Forskare vid Sahlgrenska akademin har för första gången kunnat visa att cirkulerande signalsubstanser i mänsklig cerebrospinalvätska stimulerar och gör hjärnans nervceller mer aktiva. Detta är en tidigare okänd funktion av cerebrospinalvätska, som nu publicerats i Journal of Physiology, och som även uppmärksammas av tidskriften Science.
För att studera nervcellers funktion används ofta tunna preparat av isolerade hjärnskivor, som under experiment omges av en artificiell cerebrospinalvätska. Nervceller i isolerade hjärnskivor är ofta betydligt mindre aktiva än i intakta hjärnor, vilket tidigare förklarats av att många förbindelser mellan nervceller kapas då hjärnvävnad isoleras. Nu har man upptäckt att mänsklig cerebrospinalvätska bidrar till att ge den höga aktivitet som nervceller i den intakta hjärnan uppvisar.
– Den artificiella cerebrospinalvätskan liknar mänsklig cerebrospinalvätska när det gäller komposition av joner och sockerinnehåll, men är långt ifrån lika komplex som den vätska som omger en levande hjärna. Den mänskliga cerebrospinalvätskan innehåller en mängd organiska substanser som vi nu kan visa är av betydelse för nervcellers funktion, säger Andreas Björefeldt, doktorand vid institutionen för neurovetenskap och fysiologi som är förstaförfattare till artikeln.
I samband med att artikeln publicerades i Journal of Physiology nämndes fyndet även som intressant av tidskriften Science (19 dec, 2014), som konstaterar att hjärnskivor är ett viktigt verktyg för forskare som försöker förstå hur nervceller fungerar.
Artikeln fokuserar på en typ av nervceller som kallas pyramidceller, som är den vanligast förekommande celltypen i hjärnbarken. I studien ersatte forskarna artificiell cerebrospinalvätska med mänsklig, under pågående registrering av aktivitet från pyramidceller i hjärnskivor.
– När vi tillförde human cerebrospinalvätska förändrades pyramidcellernas egenskaper. De blev mer aktiva, och deras signaleringströskel minskade, säger Andreas Björefeldt.
Det handlar om grundforskning, som i första hand syftar till att öka förståelsen för hur den friska hjärnan fungerar, men i förlängningen kan kunskapen visa sig vara betydelsefull även för förståelsen av sjukdomar som drabbar hjärnan. Forskarlaget arbetar nu med ett antal kandidatsubstanser som finns i mänsklig cerebrospinalvätska, och som de tror är viktiga spelare i aktiveringen av pyramidceller.
– Vi har hittills identifierat en familj av membranbundna receptorer på pyramidcellerna som tycks förmedla effekterna av dessa substanser. Nu vill vi veta vilka specifika signalsubstanser i cerebrospinalvätskan som aktiverar dessa receptorer, samt hur aktivitet i andra celltyper och i större neurala nätverk är påverkad.
Även med kännedom om den nya upptäckten kommer forskare världen över troligen att fortsätta använda den etablerade metoden, där de hjärnskivor som studeras förvaras i artificiell cerebrospinalvätska. Det finns helt enkelt inte tillgång till tillräckliga mängder av den riktiga varan för att ersätta den konstgjorda.
Artikel: Human cerebrospinal fluid increases the excitability of pyramidal neurons in the in vitro brain slice
Författare: Andreas Björefeldt, Ulf Andreasson, Jonny Daborg, Ilse Riebe, Pontus Wasling, Henrik Zetterberg och Eric Hanse
Tidskrift: The Journal of Physiology
Här kan du läsa artikeln: http://jphysiol.highwire.org/content/early/2014/10/30/jphysiol.2014.284711.abstract?related-urls=yes&legid=jphysiol;jphysiol.2014.284711v1&cited-by=yes&legid=jphysiol;jphysiol.2014.284711v1
