Po cévní mozkové příhodě začíná v mozku zdlouhavý proces regenerace. Tento proces nezahrnuje pouze nahrazení poškozených nervových buněk nebo vytvoření nových spojení; z postižené tkáně je také nutné odstranit metabolické vedlejší produkty a zánětlivé signální molekuly. Nová studie z Univerzity v Rochesteru nyní naznačuje, že v tomto procesu mohou hrát důležitou roli vnitřní biologické hodiny organismu. V experimentech s myšími se vědcům podařilo cíleně posílit přirozené cirkadiánní rytmy. To vedlo ke zlepšení několika ukazatelů zotavení po cévní mozkové příhodě.

Léčená zvířata mimo jiné vykazovala lepší motorické zotavení. Současně byl pozorován zvýšený tok tekutin v takzvaném glymfatickém systému a snížila se koncentrace různých zánětlivých signálních molekul v mozku. Výsledky jsou zajímavé tím, že léčba nezačala bezprostředně po cévní mozkové příhodě. Příslušná opatření byla zavedena až tři dny po události – tedy mnohem později než u běžných akutních léčebných postupů, které se opírají o co nejrychlejší zásah.

Mozek má svůj vlastní čisticí systém

Mozek má systém tekutin, který pomáhá odstraňovat metabolické vedlejší produkty: tzv. glymfatický systém. V tomto systému se mozkomíšní mok pohybuje podél specifických struktur v mozku a napomáhá transportu odpadních produktů z nervové tkáně. Systém je obzvláště aktivní během určitých fází spánku, a proto je již řadu let předmětem intenzivního výzkumu v souvislosti se spánkem a zdravím mozku.

K popisu tohoto systému významně přispěl dřívější výzkum Maiken Nedergaardové a jejích kolegů. Následné studie ukázaly, že jeho aktivita nezávisí výlučně na spánku. Kdy a v jakém rozsahu dochází k transportu tekutin v mozku, ovlivňují také vnitřní biologické hodiny těla. Tím vzniká zajímavá souvislost mezi spánkem, cirkadiánními rytmy a čištěním mozku.

Systematický přehled z roku 2022, který vypracovali Chong a jeho kolegové, zhodnotil dostupné výzkumy týkající se vztahu mezi spánkem a glymfatickou funkcí. Výsledky naznačují, že spánek úzce souvisí se změnami výměny tekutin v mozku, ačkoli přesné mechanismy a jejich význam pro člověka dosud nebyly zcela objasněny.

Jaké změny způsobuje cévní mozková příhoda?

Cévní mozková příhoda může výrazně narušit křehkou rovnováhu v mozku. Poškození vede mimo jiné k zánětlivým reakcím a metabolickým změnám. Po cévní mozkové příhodě přestává normálně fungovat i glymfatický systém. To by mohlo mozku ztížit odstraňování určitých metabolických vedlejších produktů a zánětlivých signálních molekul.

Právě zde přichází na řadu nový výzkum. Vědci si nejprve položili otázku, zda není rozhodující nejen přímá léčba poškození mozku, ale také podpora tělesných rytmů, které řídí procesy opravy a očisty mozku.

Když se vnitřní hodiny rozladí

Biologické hodiny řídí mnohem více než jen cyklus spánku a bdění. Téměř všechny orgány a mnoho buněk v těle se řídí přibližně 24hodinovým rytmem. Patří sem například metabolismus, hormonální rovnováha, tělesná teplota, krevní tlak a četné procesy v mozku.

Existují také důkazy o souvislosti mezi cévní mozkovou příhodou a denní dobou. Jak výskyt, tak závažnost cévních mozkových příhod se mohou v průběhu dne lišit. Zároveň se u mnoha lidí po cévní mozkové příhodě objevují poruchy cyklu spánku a bdění.

Tyto změny nejsou zanedbatelné. Narušený cirkadiánní rytmus může bránit zotavení organismu a je mimo jiné spojen s horší kvalitou života po cévní mozkové příhodě. Vědci si proto položili zajímavou otázku: Mohla by stabilizace vnitřních biologických hodin organismu pomoci mozku účinněji se zotavit po poškození?

Několik způsobů, jak posílit biologické hodiny

Aby tuto otázku prozkoumali, výzkumný tým testoval různé způsoby, jak ovlivnit cirkadiánní rytmus. Patřily mezi ně časově synchronizované světelné podněty, melatonin, účinná látka KL001 a časově omezené krmení.

Vědci nejprve studovali zdravé myši. Jejich zjištění ukázala, že různá opatření mohou zvýšit aktivitu glymfatického systému. Poté se zaměřili na dva zvláště slibné přístupy: KL001 a časově omezené krmení během aktivní fáze zvířat. Tyto dvě strategie byly následně testovány na myších modelech cévní mozkové příhody.

Zajímavost: Léčba byla zahájena až o několik dní později

Zvláště pozoruhodným aspektem studie bylo načasování. Zásahy nebyly zahájeny ihned po cévní mozkové příhodě, ale až o tři dny později. To znamenalo, že léčba začala mimo úzké časové okno, ve kterém musí být podány určité zavedené akutní léčby cévní mozkové příhody.

I přes toto zpoždění vykazovaly léčené myši lepší motorické zotavení. Kromě toho byly léze v mozku menší, tok glymfatické tekutiny byl silnější a různé zánětlivé cytokiny byly přítomny v nižších koncentracích.

To neznamená, že by taková léčba již mohla být použita jako terapie u lidí. Naznačuje to však, že modulace cirkadiánních rytmů v zvířecím modelu může mít měřitelné účinky i poté, co již došlo k poškození mozku.

Proč by zánět mohl hrát důležitou roli

Po cévní mozkové příhodě je zánětlivá reakce zpočátku normální součástí reakce organismu na poškození. Imunitní systém pomáhá odstranit poškozenou tkáň a zahájit procesy opravy. Problémy však mohou nastat, pokud zánětlivé signály přetrvávají po delší dobu.

Nová studie přináší důkazy o tom, že zlepšená funkce glymfatického systému by mohla pomoci tyto signály z mozku účinněji odstraňovat. Bylo zajímavé pozorovat, že změny se neomezovaly pouze na jeden zánětlivý marker; několik ze zkoumaných cytokinů vykazovalo trendy stejným směrem.

To by mohlo naznačovat, že studovaná opatření neblokují pouze jednu zánětlivou dráhu. Zlepšený pohyb tekutin by naopak mohl přispět k účinnějšímu odstraňování různých zánětlivých signálních molekul z mozkové tkáně.

Stravování v časově omezeném intervalu jako možný přístup

Pro další výzkum je obzvláště zajímavé tzv. časově omezené stravování. To nutně neznamená snížení množství přijímané potravy. Klíčové je spíše to, že příjem potravy je omezen na konkrétní časové okno v průběhu dne. To umožňuje tělu prožít delší období bez příjmu potravy a umožňuje, aby se určité metabolické procesy lépe přizpůsobily jeho vnitřním hodinám.

V aktuální studii byl tento princip aplikován na myši a spojován se zlepšeným zotavením po cévní mozkové příhodě. To činí tento přístup vědecky zajímavým, protože se v zásadě jedná o behaviorální intervenci, která se nemusí nutně opírat o medikaci.

Z toho však zatím nelze odvodit žádná doporučení pro osoby, které utrpěly cévní mozkovou příhodu. Strava a půst mohou po cévní mozkové příhodě představovat specifická rizika a klást specifické požadavky. Výsledky proto musí být nejprve ověřeny v dalších předklinických studiích a v případě potřeby i v následných klinických studiích.

Vnitřní biologické hodiny ovlivňují více než jen spánek

Tyto poznatky podtrhují trend v chronobiologii: biologické hodiny zřejmě nejsou důležité jen pro určení toho, kdy spíme. Vnitřní rytmy koordinují četné procesy v těle. Patří mezi ně metabolické procesy, hormony, cévní funkce a určité procesy v mozku.

Zdá se, že do této časové organizace je integrován i glymfatický systém. Výzkumná skupina Lauren Hablitzové proto zkoumá, jak mohou změny cirkadiánních rytmů ovlivnit funkci tohoto očistného systému. Odhaluje se tak širší biologická síť: vnitřní hodiny → spánek a metabolismus → pohyb tekutin v mozku → odstraňování metabolických vedlejších produktů a zánětlivých signálů. Po cévní mozkové příhodě by mohlo dojít k narušení rovnováhy několika z těchto procesů současně.

Biologické hodiny jako nový pohled na rehabilitaci po cévní mozkové příhodě

Nové poznatky otevírají zajímavou výzkumnou cestu, ale k jejich aplikaci na lidech je ještě daleko. Současná studie byla provedena na myších. Zůstává proto nejasné, zda lze pozorované změny v glymfatickém systému a zotavení po cévní mozkové příhodě extrapolovat na člověka.

Rovněž nebylo jednoznačně prokázáno, že zlepšená glymfatická aktivita je skutečně příčinou lepšího zotavení. Je například možné, že ze stabilizace cirkadiánních rytmů těží současně více procesů. Další studie proto musí objasnit příslušné role, které hrají vnitřní hodiny, transport glymfatické tekutiny a zánětlivé reakce.

Studie odhaluje zajímavou souvislost mezi třemi oblastmi, které byly dlouho považovány za oddělené: chronobiologií, čištěním mozku a rehabilitací po cévní mozkové příhodě. Pokud se výsledky potvrdí v dalších studiích, mohla by cílená stabilizace cirkadiánního rytmu jednoho dne představovat další způsob, jak podpořit zotavení mozku po poranění. Do té doby zůstává nejdůležitějším zjištěním především ten vědecký: Vnitřní hodiny těla se možná podílejí na procesech opravy a čištění mozku mnohem výrazněji, než se dosud předpokládalo.