Η σταθερή πίεση στα οστά της κνήμης για λίγα μόλις λεπτά την ημέρα βελτίωσε σημαντικά την κίνηση και τη γνωστική λειτουργία σε ποντίκια και χοίρους, μία εβδομάδα αφότου είχαν υποστεί τραυματική εγκεφαλική κάκωση. Η παρέμβαση ενεργοποιεί κύτταρα των οστών που είναι ευαίσθητα στη μηχανική δύναμη και τα ωθεί να απελευθερώσουν ουσίες που φαίνεται να ενισχύουν την υγεία του εγκεφάλου.
«Αυτό είναι πολύ σημαντικό για μένα, καθώς αποκαλύπτει ένα σύστημα επικοινωνίας οστών και εγκεφάλου που μέχρι τώρα δεν είχε εκτιμηθεί αρκετά και θα μπορούσε να οδηγήσει στο μέλλον σε νέες θεραπευτικές προσεγγίσεις», λέει ο Kristian Franze από το Max Planck Center for Physics and Medicine στη Γερμανία, που δεν συμμετείχε στην έρευνα.
Οι τραυματικές εγκεφαλικές κακώσεις προκαλούνται συνήθως από δυνατό χτύπημα, πρόσκρουση ή απότομο τίναγμα στο κεφάλι ή στο σώμα, όπως σε πτώση ή τροχαίο. Περισσότεροι από 1 εκατομμύριο άνθρωποι στην Αγγλία και την Ουαλία προσέρχονται κάθε χρόνο στα επείγοντα με πρόσφατους τραυματισμούς στο κεφάλι, εκ των οποίων περίπου 40.000 έχουν τραυματική εγκεφαλική κάκωση. Παρά τις προσπάθειες δεκαετιών, δεν υπάρχει εγκεκριμένο φάρμακο που να αποκαθιστά τη χαμένη εγκεφαλική λειτουργία μετά από τέτοιο τραυματισμό, ενώ η φυσική αποκατάσταση έχει περιορισμένα οφέλη.
Παλαιότερες μελέτες έχουν δείξει ότι τα οστά απελευθερώνουν πρωτεΐνες και ορμόνες που επηρεάζουν άλλα όργανα, μεταξύ αυτών και τον εγκέφαλο. Ο Xiaochun Bai από το Southern Medical University στη Γκουανγκζού της Κίνας και οι συνεργάτες του έχουν επίσης διαπιστώσει ότι εκατοντάδες από αυτά τα μόρια μεταβάλλονται ως απόκριση σε δραστηριότητα με φόρτιση, όπως το περπάτημα ή το τρέξιμο, και ότι οι τραυματικές εγκεφαλικές κακώσεις μπορούν να επιταχύνουν την επούλωση των καταγμάτων, απελευθερώνοντας μόρια που διεγείρουν την ανάπτυξη των οστών.
Αυτό τους οδήγησε να εξετάσουν αν η επικοινωνία αυτή λειτουργεί αμφίδρομα, δηλαδή αν η διέγερση των οστών μπορεί να βοηθήσει έναν τραυματισμένο εγκέφαλο. Για να το διαπιστώσουν, χορήγησαν σε αρσενικά ποντίκια μέτρια τραυματική εγκεφαλική κάκωση υπό αναισθησία, η οποία στους ανθρώπους μπορεί να οδηγήσει σε μακροχρόνια ή και μόνιμα προβλήματα υγείας.
Την επόμενη ημέρα, συμπίεσαν κατά μήκος τα οστά της κνήμης, από το γόνατο ως τον αστράγαλο, με μηχανική συσκευή φόρτισης περίπου 15 φορές το σωματικό βάρος των ζώων, μια δύναμη που τα ποντίκια συνήθως αντέχουν. Η διαδικασία εφαρμόστηκε για 2,5 λεπτά την ημέρα, επί πέντε ημέρες. Στη συνέχεια, οι ερευνητές εξέτασαν τη κινητική και τη γνωστική λειτουργία των ζώων μία και οκτώ εβδομάδες μετά τον τραυματισμό.
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τα ποντίκια που είχαν υποβληθεί στη θεραπεία κατέβαιναν έναν στύλο πιο γρήγορα από τα μη θεραπευμένα ποντίκια, τόσο στην πρώτη όσο και στην όγδοη εβδομάδα, με τους χρόνους τους να είναι παρόμοιοι με εκείνους ποντικιών χωρίς εγκεφαλικό τραυματισμό. Σε τεστ χωρικής μνήμης, όπου τα ποντίκια μάθαιναν να βρίσκουν μια κρυμμένη πλατφόρμα μέσα στο νερό, η ομάδα με τη συμπίεση των οστών περνούσε πάνω από αυτήν σχεδόν πέντε φορές συχνότερα από τα μη θεραπευμένα ποντίκια μία εβδομάδα μετά τον τραυματισμό και περίπου 1,5 φορά συχνότερα μετά από οκτώ εβδομάδες.
Βαθιά μέσα στο οστό βρίσκονται κύτταρα που ονομάζονται οστεοκύτταρα και περιέχουν ιοντικά κανάλια Piezo1, τα οποία ανοίγουν όταν ανιχνεύσουν δύναμη. Σε άλλο μέρος του πειράματος, η ομάδα απενεργοποίησε το Piezo1 στα οστεοκύτταρα σε διαφορετική ομάδα ποντικιών με τραυματική εγκεφαλική κάκωση. Χωρίς το Piezo1, η συμπίεση των οστών δεν είχε καμία επίδραση στη κινητική ή στη μνημονική λειτουργία των ζώων.
Στη συνέχεια, οι ερευνητές πήραν ορό — το υγρό μέρος του αίματος — από τα θεραπευμένα ποντίκια και διαπίστωσαν ότι περιείχε αυξημένα επίπεδα τριών μορίων: BDNF, που στηρίζει την επιβίωση, την ανάπτυξη και τη διατήρηση των νευρώνων, PF4, που εμπλέκεται στη φλεγμονή, και ντοπαμίνης, ενός νευροδιαβιβαστή που συμμετέχει στη μνήμη και την κίνηση. Η έγχυση αυτού του ορού σε μη θεραπευμένα ποντίκια φάνηκε να μεταφέρει τα οφέλη για τον εγκέφαλο, χωρίς να χρειάζεται συμπίεση των οστών.
Σε μια μικρή μελέτη, η ανάκληση μνήμης ήταν καλύτερη σε ανθρώπους με σοβαρότερη βλάβη σε μια περιοχή του εγκεφάλου που σχετίζεται με τη μνήμη, σε σύγκριση με όσους είχαν ηπιότερη βλάβη. Με σοβαρή βλάβη, άλλες περιοχές του εγκεφάλου μπορεί να αναλάβουν τη λειτουργία της κατεστραμμένης περιοχής.
Τέλος, οι ερευνητές επανέλαβαν το πείραμα σε αρσενικούς νεαρούς χοίρους, των οποίων ο εγκέφαλος μοιάζει περισσότερο με τον ανθρώπινο, και στους οποίους προκάλεσαν μέτρια τραυματική εγκεφαλική κάκωση υπό αναισθησία. Τα οστά της κνήμης των χοίρων συμπιέστηκαν με φορτίο ίσο με το διπλάσιο του σωματικού τους βάρους. Αυτό οδήγησε σε μικρότερη απώλεια νευρώνων και εγκεφαλικού ιστού, λιγότερη φλεγμονή και καλύτερη γνωστική επίδοση σε σύγκριση με τους χοίρους που δεν έλαβαν θεραπεία. Τα θεραπευμένα ζώα είχαν επίσης υψηλότερα επίπεδα των τριών μορίων στον ορό τους.
Κανένα από τα πειράματα δεν προκάλεσε ορατή βλάβη ή μελανιές στα ποντίκια ή στους χοίρους. Σύμφωνα με τους ερευνητές, τα ανθρώπινα οστά της κνήμης μπορούν συνήθως να αντέξουν έως και περίπου πέντε φορές το σωματικό βάρος ενός ανθρώπου χωρίς να σπάσουν.
Η Medha Pathak από το University of California, Irvine, λέει ότι η έρευνα πρέπει να επαναληφθεί και σε θηλυκά ζώα. «Δεδομένου ότι τα οιστρογόνα ρυθμίζουν τον τρόπο με τον οποίο το οστό ανταποκρίνεται στο μηχανικό φορτίο, πρέπει να ξέρουμε αν το αποτέλεσμα ισχύει και για τα θηλυκά», σημειώνει. Αν όμως τα αποτελέσματα επιβεβαιωθούν και σε θηλυκά ζώα και τελικά σε ανθρώπους, η προσέγγιση θα μπορούσε να αποδειχθεί πολύ χρήσιμη. «Θα μπορούσε να εφαρμοστεί σε κάποιον που βρίσκεται σε κρεβάτι εντατικής και δεν μπορεί να ασκηθεί», λέει.
Nature Neuroscience DOI: 10.1038/s41593-026-02422-w
Το παρόν κείμενο δημιουργήθηκε με τη χρήση τεχνητής νοημοσύνης.
