Påvirkning af hjernestammen hos ME/POTS patienter

Jennifer Brea, som har været diagnosticeret med ME/POTS, er blevet rask efter operation for craniocervical instabilitet og tethered cord syndrome (1). Vi kan formode, at lidelserne har forårsaget kompression af hjernestammen, og at dette har udløst dysregulering af hjernestammmens funktioner og ME/POTS symptomer. Lad os derfor se nærmere på basisviden om hjernestammen og scanninger af hjernestammen hos ME patienter.

Hjernestammen - basisviden

Hjernestammen består af

• midthjernen (mesencephalon)
• hjernebroen (pons)
• den forlængede rygmarv (medulla oblongata)

Hjernestammen indeholder de nerver, der forbinder de motoriske og sensoriske systemer i hjernen med hele kroppen. Hjernestammen indeholder desuden centre, der er med til at regulere vejrtrækning, hjerterytme og udvidelse / sammentrækning af blodkar (det vasomotoriske center, vaso = kar, movere = bevæge)

Forskellige områder i hjernen er opbygget af kerner (kerne = nucleus, kerner = nuclei). Kerner i hypothalamus, midthjerne og i det vasomotoriske center i den forlængede rygmarv kaldes samlet for det centrale autonome netværk (CAN). To-vejs kommunikationen mellem kerner i hypothalamus og hjernestamme har betydning for regulering af puls og blodtryk. Det autonome nervesystem er den del af nervesystemet, som ikke kan kontrolleres af viljen. Den glatte muskulatur omkring vores blodkar er styret af det autonome nervesystem. Regulering af blodkar, vores puls og blodtryk hænger sammen i et fint samspil. Det skal justeres og reguleres konstant, når vi går, løber, og når vi skifter position mellem liggende, siddende og stående. To-vejs-kommunikationen får dette samspil til at fungere perfekt. 

I hjernestammen findes også et eksitatorisk og et inhibitorisk område, som kan op- og nedregulere signaler. Nervesignaler i hjernestammen aktiverer fire vigtige neurohormonale systemer, som herved frigører neurotransmittere:

1. dopamin systemet ( eksitatorisk / inhibitorisk afhængig af hjerneområde)
2. acetycholin systemet (eksitatorisk)
3. noradrenalin systemet (eksitatorisk)
4. serotonin systemet (inhibitorisk)

Figure 58-3 fra: Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology, 12th Ed. CHAPTER 58 Behavioral and Motivational Mechanisms of the Brain—The Limbic System and the Hypothalamus (2).

På jævnt dansk er forklaringen:

• Hjernestammen er et tykt ledningsbundt placeret inde i nakke / baghovede.
• Ledningsbundet forgrener sig ud i hjernen og ned gennem rygraden ud i hele kroppen.
• Der er to-vejs kommunikation i hjernestammen: Til og fra hjerne. Til og fra krop.
• Der kan skrues op og ned for strømmen i hjernestammen via dopamin, acetylcholin, noradrenalin og serotonin.

Hjernescanninger af ME patienter

Barnden et al (2016) udførte hjernescanning af ME patienter og fandt afvigelser i (3):

• hypothalamus
• midthjerne
• vasomotorisk center i hjernestammen
• limbiske kerner
• prefrontale hvide masse

Resultaterne blev tolket som, at de regulatoriske kerner fungerede korrekt, men at to-vejs kommunikationen mellem hjerne og hjernestamme var forringet. Denne nerveledningsfejl påvirkede to-vejs kommunikationen mellem hjernestamme og krop (perifere autonome effektore/ sensore).

For at trænge dybere ind i problemstillingen udførte Barnden et al (2018) et nyt hjernescanningsstudie af ME patienter, hvor de fandt (4):

• nedsat signalniveau i hjernestammen i forhold til raske kontrolpersoner
• øget signalniveau i sensorimotor cortex i hjernen i forhold til raske kontrolpersoner.

Hos både ME patienter og raske kontrolpersoner fandt man en omvendt korrelation mellem signalstyrke i hjerne og hjernestamme. Dvs jo lavere signal i hjernestammen, desto højere signal i sensorimotor cortex.

Dette blev tolket som, at ME patienter har øget signalstyrke i sensorimotor cortex for at kompensere for mangelfuld signalstyrke i hjernestammen (4). Resultat fortolkningen er i overensstemmelse med tidligere studier, der har vist prefrontal opregulering af myelin hos ME patienter (5).

Hvis resultatfortolkningen er korrekt, skal vi stille spørgsmålene:
Hvorfor er signalstyrken i hjernestammen nedreguleret hos ME patienter?

Kan kompression, inflammation, infektion, autoimmunitet, dysregulerede neurotransmittere eller metabolisk dysfunktion påvirke signaler i hjernestammen og udløse ME symptomer?

Kan "the metabolic trap" være involveret i dysreguleret hjernestamme hos ME patienter?

ME hypotese "the metabolic trap": https://www.youtube.com/watch?v=Quh-77gvw4Q

Reference:

1) Jennifer Brea:
https://medium.com/@jenbrea/health-update-3-my-me-is-in-remission-dd575e650f71

https://www.meaction.net/2019/05/21/a-letter-from-jennifer-brea-about-her-me-remission/

https://www.healthrising.org/blog/2019/05/21/jennifer-brea-chronic-fatigue-mecfs-recovering-story/

2) Guyton and Hall: https://medicostimes.com/guyton-physiology-review-pdf/
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology, 12th Ed
CHAPTER 58
Behavioral and Motivational Mechanisms of the Brain—The Limbic System and the Hypothalamus
https://doctorlib.info/physiology/textbook-medical-physiology/58.html

3) Barnden et al. "Autonomic correlations with MRI are abnormal in the brainstem vasomotor centre in Chronic Fatigue Syndrome. NeuroImage: Clinicall 11 (2016) 530-537 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27114901

4) Barnden et al: Hyperintense sensorimotor T1 spin echo MRI is associated with brainstem abnormality in chronic fatigue syndrome  Neuroimage Clin. 2018;20:102-109. doi: 10.1016/j.nicl.2018.07.011. Epub 2018 Jul 11. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30497131

5) Barnden et al : Evidence in chronic fatigue syndrome for severity-dependent upregulation of prefrontal myelination that is independent of anxiety and depression NMR Biomed. 2015 Mar;28(3):404-13. doi: 10.1002/nbm.3261. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25702943