Tag Archives: oksidativt stress

Nyfødte er ikke bittesmå voksne

Blogger: Eva Brekke Foto: Merethe Wagelund/NTNU Info

Et av mantraene fra undervisningen i barnemedisin var at «barn er ikke små voksne». Med det mente de å minne oss på at man ikke kan overføre direkte det man vet om diagnostisering og behandling hos voksne til barn, og regne med at det vil resultere i suksess.

Funnene våre viser hvor viktig det er å gjøre forskning i forskjellige aldersgrupper, også innenfor grunnforskningen. Det som fungerer hos voksne kan potensielt være skadelig for barn og nyfødte, og det som ikke fungerer hos voksne kan kanskje være verdifull terapi.

Dette er noe jeg har fått erfare gjennom forskningen min hvor vi har undersøkt hvordan hjernen til syv dager gamle rotter fungerer etter en episode med for lite blod og oksygen, også kalt hypoksisk-iskjemisk (HI) hjerneskade.

Les intervju med Eva Brekke i Gemini.

baby2istock

HI hjerneskade under svangerskap eller fødsel er en av hendelsene som kan føre til cerebral parese (CP). Vi fant ut at de nyfødte hjernecellene fungerer ganske annerledes fra det vi vet om den voksne rottehjernen.

Oksidativt stress er en av mekanismene som skader hjernecellene ved mangel på blod og oksygen. En prosess som kalles pentose fosfat shunten [1] spiller en viktig rolle i forsvaret mot oksidativt stress ved at det lages noen stoffer som brukes for å fornye kroppens egne antioksidanter. Dermed kan antioksidantene brukes om igjen og om igjen for å nøytralisere oksygenradikaler.

Vi fant til vår overraskelse at hos nyfødte derimot, synker aktiviteten av pentose fosfat shunten etter en episode med blod- og oksygenmangel. Det kan gjøre den nyfødte hjernen ekstra sårbar for oksidativt stress.

Hos voksne stiger aktiviteten av pentose fosfat shunten i forbindelse med oksidativt stress [2,3], noe som sannsynligvis representerer en forsvarsmekanisme i den voksne hjernen. Vi fant til vår overraskelse at hos nyfødte derimot, synker aktiviteten av pentose fosfat shunten etter en episode med blod- og oksygenmangel. Det kan gjøre den nyfødte hjernen ekstra sårbar for oksidativt stress.

En annen mekanisme som skader hjernecellene ved mangel på blod og oksygen i hjernen, er ukontrollert fyring hos nevronene som gir massiv frigjøring av signalstoffet glutamat. Slik ukontrollert fyring skjer når nevronene har for lite energi, og er derfor vanlig under HI når mangelen på næringsstoff og oksygen gir en energikrise.

I store doser er glutamat giftig for hjernecellene. Hos voksne reduseres nydannelsen av glutamat under og etter en HI episode [4,5]. Hos nyfødte blir også nyproduksjonen redusert i fasen etter HI, men med en viktig forskjell: sammenlignet med andre prosesser blir faktisk nyproduksjon av glutamat prioritert foran for eksempel energiproduksjon! Dette kan være medvirkende til at hjernecellene ikke får optimalisert energinivåene, med det resultatet at også denne nye glutamaten blir frisatt og kan skade andre hjerneceller rundt.

Både oksidativt stress og høye doser glutamat kan føre til celledød selv etter at cellene får nok blodtilførsel igjen. Det vil si at de fortsatt skader hjernecellene på et tidspunkt hvor man potensielt kan gi behandling. Man tror at veldig mye av skaden i den nyfødte hjernen skjer etter at blodtilførselen er gjenopprettet.

Hvis man kommer til med effektiv behandling i dette tidsrommet kan man unngå mye av denne skaden.

Hvis man kommer til med effektiv behandling i dette tidsrommet kan man unngå mye av denne skaden. Dette er to eksempler på hvordan hjernen ser ut til å fungere forskjellig hos nyfødte og voksne rotter. Hvis de samme forskjellene finnes mellom nyfødte og voksne mennesker kan dette sette oss inn på nye spor for behandling av nyfødte som har fått for lite blod eller oksygen til hjernen under et vanskelig svangerskap eller en komplisert fødsel.

Funnene våre viser hvor viktig det er å gjøre forskning i forskjellige aldersgrupper, også innenfor grunnforskningen. Det som fungerer hos voksne kan potensielt være skadelig for barn og nyfødte, og det som ikke fungerer hos voksne kan kanskje være verdifull terapi.

Dette blogginnlegget er basert på artikkelen ”The Pentose Phosphate Pathway and Pyruvate Carboxylation after Neonatal Hypoxic-Ischemic Brain Injury” som nylig ble publisert i Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism: http://www.nature.com/jcbfm/journal/vaop/ncurrent/full/jcbfm20148a.html

Linker:

[1] The Pentose Phosphate Pathway: http://en.wikipedia.org/wiki/Pentose_phosphate_pathway

[2] Bartnik BL, J Neurotrauma 2005: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16238483

[3] Domańska-Janik K., Resuscitation 1988: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2839885

[4] Håberg A, Neurochem Int 2006: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16504342

[5] Håberg A, JCBFM 2001: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11740207

Leave a Comment

Filed under Barn og unge, Forskning, Nervesystemet og hjernen, NTNUmedicine

For lite eller for mye oksygen? Radikalt og sukkersøtt om den nyfødte hjernen

Forsker grand prix: Ti forskere – fire minutter – én scene. På Byscenen, 25. september kl. 19, kan du få oppleve «norgesmesterskapet» i forskningsformidling. 10 håndplukkede doktorgradskandidater fra NTNU skal formidle forskningen sin slik at alle forstår. Tre av deltakerne er fra Det medisinske fakultet, og her er én av dem.

 

Foto: Merethe Wagelund/NTNU InfoBlogger: Eva Brekke

 

 

 

Jeg er 27 år og kommer fra Sandnes. Da jeg skulle velge studiested var det aldri noen tvil om at det måtte bli Trondheim, blant annet på grunn av Studentersamfundet hvor jeg har drevet med teater mesteparten av studietida. Nå er jeg ferdigutdannet lege, og holder på med doktorgrad i nevrovitenskap.

Fascinasjonen for hjernen startet lenge før jeg begynte på medisinstudiet. Selv om vi begynner å forstå en del om hvordan hjernen fungerer gjenstår fremdeles mange uløste gåter. Jeg håper jeg kan være med på å løse noen av disse. Forskningen min er preklinisk, det vil si at vi studerer hjernen i en dyremodell. Vi bruker noe som kalles MR spektroskopi kombinert med en type sukker med “merkelapp” på for å studere hvordan forskjellige stoffer øker eller minsker, og på den måten få informasjon om hvilke prosesser som er opp- eller nedregulert.

Jeg forsker på hva som skjer i hjernen når barn får for lite blod og oksygen til hjernen i perioden før, under eller etter fødselen. Det kan for eksempel skje under en vanskelig fødsel, men det kan også skje inni livmora hvis morkaka ikke fungerer som den skal. Hvis det gir permanent hjerneskade kan det føre til Cerebral Parese (CP).

Sammenlignet med voksne er nyfødte mer sårbare for perioder med for mye oksygen, noe som kan skape «oksidativt stress». Oksygen og oksidativt stress er et typisk eksempel på at ting i biologien både har en positiv og en negativ side. Hjernecellene er helt avhengige av oksygen, men i noen situasjoner går oksygen sammen med andre atomer og lager “oksygenradikaler” som skader hjernecellene. Etter en periode med for lite oksygen er cellene ekstra sårbare for ting som kan skade dem. Vi har funnet ut at noen av beskyttelsesmekanismene den voksne hjernen har mot oksygenradikaler ikke virker på samme måte i den nyfødte hjernen. Dette betyr at vi må tenke annerledes når vi skal behandle nyfødte.

Jeg håper at med bedre forståelse av prosessene i hjernen kan vi etter hvert gi nyfødte bedre behandling. Målet på lang sikt er å bedre overlevelsen blant nyfødte som får for lite blod og oksygen til hjernen, og også gjøre at de som klarer seg overlever til et friskere liv.

Her kan du lese om de andre deltakerne i årets Forsker grand prix

Leave a Comment

Filed under Barn og unge, Forplantning og fødsel, Forskning, Luftveier, Medfødte tilstander, Nervesystemet og hjernen, NTNUmedicine