In hromi bodo shodili ...

Gert-Jana Oskama, danes 35-letnega Nizozemca, je pred osmimi leti na Kitajskem med kolesarjenjem zbil avto. Od takrat je bil zaradi poškodbe hrbtenjače priklenjen na invalidski voziček. »Zdravniki so mi povedali, da nikoli več ne bom mogel hoditi.« Običajna rehabilitacija mu ni pomagala. Po 50 terapijah so zdravniki sklenili, da upanja na izboljšanje ni.

A dr. Gregoir Courtin, strokovnjak za poškodbe hrbtenice s švicarskega Zveznega inštituta za tehnologijo v Lozani (EPFL), je dokazal, da so se motili. Gert-Jan je eden od treh prostovoljcev, na katerih je raziskovalna skupina dr. Courtina dokazala, da tudi pri ljudeh, ki so zaradi poškodbe hrbtenjače že več let obsojeni na uporabo vozička, vendarle obstaja možnost vsaj delne povrnitve sposobnosti hoje. Skupina je izsledke lani jeseni objavila v reviji Nature.

Tehnologija, ki so jo več let izpopolnjevali na laboratorijskih živalih, se je za uspešno izkazala tudi pri ljudeh. S kirurškim posegom so sodelujočim prostovoljcem na hrbtenjačo pod mestom poškodbe namestili posebne elektrode, s katerimi so lahko prek zunanjega vmesnika zelo natančno uravnavali aktivnost mišic v nogah. Po večmesečnem preizkušanju ter prilagajanju moči in trajanja električnih impulzov so za vsakega posameznika izdelali program, ki je z usmerjeno stimulacijo mišic v nogah v največji mogoči meri posnemal aktivacijo mišic pri naravni hoji.

Že po enem tednu so prostovoljci ob podpori lahko naredili nekaj korakov. Program dela ni opravljal namesto njih. Gibanje je bilo prostovoljno. Električna stimulacija je zgolj omogočila aktivacijo mišic prek povezav z možgani, ki so bile zaradi poškodbe hrbtenjače prej neaktivne.

Po nekaj mesecih intenzivnega treninga so bile te povezave že tako močne, da so tudi brez vključenih elektrod lahko z berglami naredili nekaj samostojnih korakov. Eden od sodelujočih je nekaj korakov zmogel celo popolnoma samostojno.

»Gre za pomemben dosežek v rehabilitaciji bolnikov s poškodbo hrbtenjače, za katere je do zdaj veljalo, da so bili pri popolni paraplegiji obsojeni na uporabo vozička,« pravi dr. Klemen Grabljevec, strokovnjak za rehabilitacijo bolnikov s poškodbami živčevja z Inštituta za rehabilitacijsko medicino Soča. »Rehabilitacija je bila do zdaj usmerjena predvsem v odpravljanje številnih zapletov po poškodbi, na primer na kardiovaskularnem področju, na področju mehurja, tromboz, spastičnosti ...« Zdaj se bo treba pripraviti na spremembo v mišljenju. »Računam, da bo v prihodnjih desetih letih ta metoda postala razmeroma dostopna. Morda ne še rutinska, dostopna pa vendarle. To je velik izziv za stroko na tem področju. Model rehabilitacije se bo popolnoma spremenil.«

Zmanjševanje škode

Poškodba hrbtenjače praviloma nepovratno spremeni življenje in je veliko breme za posameznika in za družbo. Najpogosteje se poškodujejo mladi aktivni ljudje, ki imajo pred seboj še vse življenje. Po podatkih Svetovne zdravstvene organizacije poškodbo hrbtenjače vsako leto pretrpi od 250 do 500 tisoč ljudi. Najpogostejši vzrok so prometne nesreče, sledijo padci in nasilje.

Klasičen razlog za poškodbo hrbtenjače je tudi nepreviden skok v vodo. »Lani poleti smo imeli pet takšnih primerov mladih ljudi,« se spominja dr. Marko Jug, travmatološki kirurg iz ljubljanskega Kliničnega centra, čigar specialnost so prav poškodbe hrbtenice. Če poškodovanec nesrečo preživi, ga je treba čim hitreje spraviti v katerega od treh centrov, v Ljubljano, Maribor ali Celje, kjer so usposobljeni za obravnavo takšnih poškodb. Hitrost je ključna. Dejansko so prav v ljubljanskem Kliničnem centru dokazali, da je takojšnja oskrba bolnika s poškodovano hrbtenjačo zelo pomembna in bistveno izboljša prognozo. »Obče sprejeti čas za obravnavo bolnika po poškodbi hrbtenjače je 24 ur,« pravi Jug. »Mi pa smo dokazali, da obravnava v zgolj osmih urah pomembno izboljša izid. Glede na naše izkušnje je sicer optimalno, če od poškodbe do oskrbe ne mine več kot štiri ure. To pa niti v Sloveniji ni vedno mogoče.«

Večinoma pri poškodbah hrbtenjače ta ni popolnoma pretrgana, a so obstoječe povezave z možgani zaradi poškodovanosti neaktivne. Švicarjem jih je uspelo obuditi.

Vse zdravljenje po zdaj uveljavljeni doktrini je namenjeno preprečevanju tako imenovane sekundarne okvare. Ko človek prejme udarec v živčno tkivo, se sproži vnetje, ki samo sebe vzdržuje in pospešuje propadanje tkiva. »Če je hrbtenjača pretrgana, ne moremo pomagati. A v veliki večini primerov gre za udarnino, sekundarna poškodba pa je tista, ki uniči funkcijo in bistveno poslabša izid.« Pri poškodovancu je treba zato čim prej sprostiti pritisk na živčevje in omogočiti prekrvitev ter preskrbo tkiva s kisikom. »Tako preživi več celic, ki bi sicer odmrle.«

Odmrlih celic za zdaj ne znamo nadomestiti. Živčna vlakna v osrednjem živčevju se ne regenerirajo. »V perifernem sistemu, torej v rokah, nogah, se živci regenerirajo približno s hitrostjo milimeter na dan. V hrbtenjači pa ta regeneracija ni mogoča, ker mehanizmi znotraj hrbtenjače preprečujejo razrast novega živčevja, da ohranjajo to kompleksno strukturo na neki način urejeno. Hrbtenjača preprečuje regeneracijo same sebe, da ne bi nastale napačne povezave. Da ne bi brcnili z levo nogo, ko bi hoteli premakniti desno roko. To je evolucijska prilagoditev. Zato smo ljudje tako kompleksni.«

Popravljanje škode

Če je hrbtenjača po poškodbi pretrgana, upanja na kakršnokoli ozdravitev v tem trenutku še vedno ni. A taki primeri so redki, pravi dr. Rajmond Šavrin, vodja oddelka za poškodbe hrbtenjače na Inštitutu Soča. »Popolnih poškodb hrbtenjače, ko bi bila ta dejansko pretrgana, je izredno malo. Večinoma gre za zmečkanje, udarec, delno raztrganje, krvavitev, otekline, zaradi katerih hrbtenjača izgubi funkcijo.« Spodnji del telesa je tako še povezan z možgani, a so te povezave zaradi poškodbe neaktivne.

Izziv, s katerim so se spoprijeli številni raziskovalci in ki velja za osrednji namen rehabilitacije, je, kako obstoječim neaktivnim živčnim vlaknom spet povrniti funkcijo. »Že dolgo se, predvsem na podlagi poskusov na živalih, predvideva, da za funkcionalno delovanje hrbtenjače zadostuje manj kot deset odstotkov vlaken v njej,« pravi dr. Marko Jug. »Zaradi tako imenovane plastičnosti živčevja lahko ene strukture prevzamejo funkcijo drugih.« A je reorganizacija odvisna od stalne aktivacije oslabljenih poti, torej vaj in tudi zunanje pomoči. In če z električno stimulacijo mišic dosežemo aktivacijo ohranjenih vlaken, ki sicer niso funkcionalna, lahko dosežemo vsaj delno povrnitev njihove funkcije.

»Točno to se je zgodilo v švicarskem primeru. Živčne celice pod poškodbo, ki oskrbujejo noge, so bile ohranjene, a niso bile pod nadzorom možganov. Ko pa so ljudje te živčne celice aktivirali in se mentalno osredotočali na to, so najverjetneje počasi začeli aktivirati do takrat neme povezave z možgani. Nazadnje so z elektrostimulacijo živčevje zgolj vzdražili, gib pa so dejansko sprožili možgani.«

Po nekaj mesecih so prostovoljci lahko z berglami naredili nekaj samostojnih korakov. Eden od sodelujočih je nekaj korakov zmogel celo popolnoma samostojno.

Električna stimulacija mišic že dalj časa sodi v arzenal rehabilitacijske medicine. Vendar se do zdaj ni izkazala za zelo uporabno. »Zunanja električna stimulacija mišic za spodbujanje hoje, ki jo uporabljamo tudi sami, je zelo preprosta, ker s pomočjo štiri kanalne stimulacije stimuliramo le nekaj najpomembnejših mišic za omogočanje hoje,« razlaga Rajmond Šavrin. »Hoja je toga, trda, omogoča pa premikanje. Vendar je energijsko zelo zahtevna, ker mora biti za doseganje zadostne napetosti mišice tok res močan, zato koraki hitro postanejo vse težji in krajši. Švicarska metoda se tej težavi izogne.« Prostovoljci so s stimulacijo lahko prehodili tudi po kilometer, ne da bi se pretirano utrudili.

Kot so ugotovili raziskovalci pod vodstvom Gregoirja Courtina, je pri stimulaciji mišic ključno posnemati naravne živčne signale, ki mišice aktivirajo zgolj hipno. Neprekinjena stimulacija, s katero je bilo do zdaj opravljenih največ poskusov, preprečuje potovanje povratnih informacij v možgane in s tem onemogoča avtonomno nadzorovanje gibanja.

V organizmu vse deluje v zankah. Tudi živčevje deluje po načelu učinka in odgovora. Hoteni gib je tako stalno pod nadzorom čutil, predvsem čutil v samih mišicah, ki nenehno zagotavljajo podatke o položaju uda, napetosti mišic itd.; temu pravimo propriocepcija in prav ta kompleksni krog je ključen za izvedbo funkcionalnega giba. »Ko izvedete neki gib, se občutenje tega giba ponovno vrne v možgane in vpliva na nadaljnje gibanje,« razlaga Marko Jug. »Ko poskušamo zgrabiti kozarec v temi, čutimo, kje je roka, le približno pa vemo, kje je kozarec. Ko se ga sprva dotaknemo, je dotik nežen, in ko ga zgrabimo, čutimo, kako močno smo ga prijeli. Če te povratne zanke ne bi delovale, bi kozarec bodisi podrli, izpustili iz rok ali pa ga zdrobili. Vsa ta kompleksna obdelava informacij poteka neprestano na skoraj nezavedni ravni, omogoča pa jo propriocepcija. Švicarjem je z usmerjeno stimulacijo živčevja uspelo okrepiti proprioceptično zanko.«

Odpravljanje škode

Uspeh švicarskih raziskovalcev je le prvi korak. Z njim so dokazali, da je mogoče uspele poskuse na živalih prenesti tudi na ljudi. Zdaj želijo preveriti, kje so meje te tehnologije. Najprej se bodo lotili klinične raziskave pri bolnikih, pri katerih je od poškodbe hrbtenjače preteklo manj kot pol leta. »Predvidevamo, da je v tej fazi plastičnost živčevja večja, to pa bi lahko okrepilo izboljšanje funkcije,« je povedal član raziskovalne skupine Robin Jonathan Demesmaeker.

Metoda ima seveda, vsaj za zdaj, omejitve. Kandidati morajo imeti ohranjen del hrbtenjače, na katerega je mogoče kirurško namestiti elektrode, poleg tega morajo biti fizično zelo pri močeh, da vzdržijo naporno rehabilitacijo. Predvsem pa je za zdaj zanjo potrebno ogromno ne najbolje prilagojene visokotehnološke opreme in številna ekipa strokovnjakov. »S tega vidika je naš sistem precej daleč od rutinske klinične rabe.« A raziskovalci so že ustanovili spin-off podjetje, katerega vizija je prav optimizacija in komercializacija tega odkritja.

Naslednji korak je klinična raziskava pri bolnikih, pri katerih je od poškodbe hrbtenjače preteklo manj kot pol leta. Raziskovalci predvidevajo, da bodo uspehi pri teh bolnikih še izrazitejši.

Je to začetek poti, ki bo privedla do možnosti popolnega okrevanja ljudi po poškodbi hrbtenjače? Za zdaj je o tem še prezgodaj govoriti, meni dr. Klemen Grabljevec. »Obljubljati nekomu normalno hojo, tudi če se uporaba te metode razvije v rutinsko, bi bilo verjetno neetično. Imamo pa dokaz, da deluje. Imamo dokaz, da obstaja metoda, ki lahko bolniku z nepopolno poškodbo hrbtenjače omogoči samostojno premikanje v stoječem položaju brez pomoči eksoskeleta ali podobnih naprav.«

Pri tem se je seveda treba zavedati, da je odsotnost hoje sicer res najočitnejša težava bolnikov s poškodbo hrbtenjače, ni pa nujno najhujša, opozarja dr. Rajmond Šavrin. »Verjetno bi tisti, ki so priklenjeni na voziček, najprej izbrali normalno odvajanje urina, blata in normalno spolno funkcijo, šele potem bi prišla na vrsto hoja.«