोक से मृत्यु हो गई थी, जिसमें रक्त का थक्का मस्तिष्क में एक रक्त वाहिका को अवरुद्ध करता है। माउस और मानव दिमाग एक ही क्षेत्र में तरल पदार्थ जमा करते हैं, अर्थात् वे क्षेत्र जिनके माध्यम से ग्लाइम्पेटिक सिस्टम चलता है और कचरे को उठाता है। लेखकों ने उल्लेख किया, "जानवरों और लोगों के बीच मजबूत संबंध को देखते हुए," ये निष्कर्ष वैकल्पिक उपचार रणनीतियों के विकास के लिए एक वैचारिक आधार प्रदान कर सकते हैं।

टीम ने मस्तिष्क में एस्ट्रोसाइट्स, कोशिकाओं पर एक जल चैनल को अवरुद्ध करके चूहों में इनमें से एक रणनीति का परीक्षण किया जो ग्लाइम्पाथिक प्रणाली के माध्यम से सीधे पानी में मदद करते हैं। चूहे कि चैनल की कमी स्ट्रोक के बाद एडिमा विकसित करने के लिए धीमी थी, यह सुझाव देते हुए कि एक समान उपचार मानव रोगियों में वादा दिखा सकता है। लेखकों ने कहा कि जल प्रवाह को अवरुद्ध करने के अलावा, भविष्य के उपचार मस्तिष्क में स्ट्रोक से प्रेरित विद्युत गतिविधि के प्रसार को धीमा करके एडिमा को रोक सकते हैं। ये बिजली के तूफान स्ट्रोक के बाद दिनों तक मस्तिष्क को रोकते रहते हैं, हर बार एडिमा को उकसाते हैं।

इस्केमिक स्ट्रोक में देखी जाने वाली विद्युत गतिविधि की हानिकारक तरंगें "लगभग हर चोट" के साथ संगीत कार्यक्रम में भी दिखाई देती हैं, मेस्त्रे ने कहा। नए अध्ययन से संकेत मिलता है कि ग्लिम्फेटिक सिस्टम उन स्थितियों में भूमिका निभा सकता है जहां मस्तिष्क और मस्तिष्क के चारों ओर रक्तस्राव होता है, मस्तिष्क की चोट और यहां तक ​​कि माइग्रेन भी होता है, हालांकि ऐसे कनेक्शन "विशुद्ध रूप से सट्टा" रहते हैं। सोमरे ने कहा कि ग्लाइम्पाथिक प्रणाली तीव्र मस्तिष्क की चोटों के इलाज के लिए डॉक्टरों को एक नई रणनीति पेश कर सकती है।