Mezinárodní výzkum, který přišel s tímto novým pohledem na nevypočitatelnou nemoc, řídí právě profesor Jiruška.
„Změny, které jsme sledovali, mají charakter takzvaného kritického zpomalování. Jde o jeden ze základních přírodních principů, který je typický pro systémy ztrácející stabilitu,“ říká vědec. Podobný proces, jaký vysledovali v měření elektrické aktivity nervových buněk, podle něj v minulosti předcházel i změnám klimatu, vyhynutí živočišných druhů či kolapsu burzy.
Co je vlastně epilepsie?
Podle klasické definice jde o přechodnou poruchu funkce mozku, která je způsobená vysokou aktivitou nervových buněk. Mozek je přetížený, protože neurony generují vysokou aktivitu a všechny to dělají v jeden moment. Stejně jako když všichni fanoušci na stadionu skáčou do hesla „Kdo neskáče není Čech“. Aby byly všechny buňky aktivní najednou, je dobré pro činnost srdce, ale rozhodně ne pro mozek.
Přemysl Jiruška Narodil se v roce 1976. Po absolvování 2. lékařské fakulty Univerzity Karlovy v Praze působil dále na této fakultě na Klinice dětské neurologie v Ústavu fyziologie. Po obhajobě dizertační práce se věnoval sedm let výzkumu ve skupině profesora Jefferyse na University of Birmingham. V současnosti pracuje jako vědecký pracovník ve Fyziologickém ústavu Akademie věd ČR. Od samého počátku vědecké kariéry se zaměřuje na výzkum mechanismů, které jsou odpovědné za vznik epileptických záchvatů. |
Proč je to špatně?
Jednotlivé části v mozku by měly spolupracovat, ne se překřikovat. Když se díváte na červené jablko, měly by být aktivní pouze neurony, které zpracovávají odpovídající informaci, rozpoznávají například barvu, tvar a vůni. V průběhu epileptického záchvatu se aktivují i ty buňky, které by měly být zticha. Místo jablka pacient může vidět záblesky, nebo nevidí vůbec.
Záchvat ale může mít komplexnější projevy podle toho, kde se epileptické buňky nacházejí. Když bude postižena oblast mozku zajišťující hybnost, bude pacientovi cukat protilehlá končetina, nebo může mít pocity pálení v případě, že jde o části mozku zajišťující citlivost na dotek.
Pak jsou tu zvláštní projevy u těch, kteří mají postižené oblasti důležité pro vytváření paměťové stopy či emocí. Pacient může cítit strach, přestat si uvědomovat sám sebe, může dělat věci, které neodpovídají dané situaci, například začít přerovnávat boty. Pak se probere a diví se, jak se k tomu dostal.
Může se takto pobláznit každý mozek?
Za určitých podmínek umí generovat záchvat každý mozek. U zdravého ale musí jít o podmínky extrémní. Způsobit to může například úraz, intoxikace, záchvaty doprovázejí i některé infekce v mozku. U lidí s epilepsií jsou ale v mozku trvale přítomny neurony, které jsou k záchvatu náchylné. Příčinou může být genetická dispozice, jež způsobuje, že jsou nervové buňky dráždivější, ale epilepsie se může rozvinout i po úrazu nebo po cévní mozkové příhodě.
V čem se tedy odlišuje epileptický mozek od zdravého?
Trvalou dispozicí k záchvatům. Buňky, které jsou k nim náchylné, se u většiny nacházejí v ohraničené části mozku, epileptickém ložisku. Podle toho, kde se vyskytuje, také vypadají záchvaty, které se z pacientova pohledu objevují náhodně. Neví dne, hodiny, minuty či vteřiny, kdy nastanou. Někteří pacienti, není jich mnoho, cítí to, čemu se říká aura, tedy že na ně záchvat jde. Dokážou ho někdy i zastavit, když se na něco soustředí. Ale ne vždy a je jich relativně málo.
Pomůže váš výzkum předvídat, kdy k záchvatu dojde?
Až tak daleko ještě nejsme. Náš výzkum se zaměřil na měření stability mozku, toho, jak odolný je vůči vnitřním či vnějším podnětům. Zjistili jsme, že v mozku lidí s epilepsií dochází v průběhu času k měřitelným změnám. Podobá se to procesům, které provázejí změnu klimatu či vedou ke krachu na burze.
Z pohledu zvenku vše vypadá v pořádku, ale pod povrchem je mozek málo odolný. V případě burzy se to může projevit častějšími a delšími výkyvy, v případě klimatu se ztráta stability může manifestovat jako větší teplotní výkyv doprovázený delším trváním. Tyto změny nemusí být na první pohled patrné. Po určité době je však mozek natolik nestabilní, že i malý podnět odstartuje záchvat. Je to jako s lesními požáry.
Jak to myslíte?
I stabilita a odolnost lesa vůči požáru klesá. Představte si zelený les, kde nedávno pršelo. Když udeří blesk, uhasí se oheň po chvíli sám. V létě ale pravděpodobnost požáru stoupne, a když přijde sucho, nemusí udeřit blesk, stačí jeden nedopalek a les hoří. A pokud bude sucho opravdu extrémní, nemusí tam být ani ten nedopalek, může dojít i ke samovznícení. My jsme prokázali, že podobnými procesy ztráty odolnosti vůči vnějším podnětům prochází i mozek. Pozorovali jsme, jak dlouho se mozek reagující na vnější podnět vrací do stabilního stavu. Čím déle mu to trvá, tím méně odolný vůči záchvatu je a zvyšuje se riziko, že k němu dojde.
Jak jste to dělali?
Sledovali jsme změny elektrické aktivity v mozku. Ta provází všechno, co se v něm děje. V období mezi záchvaty jsme aktivitu mozku „vychýlili“ pomocí elektrické stimulace a měřili jsme, jak dlouho mu trvá, než se navrátí z vychýlení do klidu. Potvrdili jsme, že v mozku zvířat i lidí s epilepsií dochází k procesu takzvaného kritického zpomalování. To znamená, že jak se blíží záchvat, tak se doba návratu do normálního stavu stále prodlužuje.
Když dojde k záchvatu, mozek se vrátí do rovnováhy a proces se opakuje?
Ano.
Proč jde o tak důležitý poznatek?
Dnešní léky míří proti záchvatům. Z našeho úhlu pohledu je ale klíčový nikoli samotný záchvat, ale dlouhodobý proces, který pro něj vytváří podmínky a který odpovídá za ztrátu stability. Když se vrátím k příkladu s lesem, chceme najít způsob, jak zabránit vysychání lesa. Nikoli tomu, aby se v něm od odhozeného nedopalku rozhořel požár. Ale to je ještě daleko.
Nyní víme, že proces, který vede k destabilizaci, v mozku probíhá. Ale co jej spouští a co jej řídí, to nevíme. Může se ukázat, že záchvatům lépe než léky proti dráždivosti zabrání léky, které budou léčit zánět nebo budou ovlivňovat některé hormonální procesy, které mohou ke ztrátě stability mozku významně přispívat.
Jak vás napadlo se do takového měření pustit?
Současný pohled na epilepsii je čistě lékařský, vidí záchvat jako izolovaný jev. A pojetí epilepsie vychází z toho, že záchvaty jsou náhodné. Tak je vnímá pacient i lékař. Ale pak si statistik vezme údaje z kalendáře, podívá se na intervaly mezi záchvaty a řekne si, že náhodné nejsou. Pro pacienta to nemá žádný význam, pořád neví dne a minuty, kdy záchvaty přijdou, ale pro vědu má zjištění, že ze statistického hlediska nepřicházejí náhodně, velký význam. Znamená to, že za nimi musí být nějaký proces, který kontroluje stabilitu mozku a náchylnost k záchvatům.
Jak ho hledáte?
Spolupracujeme s kolegy z Melbourne. Ti pacientům, kterým nebylo možné odstranit epileptické ohnisko, voperovali elektrody do mozku. Měsíce až roky pak sledovali jeho elektrickou aktivitu. Ukázalo se, že u každého pacienta se objevují záchvaty v nějakém cyklu, i když třeba s odchylkami. Úplně náhodné nebyly ani v jednom případě. Co proces spouští a ovlivňuje, to ale zatím nevíme. Může být navázaný například na hormonální změny, tak jako u typu epilepsie, který je u žen vázaný na menstruační cyklus. Ale to je jen jedna z mnoha možností.
Pomůže váš výzkum předvídat, kdy k epileptickému záchvatu dojde?
Prakticky by to mělo umožnit určit období, kdy je vyšší pravděpodobnost záchvatů, aby se například dala zvýšit dávka léků. Ale jak říkám, přínos spíš vidím v nalezení mechanismů náchylnosti k záchvatům, které se odehrávají v dlouhých časových obdobích a kterým doposud nebyla věnována pozornost vědců studujících epilepsii.
Kolik lidí na světě vlastně s tímto onemocněním žije?
V rozvinutých zemích je to od půl do jednoho procenta populace. V rozvojových zemích je četnost vyšší, kvůli vyšší úrazovosti i parazitálním infekcím. V Česku jde zhruba o 80 tisíc lidí s aktivní epilepsií, tedy přibližně tolik jako obyvatel Kladna.
