Denna webbsida är endast avsedd för läkare och sjukvårdspersonal med förskrivningsrätt.

Ett automatiskt verktyg för analys av blodflödet i hjärnan

Ett automatiskt verktyg för analys av blodflödet i hjärnan

Med hjälp av en ”sannolikhetsatlas” som beskriver var i hjärnan olika blodkärl finns, går det att automatiskt analysera en stor del av hjärnans blodflöde som kan ses med magnetkamera. Därmed kan man snabbare avgöra vilken behandling som bör sättas in vid kärlsjukdom. Det visas i en ny avhandling, som sammanfattas i denna artikel av Tora Dunås, tidigare doktorand vid Institutionen för strålningsvetenskaper vid Umeå universitet.

Stört blodflöde i hjärnan kan kopplats till många olika neurologiska sjukdomar, allt från vaskulära sjukdomar som stroke till Alzheimers sjukdom och demens.1 Att kartlägga hjärnans blodflöde kan ge viktig information om diverse sjukdomar, både genom att ge mer insikt till patologin och för att bättre kunna ta beslut kring passande behandlingar. 2,3

KOLLATERAL CIRKULATION
Hjärnan försörjs med blod via höger och vänster karotid samt basartären. De två karotiderna delar sig i främre och mittre hjärnartär medan basartären delar sig i höger och vänster bakre hjärnartär, blodförsörjningen till hjärnan är därmed uppdelat i sex huvudsakliga kärlområden. Dessa kärlområden är sammankopplade i en struktur vid hjärnans bas kallad Willis ring. Om blodflödet till något av kärlområdena är förhindrat, exempelvis på grund av en kärlförträngning eller en anatomisk variation, kan blodet där ta en alternativ väg och på så sätt upprätthålla blodförsörjningen, så kallad kollateral cirkulation. Anatomin i Willis ring varierar´mycket mellan individer, det är vanligt att vissa kärlsegment fattas eller är underutvecklade. 4 Beroende på hur anatomin ser ut, och därmed hur bra den kollaterala cirkulationen fungerar, kan en likadan kärlförträngning ge väldigt olika påverkan på blodförsörjningen till hjärnvävnaden. Förutom de primära kollateralerna i Willis ring finns sekundära kollateraler, där flödet i distala kärl kan byta riktning och på så sätt försörja det påverkade området utifrån. Dessa sekundära kollateraler kopplar samman de olika kärlområdena, antingen via kortikala kärl på hjärnans yta, eller genom kopplingar mellan intra- och extrakraniella artärer via blodkärl i ansiktet och ögonen. På grund av dessa alternativa vägar så räcker det inte att mäta blodflödet i anslutning till stenosen, eftersom andra kärl kan fylla på med extra blod. För att få en fullständig bild av blodflödet måste man även mäta ute i hjärnartärerna, och helst även i de mer distala grenarna.

FASKONTRAST-MR
Blodflöde kan mätas med faskontrast- MR (2D-PC-MRI), där mätplan placeras ut på de positioner där man vill mäta flödet.5 Eftersom varje mätning tar ett par minuter kan det bli ganska tidskrävande om man vill mäta flera kärl, och det är svårt att veta innan man gjort mätningen om planet verkligen ligger vinkelrätt mot kärlet. En teknik som används mer och mer för att mäta blodflöde är 4D-flödes- MRI,6 även där används faskontrast, men istället för att bara mäta flödet genom ett plan mäts det i flera riktningar i en större volym. Med 4D-flödes-MRI kan man samla in tidsupplöst flödesdata från hela hjärnan på ca tio minuter, med voxlar (3D-pixlar) med en storlek på under en kubikmillimeter. Analysen görs sedan i efterhand, och man kan då enkelt anpassa antalet mätpunkter och dess placering, eller använda verktyg för att visualisera flödesmönster, utan att förlänga scan-tiden för patienten. Förutom flödeshastigheten produceras en strukturell bild och en angiografisk bild som kan användas i analysen.

Läs hela artikeln som PDF

Hur mår neurologen?

Hur mår neurologen? – nya insikter i amerikanska neurologföreningens arbete mot utbrändhet

De senaste åren har arbetsrelaterad ohälsa hos läkare uppmärksammats allt mer. Sjukskrivningar av psykiatrisk orsak ökar. En studie från Stockholms universitet (Bejerot 2011) fann att en rad arbetsmiljöfaktorer associerade med utmattningssyndrom försämrats för läkarkåren sedan 1990-talet. Allt färre läkare upplever stöd från ledningen, möjlighet att påverka och balans mellan arbete och fritid. Studier av utbrändhet bland amerikanska läkare kan ge insikter för att motverka denna utveckling även i Sverige, menar Johan Zelano, specialist i neurologi och vice ordförande i Svenska neurologföreningen.

Läkares ohälsa har de senaste åren uppmärksammats även i USA och i Neurology har man kunnat följa amerikanska neurologföreningens (AAN) arbete med ”physician burnout”. Artiklarna är tankeväckande och ger spännande inblickar i amerikanska neurologers vardag. Anslaget är befriande handlingskraftigt. Man har hittat ett problem, undersökt det och föreslår nu motåtgärder. För fem år sedan förutspådde AAN framtida brist på neurologer och frågade sig hur rekryteringen skulle kunna öka. Reklamslogans stod inte att finna i undersökningar som jämförde medicinska specialiteter. Amerikanska läkare rapporterar överlag ökande ohälsa de senaste åren, men just neurologi är extra drabbat. I en ledare 2014 konstaterade Dr. Busis att ”Neurology is the only medical speciality that has both one of the highest rates of burnout and the poorest work-life balance”. En arbetsgrupp tillsattes och rapporterade förra året resultaten från en stor enkätstudie.

RESULTAT FRÅN DEN AMERIKANSKA ENKÄTSTUDIEN
Av totalt 4.000 neurologer svarade omkring 40 procent. Bortfallsanalyserna var ambitiösa och bekräftade måhända vissa fördomar. Män och strokeläkare var minst benägna att svara på en enkät om arbetsrelaterad ohälsa, medan kvinnor och barnneurologer var överrepresenterade. De svarande hade arbetat i genomsnitt 17 år och en tredjedel arbetade på en universitetsanknuten klinik (”academic practice”). Arbetstiden uppgavs i genomsnitt till 56 timmar per vecka, varav ungefär 42 timmar i klinisk verksamhet. Inkomstformerna fördelade sig på lön plus bonus (42%), enbart lön (38%) och helt produktionsbaserad ersättning (28%). Neurologer på universitetsanknutna kliniker arbetade fler timmar per vecka, men hade färre timmar i klinisk verksamhet. Övriga neurologer hade fler nätter i beredskap (median två per vecka) och träffade patienter i en imponerande takt – i genomsnitt 52 patienter per vecka, jämfört med 29,5 patienter per vecka för universitetsanknutna neurologer.

I AANs diskussioner beskrivs utbrändhet (”burnout”) som ett syndrom bestående av tre delar: Utmattning (exhaustion), avtrubbning (depersonalization) och låg känsla av yrkesmässig tillfredställelse (career satisfaction/accomplishment). Dessa domäner bedömdes i enkäten. En majoritet av de svarande skattades ha hög grad av utmattning, 40 procent hög grad av avtrubbning och 20 procent låg känsla av tillfredställelse. Hela 60 procent uppvisade hög grad av antingen utmattning eller avtrubbning. Omkring två tredjedelar uppgav att de var nöjda med sitt jobb och skulle välja att bli neurologer på nytt. Åtta av nio uppgav att arbetet var meningsfullt. De svarande fick också bedöma sin livskvalitet. Medianvärdet på en tiogradig skala var sju, men omkring en tredjedel uppgav låg livskvalitet. Två tredjedelar tyckte att arbetet inte gav utrymme för god balans mellan arbete och fritid.

Läs hela artikeln som PDF

Undersökning av dopaminsystemet i Parkinsons sjukdom med hjälp av HJÄRNAVBILDNING

Undersökning av dopaminsystemet i Parkinsons sjukdom med hjälp av HJÄRNAVBILDNING

Forskare vid Karolinska Institutet har utvecklat en ny metod för att med PET-kamera undersöka dopaminsystemet hos patienter med Parkinsons sjukdom. Metoden, som mäter nivåerna av proteinet dopamintransportören, skulle kunna förbättra diagnostiseringen av Parkinsons sjukdom. Läs mer om metoden i denna artikel av Andrea Varrone, universitetslektor, och Per Svenningsson, professor, båda vid Karolinska Institutet.

Parkinsons sjukdom är en neurologisk sjukdom som är karakteriserad av degenerationen av cellerna som producerar dopamin i hjärnan. Bristen av nervsubstansen dopamin leder till de typiska rörelseproblemen som är kopplade till sjukdomen, såsom långsamhet, skakningar, stelhet och svårigheter att sätta igång rörelser. Behandlingen av Parkinsons sjukdom innebär stimulering av dopaminsystemet med olika farmaka. Dopamincellerna sitter i ett litet område av hjärnstammen, substantia nigra, och sänder långa nervbanor till striatum. Hitintills har forskare kunnat undersöka dopamincellerna i substantia nigra bara i avlidna patienter.1 Sådana studier talar för att sjukdomen börjar med att nervändssluten i striatum tar skada och att cellförlusten i substantia nigra kommer senare.1,2

DOPAMINTRANSPORTÖREN OCH POSITRONEMISSIONSTOMOGRAFI
Dopamintransportören (DAT) är ett protein som reglerar nivån av dopamin i hjärnan och fungerar som biomarkör för antalet dopaminceller.3 DAT finns på ytan av dopaminerga celler i substantia nigra, längs nervbanor som går från substantia nigra till striatum samt vid nervändssluten. Genom att mäta lokalisationen av DAT-proteinet är det dessutom möjligt att kartlägga utbredningen av dopamincellerna, dess nervbanor och nervändsslut. Positronemissionstomografi (PET) är en nukleärmedicinisk teknik som möjliggör avbildning av DAT i hjärnan. Under de senaste decennierna har flera markörer utvecklats för att med PET undersöka dopaminsystemet i striatum. PET-forskargruppen vid Karolinska Institutet har utvecklat ett nytt spårämne, [18F]FE-PE2I, som med hög kontrast visualiserar bindning till DAT.4,5 Detta spårämne, tillsammans med högupplösande PET-teknik, ger oss nu möjlighet att kvantifiera DAT-proteinet i hela det nigrostriatala systemet.6 Relationen mellan degenerationen av dopaminceller i substantia nigra och nervändssluten i striatum kan vara viktig för att bedöma om funktionen av nervcellerna kan återställas med rätt behandling.

DAT-PET STUDIEN PÅ KAROLINSKA INSTITUTET
Forskargruppen, ledd av Andrea Varrone, universitetslektor vid Karolinska Institutet, i samarbete med professor Per Svenningsson, har nyligen publicerat en artikel i tidskriften Movement Disorders som beskriver en studie med denna metod för kvantifiering av DAT i dopaminsystemet hos parkinsonpatienter. 6 I studien ingick 20 patienter med lindrig Parkinsons sjukdom och lika många ålders- och könsmatchade friska personer. Med avancerad bildanalys har halterna av DAT mätts i nucleus caudatus, putamen, ventrala striatum, substantia nigra och längs nervbanorna från substantia nigra till striatum [Bild 1]. I striatum var halterna av DAT hos patienter lägre än hos friska individer (p<0,05), med lägsta nivåerna i putamen (70 procent) medan nucleus caudatus och ventrala striatum påverkades mindre [Bild 2]. I substantia nigra var halterna av DAT cirka 30 procent lägre hos patienter jämfört med friska individer (p<0,05) [Bild 2]. Ingen signifikant skillnad av DAT mellan patienter och kontroller upptäcktes i de två nigro-thalamo-striatala banorna, medan DAT i det nigro-pallido-striatala bansystemet var 27 procent lägre hos patienter jämfört med kontroller [Bild 2].

Läs hela artikeln som PDF

Nya material ger mjuka elektroder

Nya material ger mjuka elektroder

Ett nytt elektriskt ledande material, mjukt som mänsklig vävnad, töjbart och med en ledningsförmåga som är stabil över lång tid – och som kan användas inuti kroppen för att exempelvis behandla epilepsi eller styra proteser med nervsignaler. Detta är något forskargruppen Mjuk Elektronik strävar efter att ta fram. Klas Tybrandt, docent och forskningsledare vid Laboratoriet för organisk elektronik vid Linköpings universitet, beskriver vad man åstadkommit hittills.

Elektroder används för att utläsa och inducera nervsignaler, vilket har en mängd användningsområden inom diagnostik, behandling och vetenskapliga studier av det centrala och perifera nervsystemet. Exempel på implantat som används i dagsläget är ”deep brain stimulation” elektroder för behandling av Parkinsons sjukdom, ryggmärgsstimulatorer för smärtlindring, samt vagusnervstimulatorer för mildring av depressioner. Framtida implantat förväntas även använda utläsning av nervsignaler i så kallade självreglerande system, vilket ställer än större krav på elektrodgränssnitten. Elektronik och nervsystemet är lika på det sätt att båda bygger på elektriska spänningar, dock är laddningsbärarna vitt skilda. Elektroniken bygger på elektriskt ledande och halvledande material inom vilka elektroner är laddningsbärarna, medan nervsystemets laddningsbärare utgörs av joner, till exempel natrium och kalium, som transporteras in och ut genom cellmembranen. Elektroders funktion är att koppla samman dessa olika laddningsbärare så att elektriska signaler kan överföras mellan de olika systemen. Detta sker i gränsytan mellan det elektriskt ledande materialet i elektroden och elektrolyten i vävnaden. En elektrisk ström kan passera gränsytan genom att elektroner ansamlas/ utarmas i elektroden, medan joner av motsatt laddning ansamlas i
elektrolyten intill elektroden, vilket möjliggör både utläsning av nervsignaler och elektrisk stimulering av vävnad.

IMPLANTERBARA ELEKTRODER
Ett vanligt problem för implanterade elektroder är att de med tiden blir inkapslade i ärrvävnad som hindrar signalöverföringen. Detta minskar räckvidden av elektrisk stimulering och kan kräva att spänningen höjs för att uppnå avsedd effekt. Vid utläsning av nervsignaler är ärrvävnaden än mer problematisk, då signalerna dämpas samt att avståndet till signalerande nervceller ökar. Kroppens reaktion på implanterade elektroder beror dels på de implanterade materialens kemiska sammansättning, men även på dess mekaniska egenskaper. 1 Traditionella elektrodmaterial är hårda och styva i jämförelse med den mjuka och deformerbara nervvävnaden som regelbundet utsätts för små rörelser och deformationer till följd av kroppens rörelser. Då implantaten inte kan deformeras tillsammans med vävnaden utsätts vävnaden i gränssnittet till implantatet för en mekanisk påverkan, med ökad bildning av ärrvävnad som resultat. Det har visats att ökad mjukhet kan minska inkapslingen av implanterade material.2 Mjuka deformerbara elektroder möjliggör också nära kontakt med ojämna och krökta ytor.

Läs hela artikeln som PDF

I alzheimerhjärnan sprids giftigt oligomert beta-amyloid med hjälp av exosomer

I alzheimerhjärnan sprids giftigt oligomert beta-amyloid med hjälp av exosomer

Hjärnans sjukdomar är svårförstådda och Alzheimers sjukdom har förbryllat forskare i över ett sekel. Såväl de kliniska symtomen, sjukdomens utbredning i hjärnan vid obduktion som nya data från imaging-studier talar samstämmigt för att sjukdomen tidigt drabbar hjärnans limbiska system (entorhinal cortex och hippocampus) och sedan gradvis sprider sig för att drabba fler och fler delar av hjärnan. Varför sjukdomen börjar där den gör vet vi inte i dag men spridningen gör att den drabbade gradvis förlorar viktiga mänskliga förmågor som minne, språk, abstraktion och resonemang samt dör i förtid. Exosomer tycks vara involverade i spridningen av sjukdomen visar ny svensk forskning. I denna artikel beskriver Anna Ansell-Schultz och Martin Hallbeck, båda Linköpings universitet, dessa intressanta fynd.

Ur ett neuropatologiskt perspektiv är Alzheimers sjukdom en proteinopati och definieras av två patologiska fynd i hjärnan, extracellulära inlagringar av beta-amyloid, så kallade plack, och intracellulära ansamlingar av hyperfosforylerat tau, så kallade neurofibrillära nystan.1 Ursprungligen ansågs de extracellulära placken vara orsaken till Alzheimers sjukdom men forskning tyder på att så inte är fallet. Snarare är det intracellulära ansamlingar av mindre aggregat av betaamyloid som till stor del tycks vara drivkraften och orsaken till de neurotoxiska effekterna vid Alzheimers sjukdom,2 medan placken istället verkar vara en effekt av sjukdomen. Detta skifte av fokus; från de extracellulära olösliga placken till de intracellulära lösliga oligomera formerna av beta-amyloid (oAβ), har revolutionerat vårt sätt att förstå hur celler i hjärnan skadas vid Alzheimers sjukdom och hur sjukdomen kan spridas i hjärnan. Sannolikt är det alltså oligomert betaamyloid som ligger bakom denna spridning. Så hur sprids oligomert beta-amyloid mellan nervceller i hjärnan? Den huvudsakliga teorin härstammar från den sällsamma biologin hos prionsjukdomar, där felveckade proteiner sprids mellan nervceller och inducerar en kedjereaktion som resulterar i endogen aggregering med påföljande skador på nervcellen. Vi har tidigare visat att oligomert betaamyloid kan ansamlas intracellulärt och sedan spridas till andra nervceller och därigenom orsaka nervcellsskador och död.3,4

Nyligen har andra forskare visat att sådan spridning fungerar som en utlösare för ytterligare patologisk aggregering av beta-amyloid i mottagarcellen på samma sätt som för prioner.5 Likväl är det, trots många års forskning, fortfarande ett mysterium hur denna spridning går till. Vi har nu kunnat göra ett viktigt genombrott i förståelsen av de specifika cellulära mekanismerna som ligger bakom denna patologiska spridning av oligomert beta-amyloid mellan nervceller.6

EXOSOMER – CELLENS BUDBILAR OCH SOPPÅSAR
Vi har vid tidigare studier visat att det endosomala systemet i cellen är involverat i upptag av extracellulärt oligomert betaamyloid, vilket tyder på att detta system kan ha en nyckelroll i hanteringen och spridningen av oligomert beta-amyloid.4 Det endosomala systemet sorterar material som cellen tagit upp genom endocytos, följt av transport till antingen lysosomen för nedbrytning eller tillbaka till cellytan för utsöndring genom exocytos. Kontrollen av denna transport har visats vara nedsatt vid både Alzheimers och Parkinsons sjukdom. Denna kontroll sköts av retromeren, ett multiproteinkomplex som är involverat i intracellulär sortering och återvinning. Vi har nyligen visat att en försämrad funktion av retromeren leder till ökad ansamling av oligomert beta-amyloid inuti cellen. Nyvunnen kunskap visar att exocytos, via membranbundna vesiklar, förmodligen är den vanligaste formen för celler i hela kroppen att kommunicera och dela material. En viktig del av exocytosen sker genom membranbundna intraluminala vesiklar som bildas i så kallade multivesikulära
kroppar (MVB). När dessa multivesikulära kroppar sammansmälter med plasmamembranet frisätts vesiklarna till den extracellulära miljön, dessa vesiklar kallas exosomer.

Läs hela artikeln som PDF