SiNAPSA, sobota, 14. december 2019

eSiNAPSA

Spletna revija za znanstvenike, strokovnjake
in nevroznanstvene navdušence

Morska bolezen – uvodnik v poletno številko eSinapsa

Maša Čater

Poletje je čas, ko nas po navadi večina malce spremeni vsakdanji ritem in si privošči daljši oddih od dela. Le-ta vsekakor pozitivno vpliva na naše možgane, saj s spremembo aktivnosti in okolja vzpostavljamo nove in drugačne povezave v možganih. Toda uredniški odbor eSinapse si je tudi med poletjem vzel čas za izbiro najzanimivejših in kvalitetnih prispevkov, da zaposlimo najradovednejše bralce, ki se med počitnicami radi zakopljejo v znanstveno čtivo. Ker v prostem času radi kam odpotujemo, bodisi po kopnem bodisi po vodi, je tokratni uvodnik osredotočen na nevšečnost, ki pogosto spremlja potovanja. »Jadranje je lep dokaz, da gibanje povzroča nered v telesu.« je napisal Hipokrat več kot 2000 let nazaj. Izvor besede »nausea«, ki v angleščini pomeni slabost, pravzaprav izvira iz stare grščine in sicer iz besednega korena naus (navtični), nakazujoč na ladjo (slika 1). S simptomi morske bolezni se je med nami srečal že marsikdo. Slabost in bruhanje lahko izzovejo različni načini gibanja; ne le na vodi, tudi po kopnem, zraku in v vesolju. Zato jo včasih imenujemo splošneje tudi potovalna slabost. Vendar zakaj nastane in čemu služi potovalna slabost, če sploh? S tem vprašanjem odpiramo poletno številko revije eSinapsa in vas hkrati vabimo k branju tudi drugih prispevkov, v katerih orisujemo aktualne raziskave in zanimiva dognanja v zvezi z možgani.

 Slika 1: Pomorščaki in vojščaki so se borili ne le z naravnimi silami oceanov in domorodci krajev, ki so jih osvajali, temveč pogosto tudi z morsko boleznijo. Vir: Getty Images, Linda Steward.
Slika 1: Pomorščaki in vojščaki so se borili ne le z naravnimi silami oceanov in domorodci krajev, ki so jih osvajali, temveč pogosto tudi z morsko boleznijo. Vir: Getty Images, Linda Steward.

Simptomatika morske bolezni

Morska bolezen spada med eno od vrst potovalnih slabosti, kjer se kot glavna simptoma pojavljata slabost in bruhanje, pri nekaterih pa tudi vrtoglavica. Občasno navajajo tudi povečano potenje, povečano produkcijo sline, glavobol, izgubo apetita in povečano občutljivost za vonjave 1. Telo se pogosto odzove na slabost s pojavom pogostejšega zehanja 2. Simptome povzročajo pospeškovni dražljaji, ki se v telesu pojavijo zaradi premikanja plovila, in v manjšem deležu zaradi vizualnih dražljajev, za katere je znano, da so veliko močnejši pri izzivanju glavobola. Znano je, da se sproži tudi hormonski odziv, podoben tistemu pri splošnem odzivu na stres, pri čemer naj bi glavno vlogo odigral vazopresin 3. Ne le, da je morska bolezen neprijetna, v določenih okoliščinah igra odločilno vlogo tudi pri preživetju. Zaradi slabosti se zmanjša aktivnost kompleksnih opravil, ki zahtevajo prostorsko orientacijo, in kognitivnih opravil. Vzdržujejo se le osnovna opravila in dejavnosti, ki so že globoko zasidrane v naših možganih in jih počnemo avtomatsko 4. Na preživetje na morju, na primer na reševalnem čolnu, morska bolezen negativno vpliva preko številnih mehanizmov kot so zmanjšana morala in volja po življenju, zmanjšana sposobnost kompleksnejših aktivnosti in dehidracija zaradi izgube tekočin z bruhanjem; s tem se poveča tudi možnost za nastop hipotermije (t.j. padec telesne temperature pod normalno raven)5. Obširna raziskava na križarkah je pokazala, da je morska bolezen najpogostejši vzrok potnikov za obisk zdravnika na ladji, saj ladijskega zdravnika na dan obiščejo več kot 4 od 1000 potnikov, kar je mnogo več kot zaradi vnetij ali poškodb. Pogostnost pojava morske bolezni pa se še zviša v primeru plutja na manjših ladjah in ob nemirni plovbi. Na reševalnih čolnih se pogostnost pojava slabosti zviša na preko 50 %; osebe navadno bruhajo po 1 uri v primeru zmerno razburkanega morja 6,7.

Mehanizem delovanja morske bolezni

Morska bolezen naj bi, tako kot druge potovalne bolezni, bazirala na določenem senzornem konfliktu ali neujemanju med realnim in pričakovanim (naučenim) vzorcem ravnotežja, vizualnih signalov in kinestetičnih signalov. Raziskovalci so ugotovili, da fizična intenziteta signalov ni nujno povezana s stopnjo slabosti 8. Obstaja več hipotez, ki razlagajo naravo teh senzoričnih neujemanj. Najstarejša, a še vedno aktualna hipoteza, ki jo je leta 1986 postavil Stott 9, pravi, da telo deluje po določenih pravilih. Če pride do kršitve teh pravil, se pojavi slabost. Pravila je razdelil na tri skupine: (1) gibanje glave v eno smer mora rezultirati v gibanju zunanjega vizualnega okolja v nasprotni smeri, (2) obračanje glave v drugo smer od horizontalnega gibanja mora spremljati ustrezna sprememba kota v smeri vektorja gravitacije, in (3) vsako linearno pospeševanje je odvisno od gravitacije in ima zato intenziteto 1 G ter predstavlja, kje je smer »spodaj«. Za morsko bolezen je značilno, da jo lahko izzove že en dražljaj. Navadno gre za gibanje plovila z nizko frekvenco. Raziskave so pokazale, da slabost narašča s časom in povečevanjem pospeška. Zanimivo pa je, da slabost doseže vrh ob nizkofrekvenčnih gibanjih pri približno 0,2 Hz. S takšno frekvenco se gibljejo ladje, avtobusi, letala, ki letijo skozi turbulenco, prav tako pa tudi kamele in sloni. Kar razloži, zakaj ni pojava potovalne slabosti pri jezdenju konj, hoji, teku ali kolesarjenju. Le-te oblike gibanja imajo frekvenco višjo od 1 Hz 8. Zakaj so nizke frekvence gibanja povzročitelj slabosti, še ni natančno dognano. Teorij je več. Ena od najnovejših pravi, da je vzrok v mehanskih omejitvah gibanja človeškega telesa. Pri 0,2 Hz naj bi imelo telo težave pri izbiri ustreznega takta gibanja za vzdrževanje telesne stabilnosti pri gibanju 10. V zadnjih letih je znanost močno napredovala v razumevanju delovanja možganov. Vse bolj razumemo mehanizme, ki poganjajo senzorne konflikte in potovalno slabost. Raziskovalci so odkrili nevrone v možganskem deblu in možganih samih, katerih aktivnost korelira s pojavom domnevnega senzoričnega konflikta. Odkrili so pot delovanja, ki vključuje tako vestibularne kot gastrointestinalne signale, ki povzročajo slabost in bruhanje. Možgansko deblo naj bi vsebovalo predel, imenovan center za bruhanje, ki vpliva na pojav bruhanja in slabosti ne glede na tip dražljaja (gibanje ali toksini). V centru za bruhanje se nahajajo nevroni, polni muskariničnih holinergičnih sinaps in sinaps s histaminom. Ti nevroni v skupnem sodelovanju integrirajo dražilne signale in jih pošljejo naprej do tako imenovanega generatorja vzorca slabosti 11. Slikanja s funkcionalno magnetno resonanco so pokazala povečano aktivnost ob slabosti v amigdali, putamenu in v dorzalnem delu mosta možganskega debla (slika 2)5.

 Slika 2: Prikaz področij možganov, kjer se izraža povečana aktivnost nevronov pri pojavu potovalne slabosti.(Avtorsko delo.)
Slika 2: Prikaz področij možganov, kjer se izraža povečana aktivnost nevronov pri pojavu potovalne slabosti. (Avtorsko delo).

Morska bolezen in njen evolucijski pomen

Znanstveniki, ki raziskujejo morsko bolezen in druge potovalne slabosti, imajo ob vprašanju o pomenu pojava morske bolezni še več hipotez kot pri ugotavljanju natančnega mehanizma delovanja. Hipoteze o evolucijskem pomenu obstoja potovalne slabosti lahko strnemo v naslednje skupine 5: - vestibularni kardiovaskularni oziroma avtonomni refleks, - opozorilo zaradi dezorientacije ali gibalno opozorilo pred nevarnimi aktivnostmi, - detekcija toksinov in - nefunkcionalna evolucijska maladaptacija. Zanimivo je, da je pojav potovalne slabosti evolucijsko izredno dobro ohranjen v živalskem kraljestvu. Potovalno slabost so zaznali na primer tudi pri ribah ob transportu med akvariji 12. Prav tako so raziskovalci opazili, da so ljudje, ki so občutljivejši za potovalno slabost, občutljivejši tudi na toksine, kemoterapijo ter pojav slabosti in bruhanja v postoperativnem stanju. Nekateri testi na živalih so pokazali, da se je občutljivost za pojav slabosti pri izpostavljenosti toksinom, ki izzovejo slabost, močno zmanjšala po odstranitvi obeh delov vestibularnega predela 13. Med vsemi obstoječimi hipotezami o pomenu potovalne slabosti zato največ teže in dokazov nosi hipoteza o detekciji toksinov.

Individualna občutljivost za potovalno slabost

Na raven občutljivosti za potovalno slabost, ki jo razvije vsak posameznik drugače, učinkujejo najmanj trije procesi: primarna občutljivost za gibanje, stopnja naravne adaptacije in sposobnost ohranitve dolgotrajne zaščitne adaptacije. Otroci do 2. leta ne izkazujejo potovalne slabosti. Le-ta se prične pojavljati šele nekje v 6. letu in je najizrazitejša okoli 9. leta starosti. Pri oblikovanju občutljivosti in individualnih razlik ima vlogo predvsem genetika. Nagnjenost k pojavljanju slabosti je dedna kar v 70 % v času otroštva, ta delež pa se zmanjša v času pubertete in v zgodnjem odraslem obdobju na okrog 55 % 14. Vzrok za zmanjšanje stopnje vpliva dednosti pripisujejo doživljanju različnih izkušenj med posamezniki v času odraščanja in različni habituaciji na posameznikovo okolje. Genov, odgovornih za pojav potovalne slabosti, še niso natančno identificirali. So pa odkrili nenavadno povečano občutljivost na Kitajskem 15. Dosedanje raziskave kažejo, da družine genov, ki jih povezujejo s povečano občutljivostjo za potovalno slabost, narekujejo razvoj notranjega ušesa, nekaterih nevroloških procesov ter glukozne homeostaze. Pojavljanje sprememb v nukleotidnem zapisu genov, ki jih povezujejo s potovalno slabostjo, je pri ženskah trikrat pogostejše kot pri moških. Prevalenca pri ženskah potrjuje evolucijsko hipotezo o zaščiti pred toksini, saj naj bi ženskam omogočala učinkovitejše izogibanje toksinom, ki bi lahko med nosečnostjo škodili plodu, ali kasneje prehajali v otroka preko mleka. Študije nakazujejo, da postoperacijska slabost in bruhanje temeljita na enakih genetskih faktorjih kot pojav migren 5.

Antiemetiki

V preteklih 50 letih je bilo razvitih mnogo zdravilnih učinkovin za lajšanje simptomov potovalne slabosti – antiemetikov. Antiemetiki imajo običajno antiholinergični vpliv. Acetilholin je poznan kot nevrotransmiter, ki prenaša informacije in s tem tudi omogoča pojav potovalne slabosti. Eden izmed pogosto uporabljenih antiemetikov je Scopolamin. Gre za muskariničnega antagonista, ki blokira muskarinične acetilholine receptorje zaradi svoje strukturne podobnosti nevrotransmiterju acetilholinu. Scopolamin tako prepreči komunikacijo med vestibularnimi živci in centrom za bruhanje. Pogosto uporabljen antiemetik je tudi Prometazin. Tudi ta deluje antiholinergično kot H1-antagonist, vendar tudi uspavalno in anestetično. Prometazin tekmuje s histaminom za vezavna mesta na receptorju H1 v prebavnem traktu, maternici, v večjih žilah in v bronhialnih mišicah. Z osrednjim antiholinergičnim delovanjem v predelu medularnih kemoreceptorjev preprečuje pojav slabosti. Kot antiemetik in proti vrtoglavici se med drugimi uporablja tudi Ciklizin. Gre za piperazinov derivat antihistamina, ki ima antiholinergične lastnosti. Ciklizin upočasni vestibularno vzdražnost in prav tako vpliva na predel medularnih kemoreceptorjev. Poleg tega pa je znan tudi kot zaviralec centralnega živčnega sistema in ima lokalne anestetične učinke 16. Učinkovitost antiemetikov je zelo raznolika, večina jih povzroča stranske učinke – največkrat omotičnost, zaspanost in zamegljen vid 5. Zato danes razvoj stremi k oblikovanju učinkovin s selektivnejšo afiniteto za vezavo na specifične receptorje, povezane s pojavom potovalne slabosti, ter z manj stranskimi učinki. Nadaljnje raziskovanje nevrofizioloških mehanizmov pojava slabosti in farmakološko mapiranje možganov s procesi, ki potekajo ob potovalni slabosti, bosta omogočila razvoj učinkovitejših zdravilnih učinkovin v prihodnosti.

    ___
  1. Lackner J. R. 2014. Motion sickness: more than nausea and vomiting. Experimental Brain Research, 232: 2493-2510. 

  2. Matsangas P., McCauley M. E. 2014. Yawning as a behavioral marker of mild motions sickness and sopite syndrome. Aviation, Space, and Environmental Medicine, 85: 658-661. 

  3. Eversmann T., Gottsmann M., Uhlich E., Ulbrecht G., von Werder K., Scriba P C. 1978. Increased secretion of growth hormone, prolactin, antidiuretic hormone and cortisol induced by the stress of motion sickness. Aviation, Space, and Environmental Medicine, 49: 55. 

  4. Gresty M. A., Golding J. F. 2009. Impact of vertigo and spatial disorientation on concurrent cognitive tasks. Annuals of New York Academy of Science, 1164: 263-267. 

  5. Golding J. F. 2016. Motion sickness. V: Handbook of Clinical Neurology, 137, 3rd series (Ur.: Furman J. M. in Lempert T.), Elsevier: 371-390. 

  6. Schutz L., Zak D., Holmes J. F. 2014. Pattern of passenger injury and illness on expedition cruise ships to Antarctica. Journal of Travel Medicine, 21: 228-234. 

  7. Benson J. A. 1999. Motion sickness. V: Aviation Medicine (Ur.: Ernsting J., Nicholson A. N., Rainford D. S.), Butterworth, Oxford, UK: 318-338. 

  8. Golding J. F. 2006b. Motion sickness susceptibility. Autonomic Neuroscience, 30: 67-76. 

  9. Stoss J. R. R. 1986. Mechanisms and treatment of motion illness. V: Nausea and vomiting: mechanisms and treatment (Ur.: Davis C. J., Lake-Bakaar G. V., Grahame-Smith D.G.), Springer-Verlag, Berlin: 110-129. 

  10. Gresty M. A., Golding J. F., Gresty J. M., Powar J., Darwood A. 2011. The movement frequency tunin gof motion sickness is determined by biomechanical constraints on locomotion. Aviation, Space and Environmental Medicine, 82: 242. 

  11. Yates B. J., Catanzaro M. F., Miller D. J., McCall A. A. 2014. Integration of vestibular and emetic gastrotestinal signals that produce nausea and vomiting: potential contributions to motion sickness. Experimental Brain Research, 232: 2455-2469. 

  12. Reason J. T., Brand J. J. 1975. Motion sickness. Academic Press, London. 

  13. Money K. E., Cheung B. S. 1983. Another function of the inner ear: facilitation of the emetic response to poisons. Aviation, Space and Environmental Medicine, 54: 208-211. 

  14. Reavley C. M., Golding J. F., Cherkas L. F., Spector T. D., MacGregor A. J. 2006. Genetic influences on motion sickness susceptibility in adult females: a classical twin study. Aviation, Space and Environmental Medicine, 77: 1148-1152. 

  15. Stern R. M., Hu S., Le Blanc R., Koch K. L. 1993. Chinese hypersusceptibility to vection-induced motion sickness. Aviation, Space and Environmental Medicine, 64: 827-830. 

  16. Wishart D. S., Feunang Y. D., Guo A. C., Lo E. J., Marcu A., Grant J. R., Sajed T., Johnson D., Li C., Sayeeda Z., Assempour N., Iynkkaran I., Liu Y., Maciejewski A., Gale N., Wilson A., Chin L., Cummings R., Le D., Pon A., Knox C., Wilson M. 2018. DrugBank 5.0: a major update to the DrugBank database for 2018. Nucleic acids research, 46(D1): 1074-1082. 

dr. Maša Čater
glavna urednica