Abnormality v mozgu u schizopacientov

  Veda

Obsah článku

  • Úvod
  • Mozgové komory
  • Problémy v čelovom laloku
  • Talamus
  • Neuroprenášače
  • Abnormality časovo predchádzajú ochorenie?
  • Nástup psychotického myslenia
  • Záver
  • Zdroje článku a obrázkov

 

 

1.) Úvod

 
V minulosti vedci mohli skúmať mozog iba po tom, ako pacient zomrel. V súčasnosti biomedicína a neurovedy disponujú technológiami, ktoré umožňujú výskumným pracovníkom posúdiť činnosť a využívanie energie aktívneho mozgu žijúcich pacientov. Nové techniky, najmä magnetická rezonancia (MRI), jednofotónová emisná počítačová tomografia (SPECT) a pozitrónová emisná tomografia (PET), spôsobujú rýchly, ba priam prevratný, pulzujúci rozvoj vedeckých poznatkov o mozgu a o tom, ako mozog pracuje pri schizofrenických a schizoafektívnych komplexoch porúch. A tak sa pred nás predostierajú jasné výzvy pre štúdium štruktúry a funkcie mozgu v súvislosti s vážnym duševným ochorením. Jednou z takýchto výziev je otázka, či odlišnosti v mozgu schizo-pacienta (napr. F20, či F25) boli prítomné už pred prepuknutím choroby, a tak sa majú uviesť do príčinného vzťahu, alebo či sú len výsledkom príznakov schizofrénie alebo schizoafektívnej poruchy.
 
Navyše väčšina schizo-pacientov berie lieky, ktoré môžu hrať príznačnú úlohu v zmenách spôsobu, ako mozog chorého na tomografii či rezonancii vyzerá a ako funguje. Komplikáciou je i to, že jestvuje množstvo chorôb, ktoré majú podobný vplyv na mozog a môžu byť spôsobované mozgovými abnormalitami, ale takisto môžu byť až dôsledkom týchto abnormalít. Takže sa môže stať, že mnohé obdobné neurobiologické abnormality môžu mať aj ľudia bez schizofrénie. K dnešnému dňu nie sú teda k dispozícii žiadne také abnormality mozgu, ktoré by mohli špecificky odlíšiť schizo-pacientov od zdravých ľudí – aj preto tieto zobrazovacie techniky nedokážu byť relevantným diagnostickým kritériom.
 

 

2.) Mozgové komory

 
Hlboko v mozgu sa nachádzajú tekutinou vyplnené priestorové systémy nazývané komory. Niektoré štúdie preukázali, že v porovnaní s jedincami bez schizofrénie schizo-pacienti mali komory vzhľadom na svoj objem rozšírené. Platí, že ak je jedna z komôr väčšia, než je obvyklé pre mozog danej veľkosti, potom sa tak udialo na úkor mozgového tkaniva, čo znamená, že je mozgové tkanivo jednoducho menšie, než má byť, alebo je menej funkčné. Rozšírenie komôr však nie je typické len pre schizo-pacientov, ale aj pre ľudí postihnutých Alzheimerovým chronickým ochorením alebo pre ľudí nadmerne konzumujúcich etylalkohol. Každopádne aj magnetická rezonancia poukázala na to, že schizo-pacienti majú menej funkčného, „pracovného“ mozgového tkaniva, a to konkrétne približne o 3%, než u zdravých ľudí. Tento trojpercentný úbytok funkčného mozgového tkaniva bol nameraný na začiatku ochorenia, čo podporuje hypotézu, že tento neurobiologický nedostatok môže mať pôvod v oveľa skorších štádiách života a nemusí byť teda dôsledkom opakovaných psychotických epizód alebo antipsychotickej liečby príznakov schizofrénie a schizoafektívnych porúch.
 

 

3.) Problémy v čelovom laloku

 
Hoci niektoré časti mozgu u schizo-pacientov sa ukázali byť odlišné, klinickú pozornosť na seba upútali bezprostredne najmä dve neurobiologické oblasti. Prvú tvoria frontálne laloky čelnej časti mozgu, ktoré sa nachádzajú v priestore priamo za čelom a sú zodpovedné za plánovanie a riešenie problémov, a druhú tvorí talamus.
 
Oblasť čelového laloku dozrieva ako jedna z posledných. Problémy v správnej funkcii čelového laloku sa prejavujú ako ťažkosti pri sústredení a pozornosti. Je príznačné, že práve mnoho schizo-pacientov má práve takéto obtiaže. Obrázok tejto sekcie je produkovaný zobrazovacou technikou „pozitrónová emisná tomografia.“ Ukazuje mozog schizo-pacienta, kde červená farba naznačuje vysokú mieru syntézy proteínov a následného bohatého využitia glukózovej energie. Zatiaľ čo u zdravého človeka prebieha syntéza proteínov najmä v čelovom laloku (na obrázku hore), na tomto zobrazení je tomu tak v zadných a temporálnych častiach mozgu (vidno podľa toho, kde je to červené). To dosvedčuje skutočné problémy s myslením, organizovaním, plánovaním a s koncentráciou u schizofrenikov alebo u schizoafektívnych pacientov. Tento jav zníženého metabolizmu čelového laloka nazývame „hypofrontalita.“
 

 

4.) Talamus

 
Talamus je malý, podlhovastý zväzok v centre mozgu zodpovedný za zmyslové a motorické spracovanie. Je to také centrum, ktoré zhromažďuje väčšinu informácií z nášho prostredia prostredníctvom zmyslových orgánov (oči, uši, koža) a umožňuje prepojenie s oblasťou na kortex a mozgový kmeň. Zistilo sa zobrazovacími technikami, že inervovanie a prepojenie obvodov, ktoré prepájajú talamus s ďalšími mozgovými oblasťami (vrátane čelového laloka a mozočku), môžu byť u schizo-pacientov znížené. Výskum univerzity v americkej Iowe naznačuje, že práve tieto talamické nedostatočne inervované cesty môžu byť doslova zapletené do značného počtu schizofrenických príznakov.
 

 

5.) Neuroprenášače

 
Keď vedci študujú, čím je mozog duševne chorých ľudí odlišný, majú najčastejšie záujem o dve otázky – štruktúra mozgu a funkcia mozgu. Štruktúra sa týkala komôr, talamu a čelového laloka skúmaných pomocou najnovších zobrazovacích techník (SPECT, PET, MRI). Výskumných pracovníkov však zaujíma aj neurobiologická komunikácia vo vnútri mozgu. Komunikáciu v mozgu vykonávajú okrem elektrických signálov aj chemické látky nazývané neurotransmitery (neuroprenášače). Ukázalo sa a mnoho ráz sa už aj potvrdilo, že práve štúdium neuroprenášačov je nanajvýš relevantné, keďže práve ono odhaľuje fundamentálne štrukturálne a funkčné rozdiely v mozgu schizo-pacientov.
 
Neuroprenášače sú vlastne chemickí poslovia medzi jednotlivými neurónmi (mozgovými bunkami) a prenášajú chemickou cestou elektrický signál, pričom ho rozmanitým spôsobom prispôsobujú a modifikujú. Sú teda priamo zodpovedné za to, ako neuróny medzi sebou komunikujú a prenášajú vzruch. Vzruch prenášajú v malom priestore medzi dvoma bunkami nazvanom „synapsa,“ pričom tento proces voláme chemickou transsynaptickou signalizáciou. Zakladá sa na uvoľňovaní biologicky aktívnych neurotransmiterov do synaptickej štrbiny, ktoré sa tu následne naväzujú na receptorové bielkoviny (receptory) postsynaptickej membrány.
 
Pozri obrázok, kde elektrický vzruch na konci jedného neurónu vyvoláva uvoľnenie neuroprenášačov, ktorými sú pre prehľadnosť tamtie ružové guličky, pričom prechádzajú synaptickou štrbinou a chemicky sa naväzujú na postsynaptickú membránu druhého neurónu. Tam vyvolajú modifikovaný elektrický signál, ktorý sa šíri novým neurónom ďalej.
 
Jestvuje mnoho neurotransmiterov v mozgu. Za mnohé schizofrenické príznaky je obvinený práve neuroprenášač dopamín. Ten je primárne zapojený do riadenia pohybového aparátu a do myslenia. Dopamín je tiež spájaný s pocitom radosti a všeobecne s tzv. dobrým pocitom zo života. Dopamínové dráhy v mozgu sú vysoko špecializované a môžu ovplyvniť rôzne druhy myslenia a správania. Ľudia s vysokou úrovňou dopamínu v určitých častiach mozgu preukázateľne zažívajú psychotické príznaky alebo paranoidné myslenie, a teda príznaky schizofrénie. Takto sa rozvinuli čoraz viac potvrdzované tzv. dopamínové hypotézy, ktoré pochádzajú už zo šesťdesiatych rokov 20. storočia. Vtedy sa to zistilo tak, že prvé antipsychotické lieky spôsobovali (a spôsobujú to aj dnešné lieky) blokády receptorov dopamínu, a pritom boli úspešné v liečbe schizofrénie u veľa pacientov. Tiež sa dopamínová hypotéza potvrdzuje pri užívaní amfetamínov, ktoré navodzujú v mozgu „pocit,“ že je v systéme veľa dopamínu, a na základe toho mozog produkuje sluchové halucinácie (hlasy) a paranoju.
 
Avšak stále sa nevie, čo spôsobuje tento prebytok dopamínu v mozgovom systéme. Vynárajú sa tu otázky ako: „Produkujú niektorí ľudia príliš veľa dopamínu? Majú niektorí ľudia dopamínové receptory obzvlášť citlivé, takže ich mozog si myslí, že je príliš veľa dopamínu aj tam, kde nie je?“
 
Štúdie sa zhodujú minimálne v jednom – existuje len málo dôkazov, že by schizo-pacienti produkovali viac dopamínu než iní ľudia. Naopak, existujú presvedčivé dôkazy o tom, že schizo-pacienti sú extrémne citliví na dopamín. No i to má svoj háčik – nie je to totiž isté, či schizo-ochorenie spôsobilo prebytok dopamínových receptorov, alebo či bolo schizo-ochorenie spôsobené prebytkom dopamínových receptorov.
 
Dôležitý neuroprenášač, ktorý je prebytkom dopamínových receptorov potlačený, je glutamát. Ten zodpovedá za kódovanie pamäte a hrá úlohu pri procese učenia. Pitevné správy zistili a potvrdili, že mozog schizo-pacienta zvykne mať menej receptorov glutamátu, než je obvyklé u zdravého človeka.
 

 

6.) Abnormality časovo predchádzajú ochorenie?

 
Popísali sme aj veľké anatomické (okrem zväčšených komôr sem patrí aj zmenšenie predného hipokampu), ako i mikroskopické abnormality mozgu, ktoré môžu byť príčinou schizo-ochorenia, alebo môžu byť až následkom ochorenia. Príznačné však je, že súvis (korelácia) medzi objemom komôr a trvaním choroby alebo používaním medikamentov sa nejaví ako reálny. Inými slovami – jestvuje v psychiatrii silné tušenie, že anatomické abnormality antedatujú (časovo predchádzajú) začiatok symptómov schizofrénie a schizoafektívnych porúch. Iné štúdie napríklad vylúčili aktívny neurodegeneratívny proces, ktorý, ak by skutočne nastal, mohol by abnormality spôsobiť a spolu s nimi aj schizo-ochorenie. Avšak tento proces absentuje, čo povzbudzuje neurovedcov v spomenutom tušení. Toto tušenie sa pretavuje aj do podoby presvedčenia, že celé schizo-ochorenie je geneticky determinované, o čom výborne svedčia štúdie o geneticky zhodných (monozygotných) schizofrenických dvojčiat, a taktiež fakt, že mnohé schizo-ochorenia sa objavujú v rodine, kde sa už nejaké duševné choroby prejavili.
 

 

7.) Nástup psychotického myslenia

 
Zdravý nervový systém pri narodení dieťaťa má vysokú synaptickú hustotu, čo v praxi znamená bohaté inervovanie (prehustenie nervami) v najdôležitejších častiach mozgového systému. Od približne dvoch rokov veku začína synaptická hustota klesať – odumierajú mnohé nervové zakončenia a spoje, taktiež státisíce neurónov. Krok za krokom hustota klesá až do neskorého detstva a ranej adolescencie. Mnohé z odumretých spojov sú jednoducho prebytočné a vo vyspelom (dospelom) mozgu nemajú miesto.
 
Počas dospievania dochádza k prudkému nárastu synaptických štrbín v procese zvanom synaptické prerezávanie. To spočíva v odstránení nadmernej koncentrácie zbytočných nervových spojov a vedie k skvalitneniu organizácie neurónovej siete. Takto sa mozog stáva vyzretým a pripraveným riešiť zložité a abstraktné problémy. Avšak podľa niektorých štúdií sa zistilo, že práve ľudia s psychózami môžu mať niektorých synaptických spojení príliš veľa, príliš málo alebo sú niektoré jednoducho nepotrebné, čo vedie k vzniku psychotickej symptomatológie. Podľa jedného modelu dokonca môže u psychotikov dôjsť v čase adolescencie a neskorého tínedžerského veku k nezvyčajne agresívnemu synaptickému prerezávaniu, čo vedie až k takému zníženiu synaptickej konektivity, že mozog je mikroskopicky roztrieštený a nespojitý. Tento deficit v rôznych oblastiach mozgu následne spôsobuje kognitívne, sociálne, citové a zmyslové ťažkosti u schizo-pacientov. Model o agresívnom synaptickom prerezávaní potvrdzujú aj viaceré posmrtné, pitevné správy.
 

 

8.) Záver

 
Tento článok mal za cieľ zosumarizovať hypotézy, zistenia a relatívne nové štúdie o neurobiologických podkladoch a možných príčinách schizofrénie a schizoafektívnych porúch. Nosnou ideou pritom bola myšlienka, že schizofrénia a schizoafektívne poruchy nie sú spôsobené dominantne výchovou alebo environmentálnymi vplyvmi, ale v prvom rade geneticky a neurobiologicky.
 

 

9.) Zdroje článku a obrázkov