NOWOŚĆ!Już dziś zapisz się, aby otrzymywać nasz newsletter! Zapisz się 

Wszechstronny lekarz

Jak HIV zmienia mózg?

Pomimo ogromnego postępu medycznego w leczeniu zakażenia HIV, nadal jest ono groźne dla zdrowia, szczególnie w przypadku pacjentów w podeszłym wieku, wynika z badań przeprowadzonych w Instytucie Fizjologii i Patologii Słuchu. Projekt ,,Wpływ starzenia się na funkcje poznawcze i chemosensoryczne mózgu w infekcji HIV” to unikatowy w skali światowej projekt z udziałem bardzo dużej grupy zarażonych wirusem HIV (100 osób). W ramach tego projektu zespół Naukowego Centrum Obrazowania Biomedycznego IFPS (partner konsorcjum naukowego) realizował badania struktury oraz funkcji mózgu pacjentów z zastosowaniem różnych technik rezonansu magnetycznego.

Długość życia osób zakażonych wirusem HIV znacznie wzrosła po pojawianiu się tzw. terapii antyretrowirusowej (HAAART). W wyniku stosowania tej terapii zmienił się status infekcji – z choroby śmiertelnej na przewlekłą. Szacuje się, że w niedalekiej przyszłości w Stanach Zjednoczonych co najmniej połowa populacji zakażonych HIV przekroczy 50. rok życia.

Z dotychczasowych badań wiadomo, że znaczny odsetek osób żyjących z HIV jest dotknięta zaburzeniami neuropoznawczymi (HAND – HIV associated neurocognitive disorders) wynikającymi z neurotoksycznego działania wirusa. Zaburzenia pracy mózgu w infekcji HIV są związane z penetracją wirusa do ośrodkowego układu nerwowego, która może nastąpić już po 15 dniach od momentu zakażenia. Uwalniane neurotoksyny powodują obumieranie komórek nerwowych. Prowadzi to – na co wskazują wcześniejsze badania – do zmniejszenie objętości istoty białej oraz szarej mózgu. Zmniejszenie objętości struktur korowych i podkorowych obserwowano także u osób leczonych, u których poziom wiremii w osoczu jest niewykrywalny. Z dotychczasowych obserwacji wynika także, że u osób zakażonych wirusem HIV występują zaburzenia poznawcze.

W związku ze starzeniem się populacji zakażonych HIV liczba osób cierpiących na zaburzenia poznawcze spowodowane nie tylko infekcją, lecz także procesami starzenia, może rosnąć. Aby dowiedzieć się, jakie dokładnie zaburzenia poznawcze i zmiany neurodegeneracyjne zachodzą wśród zakażonych w różnym wieku , uczestników badania podzielono na dwie grupy – młodszą i starszą. Obydwie grupy poddano analizie neuropsychologicznej. Jak się okazało, pomimo skutecznego leczenia około 15 proc. zakażonych wirusem HIV z grupy młodszej i około 42 proc. z grupy starszej miało zaburzenia neuropsychologiczne. Przy czym u osób młodszych występowały zaburzenia łagodne i umiarkowane, natomiast u starszych deficyty były bardzo zróżnicowane, od łagodnych po otępienne, i dotyczyły wielu procesów poznawczych. Obydwa czynniki – zakażenie HIV oraz starszy wiek – niezależnie, współwystępowały z trudnościami z wykonaniem testów sprawdzających pamięć operacyjną, szybkość psychomotoryczną, funkcje wykonawcze, uwagę, oraz pamięć długotrwałą. Negatywne efekty związane z wiekiem i zakażeniem HIV sumowały się, co skutkowało osłabieniu poziomu ogólnego funkcjonowania poznawczego, a w szczególności nasileniu deficytów uczenia się i pamięci.

Warto zaznaczyć, że na sprawność funkcji poznawczych u osób HIV+ istotne znaczenie miał przebieg zakażenia, opisywany za pomocą zmiennych klinicznych takich jak największy spadek odporności immunologicznej kiedykolwiek odnotowany u osoby HIV+, najwyższa wiremia kiedykolwiek odnotowana oraz aktualny poziom wiremii. Jak wykazano, różne schematy leczenia nie miały istotnego związku ze stanem poznawczym osób HIV+.

Dla lepszego poznania patofizjologii choroby, a tym samym efektywniejszego zapobiegania jej skutkom prowadzone są obecnie badania mózgu zakażonych wirusem HIV z wykorzystaniem technik rezonansu magnetycznego. W przeszłości na badania rezonansem magnetycznym trafiali przede wszystkim pacjenci z rozpoznanym AIDS oraz objawami neurologiczne sugerującymi neuroinfekcję lub chorobę nowotworową. Postęp techniczny ostatnich lat pozwolił na znaczące usprawnienie diagnostyki neuroobrazowej oraz uczynił z rezonansu magnetycznego ważną technikę naukowo-badawczą stosowaną z powodzeniem do strukturalnej i funkcjonalnej oceny mózgu m.in w bezobjawowych lub skąpoobjawowych przypadkach zakażeń HIV. Obecnie dzięki neuroobrazowaniu możliwe jest wczesne wykrywanie oraz monitorowanie zmian strukturalnych oraz funkcjonalnych mózgu towarzyszących infekcji HIV (nawet u osób, u których nie doszło jeszcze do upośledzania procesów poznawczych). Technik obrazowych używano także w badaniach wykonywanych prze zespół NCOB mających na celu wykrycie zmian w anatomii mózgu w młodszej i starszej grupie osób zakażonych wirusem HIV.

W ramach badań NCOB z wykorzystaniem techniki rezonansu magnetycznego u osób zarażonych wirusem HIV zaobserwowano zmniejszenie gęstości istoty szarej w obszarach czołowych, wyspie, hipokampie, jądrze ogoniastym oraz zmniejszenie gęstości istoty białej. Badanie istoty białej u młodych osób zarażonych wirusem HIV przeprowadzono dodatkowo techniką obrazowania tensora dyfuzji (DTI). Technika ta bazuje na pomiarze dyfuzji cząsteczek wody w mózgowiu, które mogą swobodnie przemieszczać się wzdłuż włókien nerwowych istoty białej. Wykrywanie ruchów dyfuzyjnych wody jest możliwe dzięki odpowiedniemu doborowi parametrów badania techniką rezonansou magnetycznego. Miary dyfuzyjności uzyskane za pomocą rezonansu są wystarczająco czułe, aby zobrazować mikrostrukturalne uszkodzenia w obrębie istoty białej mózgu w zakażeniu HIV. W badaniach NCOB w grupie młodszych uczestników wykazano obniżenie współczynnika w kilku strukturach mózgu (lewej obręczy hipokampa, lewej odnodze przedniej torebki wewnętrznej, zakręcie obręczy, sklepieniu), co oznacza, że w infekcji HIV dochodzi do zmniejszenia integralności istoty białej. Co ciekawe te zmiany anatomiczne nie wpływają w sposób znaczący na kondycję procesów poznawczych.

Uzyskany wynik świadczy o zmieniających się wzorcach i dynamice procesów neurodegeneracyjnych w infekcji HIV. Zależność między uszkodzeniami istoty białej a funkcjonowaniem neuropoznawczym u pacjentów z HIV nie jest jednoznaczna.

Analizowano również aktywność mózgową podczas dwóch zadań poznawczych wykonywanych w skanerze rezonansu magnetycznego. Zadania angażowały procesy uwagowe oraz pamięć roboczą, a wiec te funkcje poznawcze, które mogą być osłabione w wyniku działania wirusa HIV. Dane zgromadzone do chwili obecnej wykazują, że aktywność neuronalna w trakcie realizacji zadań różni się w obu grupach. W zadaniu angażującym procesy uwagowe w grupie HIV+ odnotowano istotnie mniejszą aktywność neuronalną w obszarach czołowych mózgu. Z kolei, podczas zadania angażującego pamięć roboczą, osoby zarażone wirusem HIV wykazują zwiększoną aktywność neuronalną w obszarze płata ciemieniowego (a dokładniej zakrętu kątowego). Wyniki sugerują, że u osób zarażonych wirusem HIV doszło do zmian funkcjonalnych w obrębie sieci czołowo-ciemieniowej. Dodatkowo, osoby zarażone wirusem HIV wykonują zadania angażujące procesy uwagi oraz pamięć roboczą wolniej niż osoby z grupy kontrolnej. Mimo, że w przypadku większości zadań tego typu nie odnotowano różnic w zakresie poprawności odpowiedzi, to jednak w przypadku zadań najtrudniejszych, osoby zarażone popełniały istotnie więcej błędów.

Ponadto przy użyciu techniki spoczynkowego funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (resting state fMRI) udało nam się wykazać, że już po roku od zachorowania u skutecznie leczonych pacjentów dochodzi do obniżenie siły połączeń funkcjonalnych w tzw. spoczynkowej sieci potylicznej. Skutkiem infekcji HIV jest również nietypowe wzmocnienie połączeń między poszczególnymi rejonami mózgu, co może wskazywać na kompensację.

Wyniki badań prowadzonych w NCOB są zgodne z wcześniej publikowanymi wynikami prac dotyczących zaburzeń procesów poznawczych i zmian neurodegeneracyjnych w mózgu o osób zakażonych wirusem HIV. Potwierdzają ponadto hipotezę o przedwczesnych lub przyspieszonych procesach starzenia się, które mogą dodatkowo modyfikować funkcjonowanie mózgu u osób zakażonych wirusem HIV. Jednocześnie badania dowodzą, że leczenie antywirusowe nie oznacza eliminacji ryzyka rozwoju zmian w strukturze i pracy mózgu, związanych z infekcją. Przypuszczalnie jest to spowodowane tym, że leki w odróżnieniu od wirusa HIV, nie mogą swobodnie przenikać przez barierę krew-mózg. Może o tym świadczyć m.in. fakt, że atrofia tkanki mózgowej jest widoczna w badaniach także u pacjentów przyjmujących leki antywirusowe. Niemniej jednak strukturalne i funkcjonalne zmiany w mózgu (w tym lokalnie zmniejszona objętość istoty szarej i istoty białej, oraz nietypowy metabolizm mózgu) są bardziej istotne u osób zakażonych HIV, u których doszło do osłabienia procesów poznawczych w związku z neurotoksycznym działaniem na ośrodkowy układ nerwowy.

Wyniki badań prowadzonych w ramach projektu mają ogromne znaczenie dla wielu dyscyplin naukowych (od medycyny po nauki społeczne) zajmujących się problematyką infekcji HIV (a także osób w wieku senioralnym). Powinny one przyczynić się do rozpoczęcia nowych prac nad efektywnością leczenia i różnych form terapii, wczesną diagnostyką, profilaktyką, organizacją pomocy psychologicznej i społecznej.

Agnieszka Pluta, Jolanta Chyłkiewicz

Badania zostały przeprowadzone w ramach międzynarodowego programu badawczego ,,Wpływ starzenia się na funkcje poznawcze i chemosensoryczne mózgu w infekcji HIV” finansowanego ze środków Narodowego Centrum Nauki 2012/06/M/HS6/00316.

Artykuł powstał na podstawie pracy „Życie i starzenie się z wirusem HIV. Podejście interdyscyplinarne” oraz raportu końcowego przygotowanego dla NCN. Autorzy: prof. dr hab. Emilia Łojek, dr Agnieszka Pluta, dr Marta Sobańska, dr Natalia Gawron, dr Anna Ambroziak, mgr Mateusz Choiński.

Źródło: Słyszę, 2018 nr 1 (159)

Fot.: wikipedia.org/Creative Commons/Prolineserver. Françoise Barré-Sinoussi i Luc Montagnier, laureaci nagrody Nobla – współodkrywcy wirusa HIV.

Powiązane artykuły
Wszechstronny lekarz

Podskórny system defibrylujący w profilaktyce nagłego zgonu sercowego

Każdego roku liczba pacjentów leczonych z wykorzystaniem podskórnych systemów defibrylujących w Polsce niemal się podwaja. Wyniki rejestrowane w polskich ośrodkach nie odbiegają…
Wszechstronny lekarz

Refluks – choroba naszych czasów

Refluks najczęściej kojarzy się z cofaniem się treści żołądka i pieczeniem w przełyku. Tymczasem jego objawem może być też „niewinna” chrypka albo częste pochrząkiwanie. O przyczynach…
Wszechstronny lekarz

Jak diagnozować i leczyć zawroty głowy?

Wirowanie, uczucie zapadania, ściągania w bok, oszołomienia – tak opisują swoje dolegliwości osoby cierpiące na zawroty głowy. Pacjenci z takimi objawami wymagają…
Zapisz się, aby otrzymywać nasz newsletter

    Dodaj komentarz

    Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.