Bilim insanları, kan dolaşımının durmasından neredeyse bir saat sonra domuzların beyinlerinde etkinliği yeniden canlandırmayı başardılar. Çinli araştırmacıların yaptığı bu beklenmedik keşif sayesinde, bazı durumlarda beynin işlevelliği saatlerce sürdürülebildi.
Bir domuzun sinir sistemi. (Sebastian Kaulitzki/Science Photo Library/Getty Images)
İnsanlar için uygulanabilir mi?
Bu başarı, ani kalp durması yaşayan hastalarda beyin işlevini geri kazandırmanın yollarını anlamada büyük bir adım olarak değerlendiriliyor. Bu durum, doktorların kalp durması sonrası hastaların yeniden hayata döndürülmesi için gerekli olan kısa süreyi genişletebileceği umudunu doğuruyor.
Peki, bu nasıl gerçekleşti? Hastanın zarar görmemiş karaciğeri – vücudun kanı temizlemek için kullandığı organ – beyin işlevini yeniden canlandıran yaşam destek sistemine entegre edildi.
Ani kalp durması, kan akışının aniden durmasıyla bedende pek çok probleme yol açar. Dolaşımın azalmasına "iskemi" denir ve beyin bu durumdan en çok etkilenen organlardan biridir; çünkü bu durumda, birkaç dakika içinde ciddi ve geri dönüşü olmayan hasar oluşabilir. Bu nedenle, kalp durmasında yeniden hayata döndürme penceresi oldukça kısadır.
Çoklu organ iskemi'sinin kalp durmasından sonra beynin iyileşme yeteneğinde rol oynadığı biliniyor, ancak bireysel organların etkileri yeterince incelenmemişti.
Domuzlar üzerinde test edildi
Son yıllarda, bilim insanları beyin hasarını sınırlama yöntemlerini test etmek için domuz modelleri kullanıyorlar. Çin'deki Sun Yat-sen Üniversitesi'nden doktor Xiaoshun He’nin liderliğindeki bir araştırma ekibi, kalp durmasından kaynaklanan iskemi sonrası karaciğerin beyin iyileşmesindeki rolünü anlamaya çalıştı. 17 laboratuvar ortamında yetiştirilen Tibet minik domuzu üzerinde yapılan deneylerde, karaciğerin dolaşım kaybındaki etkisi karşılaştırıldı.
Deneylerin birinde, iki grup domuz 30 dakika boyunca beyin iskemi'sine maruz kaldı; bu gruplardan biri karaciğer iskemi'sine de tabi tutuldu. Ayrıca bir kontrol grubu hiçbir iskemiye maruz kalmadı. Domuzlar ötenazi ile öldürüldüğünde ve beyinleri incelendiğinde, kontrol grubunun en az beyin hasarına sahip olduğu açıkça görüldü. Karaciğer iskemi'sine maruz kalmayan grup ise, karaciğer iskemi'sine maruz kalan gruba göre anlamlı şekilde daha az beyin hasarı gösterdi.
Üç grup, farklı iskemi seviyelerine tabi tutuldu. (Guo ve diğerleri, EMBO Mol. Med. , 2024)
Ortaya çıkan sonuçlar umut verdi
Araştırmanın bir sonraki aşaması, hasar görmemiş bir karaciğeri tamamen ötenazi edilmiş bir domuzdan çıkarılan beyni yeniden canlandıran yaşam destek sistemine entegre etmekti. Bu durum, insanların tedavisinde uygulanabilir olmayabilir, ancak bilim insanlarına yeniden hayata döndürme sürelerini anlama konusunda yardımcı oldu.
Temel yaşam destek sistemi, beynin içinden sıvıyı pompalamak için yapay bir kalp ve akciğeri içeriyordu. Bir grup domuzda, karaciğer sistemine entegre edildi ve bu sistem "karaciğer destekli beyin normotermik makine perfüzyonu" olarak adlandırıldı.
Beyinler, yaşam destek prosedürünün başlamasından 10 dakika sonra bu sistemlere bağlandı. Karaciğersiz sistemde, beyin içindeki elektriksel aktivite yarım saat içinde ortaya çıktı, ancak zamanla azalmaya başladı.
Ekip ayrıca farklı gecikmelerle denemeler yaptı ve beyinleri karaciğer destekli sisteme 30, 50, 60 ve 240 dakika aralıklarla bağladı. En fazla umut vaat eden sonuç, kan akışından mahrum kaldıktan 50 dakika sonra elde edildi. Bu süre sonunda beyin elektriksel aktiviteyi yeniden başlattı ve bu durumu altı saat boyunca sürdürdü.
Dikkat çekici bir şekilde, 60 dakika boyunca oksijensiz kalan beyinlerde aktivite yalnızca üç saat boyunca geri döndü ve ardından azalmaya başladı. Bu, işlevsel bir karaciğerin eklenmesiyle yeniden hayata döndürmenin başarılı olabileceği kritik bir zaman dilimini gösteriyor.
Araştırmacılar, bu sonuçların karaciğerin kalp durmasından sonra beyin hasarının gelişiminde önemli bir rol oynadığını gösterdiğini belirtiyor. Bu bulgular, beyin hasarı ile ilgili yeni araştırma yolları açmakta ve umarız gelecekte insanların hayatta kalma oranlarını artırabilir.
Araştırma, EMBO Molecular Medicine dergisinde yayımlandı.
