Molekylära mekanismer vid skador i centrala nervsystemet
En experimentell studie av värmestress i hjärnan
och kliniska fall av ryggmärgsskador
Denny Bergerholm
Värmestress och andra hypertermiska sjukdomar är ett växande problem då växthuseffekten
förvärrats på senare år med flera värmeböljor runt om i världen. Många med symptom på
värmeskador i hjärnan och ryggmärgen uppmärksammas inte av sjukvården. Skadorna
uppkommer då kroppen inte klarar av temperaturregleringen och obalans uppstår i olika
mekanismer för att kyla ned kroppen med följd att kroppstemperaturen stiger över 40C. Det
kritiska intervallet ligger mellan 41,6C och 42C. Vid extrema kroppstemperatur över 45C
kan man se hos råttor att deras celler förstörs inom 5 minuter, då en utbredd cellnekros
inträder. I viss utsträckning är värmestress användbart i cancerterapi då man med en viss
framgång använder hypertermisk behandling som adjuvans i samband med kemoterapi och
strålbehandling. Vad är det som gör att hjärnan är känslig för värmestress?
Centrala nervsystemet (CNS), hjärna och ryggmärg, skyddas av ett tunt, tätt uppbyggt
cellskikt kallat blodhjärnbarriären (BBB) respektive blodryggmärgbarriären (BSCB). Cellerna
i detta skikt släpper igenom livsnödvändiga syre- och sockermolekyler från blodkretsloppet
men spärrar mot t.ex. proteiner och toxiska ämnen. Denna barriär bryts ned vid extrem värme
och fysiska skador. Detta leder till hjärnödem på grund av en ökad partikelkoncentration och
vätskeansamling i hjärnan. Förutom att celler förstörs är ödem i sig ett problem eftersom
expansionsutrymmet i ryggrad och huvud är ytterst begränsat. Förutom naturlig värmestress,
som vid hög feber eller på extremt varma dagar, drabbas även vissa grupper som t.ex.
brandmän och idrottsmän. De utsätts för höga temperaturer i sitt arbete eller generar hög
kroppsvärme. Det pågår flera studier av värmestress hos råttor för att ta reda på vad
värmeexponering kan leda till. I dessa studier mäts halter av viktiga markörer för CNSfunktioner som t.ex. celltillväxtprotein (c-fos), värmechockprotein (heat shock protein, HSP)
och cellskelettprotein i astrocyter (en sorts nervceller) (glial fibrillary acidic protein, GFAP).
Jag utförde ett test med en antikropp mot GFAP på hjärnsnitt från råttor som
värmestressats i 4 timmar, samt på ryggmärgssnitt från människor med ryggmärgsskador
(t.ex. avlidna i trafikolyckor med frakturer på ryggraden). Resultatet från detta test och min
avdelnings tidigare tester för c-fos och HSP visade ökning i mängden av dessa proteiner i
bägge stressituationerna. På grund av dessa observationer antar jag att de molekylära
mekanismerna vid värmestress i CNS är likartade dem vid ryggmärgsfrakturer.
Examensarbetet i biologi, 20p, HT 2003
Institutionen för biologisk grundutbildning och Institutionen för medicinsk cellbiologi,
Uppsala Universitet
Handledare: Hari Shanker Sharma
