A gerincsérülés utáni bénulás az egyik legrettegettebb egészségügyi komplikáció a világon. A mozgás elvesztése kiszolgáltatottá teheti az embert, és ami a legrosszabb, jelenleg ebből nincs visszaút. A modern idegtudomány azonban az utóbbi években nagyon biztató előrelépéseket tett a bénulás kezelése terén, így lehetséges, hogy a jövőben akár a mozgás képessége is visszanyerhető lesz.

A bénulás a központi idegrendszer sérülésének legnyilvánvalóbb következménye: a beteg hiába akarja, képtelen a mozgásra. Már az ókori egyiptomiak is feljegyezték, hogy a gerinc sérülése bénulást okozhat, és hogy ez maradandó.

A bénulás ugyanis leggyakrabban a gerincvelő sérüléséből adódik. Ennek oka viszonylag egyszerű. A mozgás az izmok összehúzódásának köszönhető, hiszen az izmok képesek elmozdítani egymáshoz képest a test vázát. Az izmok összehúzódását az idegrendszer szabályozza. A test minden izmához idegek futnak, melyekben a mozgató idegsejtek nyúlványai helyezkednek el és képeznek kapcsolatot az izomrostokkal. A mozgató idegsejtek sejttestjei a gerincvelőben találhatók és olyan idegsejtektől kapják az izmok összehúzására vonatkozó utasítást (a mozgató parancsot), melyeknek a sejttestei az agykéregben (a mozgató kéregben) vannak. Ezen sejtek nyúlványai az agykéregtől egészen a gerincvelő megfelelő szintjéig húzódnak. Amennyiben a gerincvelő megsérül, fennáll a veszélye annak, hogy ezek a nyúlványok szétszakadnak. Ebben az esetben a mozgató parancs nem tud eljutni az izmokat beidegző mozgató idegsejtekhez, az izmok nem húzódnak össze, a mozgás megszűnik.

A mozgatórendszer egyszerű vázlata: az agykérgi idegsejtek a gerincvelőben lévő mozgató idegsejteknek továbbítanak jelet, ezek pedig összehúzódásra bírják az izmokat.

Nem mindegy, hol sérül meg a gerincvelő. A mozgató idegsejtek a gerincvelő teljes hosszában jelen vannak és az adott magasságnak megfelelő izmokat idegzik be. Tehát a váll magasságában lévő mozgató idegsejtek a karizmokat látják el, míg a lábak izmait mozgató sejtek lejjebb találhatók (a gerincvelő nagyjából a köldök magasságában ér véget). A gerincvelői sérülés magassága ebből az okból kifolyólag alapvetően befolyásolja, hogy mely izmok bénulnak le a hatására. Minél magasabban van a sérülés, annál több izom bénul le. A második nyakcsigolya fölötti sérülés minden esetben halálos, mivel ebben az esetben a rekeszizmot mozgató sejtek nyúlványai is szétszakadnak.

A gerincsérülés után

A gerincsérülés következményeit nem könnyű megjósolni. A sérülés pontos helye és kiterjedése önmagában nem feltétlenül határozza meg egyértelműen a funkcionális következményeket és a felépülés menetét. A sérülést követően a kórházi ápolás elsősorban a járulékos problémák kiküszöbölését célozza, hiszen jelenleg a központi idegrendszer, vagyis az agy és a gerincvelő gyógyulásáért nem sokat tehet az orvostudomány.

A központi idegrendszer hírhedten rosszul regenerálódik. Míg a környéki idegrendszer sérülése esetén megindul a károsodott sejtnyúlványok regenerációja, addig a központi idegrendszerben a sérült idegsejtek ritkán kezdenek regenerálódni, általában inkább degenerálódnak. A különbség okát a szakértők a szervezettségben látják: a központi idegrendszerben a regenerációs képességről a bonyolult hálózatok kialakítása érdekében le kellett mondani, míg a környéki idegrendszer viszonylagos egyszerűsége lehetőséget ad a fokozott regenerációra.

Ez a szabályszerűség általában is jellemző a biológiai rendszerek regenerációjára. A magasabban szervezett élőlények, szervek általában gyengébben regenerálódnak, mint az egyszerűbbek. Az egyszerűbb szerveződésű állatok regenerációs képessége például általában jobb, mint az összetettebb állatoké: a laposférgek jobban regenerálódnak, mint az emberek. Ugyanez igaz lehet akár egy szervezeten belül is: a bőr és a csontok például jól regenerálódnak, míg a tüdő vagy a belek nem.

Az orvostudomány reménységei

A bénulás tartósságának tehát az az oka, hogy a központi idegrendszer nagyon gyengén regenerálódik. Ezt a problémát az orvostudomány jelenleg még nem képes kifogástalanul áthidalni, azonban a kutatók három nagyon ígéretes stratégián is dolgoznak is, melyek közül bármelyik megváltoztathatja a jövőben a gerincsérülés utáni zord kilátásokat.

1. Az első lehetőség a központi idegrendszer regenerációs képességének mesterséges fokozása, amivel a szervezet tulajdonképpen helyreállíthatja a szétszakított kapcsolatokat.
2. A második stratégia az agykérgi idegsejtek és a gerincvelői mozgató idegsejtek közötti kommunikáció mesterséges lebonyolítása. Egy eszköz rögzíti az agykérgi jeleket, majd továbbítja egy másiknak, ami a gerincvelői sejtekkel tartja a kapcsolatot.
3. A harmadik megoldási lehetőség a mesterséges külső vázakban rejlik. Ezek olyan robotikus eszközök, melyek az izmok szerepét veszik át, mesterségesen mozgatják a testet.

Felturbózott regeneráció

A legkézenfekvőbb megoldásnak a központi idegrendszer regenerációs képességének fokozása tűnik, ám ez meglehetősen bonyolult probléma. A kutatók egyrészt igyekeznek feltárni, hogy milyen különbségek vannak a környéki és a központi idegrendszer között, ami miatt az egyikben viszonylag hatékony a regeneráció, míg a másikban gyakorlatilag el sem kezdődik. Számos sejtszintű, molekuláris különbségre derült már fény az idők során, és az így szerzett ismereteket már klinikai vizsgálatokban is hasznosították, ám egyelőre átütő siker nélkül. Ezekben a vizsgálatokban a regeneráció molekuláris tényezőinek tartott vegyületeket valamilyen formában bejuttatták a sérülés helyére, hogy a lehető legpontosabban modellezzék a környéki idegrendszerre jellemző állapotot.

Lényegében hasonló, de mégis kicsit más megközelítés az őssejt implantáció. Ebben az esetben a beteg saját sejtjeiből létrehozott neurális őssejtek hivatottak helyreállítani az átmetszett kapcsolatot. Az idegsejteket létrehozó őssejteket beültetik a sérülés helyére, az újonnan létrejött neuronok pedig beépülnek az idegrendszerbe, így jó eséllyel helyreállíthatnák a sérült hálózatot, legalábbis elméleti szinten. A gyakorlatban egyelőre még nincs igazi áttörés, őssejtek beültetésével eddig még csak állatkísérletekben sikerült javítani a gerincsérülések kimenetét.

Mesterséges kommunikáció

Mivel a bénulás lényegében a mozgató parancsok kiadását végző és a parancsokat végrehajtó sejtek közötti kapcsolat megszakadásából adódik, ezért az is felmerült potenciális megoldásként, hogy a szakadékot mesterségesen hidalják át. Ehhez először is arra lenne szükség, hogy a mozgató kéregből nagy pontossággal lehessen kiolvasni az idegi aktivitás által létrehozott mintázatokat. A motoros parancsok begyűjtését követően továbbíthatnák azokat a gerincvelő sejtjeihez, persze olyan formában, hogy ezek a sejtek a megfelelő mozgást idézzék elő az általuk beidegzett izmokban.

A gerincvelő felszínére egy több elektródát tartalmazó lapot helyeznek, melyet a csípőhöz illesztett stimulátor működtet. Az elektródák aktiválódása programozható, így az eszköz elvileg különféle mozdulatokat tehet lehetővé (Forrás: epiduralstimulationnow.com).

A technológiai fejlettség azonban egyelőre még nem tart ott, hogy megfelelő térbeli és időbeli felbontással lehessen megfigyelni és befolyásolni az idegrendszer működését. Ettől függetlenül az utóbbi években nagyon biztató eredmények jelentek meg az ún. epidurális ingerléssel kapcsolatban. A módszer lényege, hogy a gerincvelő felszínére elektródákat helyeznek el, melyek képesek ingerelni a gerincvelői idegsejteket. Az epidurális ingerlés pontossága jelenleg még messze elmarad az imént felvázolt céltól, de makákóknál és részleges bénulás esetében már néhány embernél is sikerült vele fokozni a gerincsérülés utáni mozgékonyságot.

Mesterséges vérnyomás-szabályozás. Az epidurális implantátumok egy néhány hete megjelent vizsgálat szerint már most is hatásosak lehetnek a gerincsérülés okozta vérnyomás problémák kezelésében. A gerincsérülés ugyanis gyakran jár a vérnyomás szabályozásának zavarával, ami hosszú távon súlyos keringési problémákhoz vezethet. A vérnyomás szabályozásában központi szerepe van a gerincvelőben lévő sejteknek, ezek ingerlésével sikerült is javítani a kísérleti állatok és egy gerincsérült személy vérnyomás-szabályozását.

Robotikus vázak

A gerincsérülés okozta bénulás kezelését célzó harmadik stratégia teljesen figyelmen kívül hagyja a szervezet saját, károsodott irányítórendszerét, helyette mesterséges külső vázzal igyekszik visszaadni a betegek mozgékonyságát. Ezek a robotikus külső vázak tehát végső soron teljesen átvennék az idegrendszer és az izmok szerepét, így adnák vissza a mozgást.

A robotikus váz segítségével járó bénult személy (Forrás: rewalk.com).

Az utóbbi időkben ezek az eszközök jelentős fejlődésen mentek át, jelenleg járóbottal kiegészítve viszonylag önálló járást is lehetővé tehetnek a bénult lábú személyek számára. A szerkezetek irányításán és stabilitásán még sokat kell javítani, azonban az elterjedésük legnagyobb gátja jelenleg talán az áruk: egy robotikus külső váz ma még több tízmilliós kiadást jelenthet. A megközelítés legnagyobb értéke azonban az, hogy ez a módszer akár a régóta lebénult személyeken is segíthet, míg a többi stratégia feltehetőleg csak az új esetek kezelésében lesz sikeres.

A gerincsérülés okozta bénulás tehát sajnos még manapság sem visszafordítható, a betegek kénytelenek együtt élni vele. A kutatók azonban teljes gőzzel dolgoznak rajta, hogy ez a jövőben ne így legyen.

Nyitókép Forrrás: phxere.com