Ny forskning basert på avanserte elektronmikroskopiske teknikker viser hvordan vannkanaler i hjernens gliovaskulære enheter er involvert i utvikling av hjerneødem.

Thomas Misje Mathiisen. Foto Drift og servicesenter SST, Akershus universitetssykehus

Hjerneødem er en potensielt livstruende tilstand hvor vann og elektrolyttbalansen i hjernevevet forstyrres som følge av hjerneslag, hodeskader, hjernesvulst eller infeksjon. I pattedyr er transportsystemene for vann, gasser, nærings- og avfallsstoffer mellom blodbane og vev karakteristisk for hvert av de ulike organene. I hjernen omgis kapillarene av spesialiserte celler, gliacellene, som skiller kapillarene fra nervecellene. Et kapillar med tilhørende gliacelleutløpere kalles en gliovaskulær enhet. Gliacellemembranen er kjent for å ha en høy konsentrasjon av vannkanaler. Disse vannkanalene har vist seg å være involvert i utviklingen av hjerneødem, men det er fortsatt stor usikkerhet knyttet til deres funksjon. Ved hjelp av avansert elektronmikroskopisk 3D-rekonstruksjon basert på snitt av rottehjerne har Thomas Misje Mathiisen og medarbeidere skaffet ny kunnskap om vannkanalenes rolle i hjernen.

– Våre studier viser for det første at gliacelleutløperne danner et sammenhengende lag rundt hjernens kapillarer. Videre har vi vist at både kanalproteinene AQP4 og Kir4.1 uttrykkes i gliacellemembranen. Vi har også forsøkt å forklare hvordan enzymet karbonanydrase er involvert i endringer av hjernens pH og volum, og vi har studert den subcellulære distribusjonen av disse proteinene i gliacellen. Funnene støtter ideen om at gliacelleutløperne kan begrense og regulere utvekslingen av molekyler mellom blod og hjerne, og mer spesielt hypotesen om at gliacelleutløperne og deres vannkanaler kontrollerer innstrømningen av vann til hjernen, sier Mathiisen.

AQP4: aquaporin 4; et vannkanalprotein.

Kir4.1: kaliumkanalprotein.