1. yle.fi
  2. Uutiset
  3. koronavirus

Koronavirus vaikuttaa aivosoluihin monia reittejä, ja suorin reitti kulkee nenän kautta

Covid-19-sairauden aivovaikutuksista tiedetään toistaiseksi vähän. Koronaviruksella on monta kulkureittiä, myös aivoihin.

koronavirus
Ihmisen ja aivoverisuonen rakennetta.
Koronavirus pystyy läpäisemään myös aivoja suojaavan veri-aivoesteen ja tarttumaan aivosoluihin, muun muassa hermosoluihin ja astrosyytteihin eli tukisoluihin. Kuva: Jyrki Lyytikkä / Yle. Kuvalähde: A.I. Virtanen -instituutti, Laura Mussalo ja Veronika GorovaJyrki Lyytikkä / Yle

Aivotkaan eivät ole suojassa koronavirukselta. Tutkimusten mukaan virus pystyy tunkeutumaan aivoihin esimerkiksi ohittamalla aivoja suojaavan veri-aivoesteen.

Elävällä ihmisellä ei ole pystytty tutkimaan viruksia aivosoluista, mutta koronaviruksen on todettu soluviljelykokeissa aiheuttavan muutoksia muun muassa hermosoluissa ja aivojen tukisoluissa astrosyyteissä.

Koronavirusta selvittäneissä tutkimuksissa on aiemmin havaittu, että koronavirus on vähentänyt muun muassa hermosoluissa olevien synapsiproteiinien määrää ja muuttanut hermosolujen rakennetta esimerkiksi lyhentämällä niiden ulokkeita. Virus on voinut aiheuttaa myös hermosolujen kuolemia.

Jos proteiineja on vähemmän, hermosolujen keskinäinen viestintä ei toimi kunnolla. Myös solujen heikko haaroittuminen vaikeuttaa solujen kytkeytymistä toisiinsa. Tutkimuksissa havaittiin muutoksia myös aivojen tukisoluissa.

Kuopiossa A.I. Virtanen -instituutin tuoreessa tutkimushankkeessa covid-19-taudin aiheuttavaa virusta on tutkittu nenän hajuepiteelin soluissa sekä luomalla ihmisen kantasoluista hermosoluja ja aivojen tukisoluja.

– Kaikissa soluissa viruksen aiheuttamaan tuhoon vaikuttaa myös kuinka paljon virusta on ja millainen ympäröivä tulehdusvaste on. Joskus varsinaista syytä solun kuolemaan tai toimintahäiriöön on vaikea jäljittää: onko kyseessä suora virusvaikutus vai puolustusjärjestelmän yliaktivaatio. Prosessi on hyvin monimutkainen ja siitä tarvitaan lisää tutkimusta, kuvailee akatemiatutkija ja apulaisprofessori Katja Kanninen.

Kanninen johtaa Neurobiology of Disease -tutkimusryhmää A.I. Virtanen -instituutissa, joka tutkii ympäristön vaikutuksia aivoterveyteen. Covid-19-taudin aiheuttajan eli SARS-CoV-2-viruksen vaikutukset nenän hajuepiteeliin ja aivosoluihin on yksi ryhmän viimeaikaisista käynnissä olevista tutkimuksista.

Soluviljelykokeiden avulla on tarkoitus selvittää, miten virus vaikuttaa solujen toimintoihin. Tämä voi auttaa myöhemmin selvittämään esimerkiksi uusien lääkeaineiden vaikutuksia virukseen.

– Kun tiedetään tarkalleen, miten virus infektoi solun, on mahdollista kehittää lääkkeitä estämään viruksen kiinnittymistä soluun ja siten sen monistumista, selventää Kanninen.

Suoria ja epäsuoria vaikutuksia

Suorien aivosolujen toimintaan vaikuttamisen lisäksi virusinfektion vaikutukset muualla kehossa ja eri elimissä voivat johtaa neurologisiin ongelmiin.

Jos virus esimerkiksi infektoi pääosin keuhkosoluja, voi niiden toiminta häiriintyä. Se puolestaan saattaa johtaa hapenpuutteeseen, josta kärsivät myös aivosolut.

Toisaalta virusinfektion aiheuttama kehon puolustusjärjestelmän yliaktivaatio voi johtaa tulehdustilaan, jonka vaikutukset tuntuvat myös aivoissa.

– Tarvitaan lisää tutkimustietoa näiden vaikutusten

Viruksen reitit aivoverenkiertoon.
Jyrki Lyytikkä / Yle

yksityiskohtaista selvittelyä varten, Kanninen sanoo.

Koronavirus voi kulkeutua aivoihin suoraan nenästä

Virukset käyttävät monia reittejä kulkeutuessaan ihmiskehoon ja myös aivoihin. Suorin reitti kulkee nenän kautta.

Hajurata on ihmisen aistiradoista lyhyin. Nenän limakalvon hajuepiteelin hermosolut yhdistyvät hajukäämiin, jossa ne luovat yhteyden hajuradan seuraavien hermosolujen kanssa. Nämä välittävät viestin hajuaivokuorelle.

Nenän ja hajuepiteelin lisäksi virus voi kulkeutua aivoihin myös muita reittejä, esimerkiksi keuhkojen kautta tai kehon omien immuunipuolustussolujen kuljettamana. Vähemmän tutkittu mahdollinen kulkureitti on suolistossa, jonka yhteyttä aivoihin on viime aikoina tutkittu kiivaasti.

Koronavirus näyttäisi kuitenkin käyttävän pääosin hengitysteiden epiteeliä kehoon tunkeutumiseen. Kannisen tutkimusryhmässä koronaviruksen kulkeutumista aivoihin on selvitetty erityisesti hajuepiteelin kautta.

Nenän hajuepiteeli ja siellä olevat hermosolut pystyvät kuljettamaan viruksen suoraan aivoihin. Oletus on kuitenkin, että tämä ei tapahtuisi kovin helposti.

– On hankala arvioida, kuinka merkittävä nenän kautta kulkeva reitti on muihin reitteihin verrattuna. Tutkimukset kuitenkin osoittavat, että viruspartikkeleja löytyy hajuepiteeliltä ja se on hyvin todennäköinen reitti. Muihin kulkureitteihin vertaaminen on vaikeaa, koska vertailevia tutkimuksia ei vielä ole tehty.

Aivosolujen infektoituminen ei ole yleistä

Kovin yleistä aivojen tai aivosolujen infektoituminen ei kuitenkaan ole.

– Yksittäisiä havaintoja viruksen läpäisevyydestä on pikkuhiljaa alkanut kertyä, Kanninen kertoo.

Koronavirus on RNA-virus jonka tärkein tehtävä on monistaa itseään. Virus leviää soluissa valikoiden, eli se pystyy piikkiproteiinillaan tunkeutumaan sellaisten solujen sisään, joilla on virukseen sopiva ACE-2-reseptoriproteiini. Tätä proteiinia löytyy aivosoluistakin, mutta merkittävästi vähemmän kuin keuhkosoluista.

– Tämä tarkoittaa, että suora hermosoluihin tunkeutuminen on mahdollista. Ruumiinavauksissa on myös todettu, että viruksen osia tai jopa kokonaisia viruksia löytyy aivoista.

Päästyään solun sisään virus muuttaa solun virustehtaaksi ja lopulta solun sisällä monistuneet virukset purkautuvat solusta ulos ja jatkavat uuden isäntäsolun etsimistä. Hermosolun oma toiminta voi häiriintyä viruksen takia ja se voi jopa kuolla.

Veri-aivoeste voi heikentyä iän ja sairauksien myötä

Veri-aivoeste voi heikentyä esimerkiksi elimistön tulehdustilassa, jolloin esteen läpäisevyys lisääntyy. On myös mahdollista, että virus kulkeutuu veri-aivoesteen läpi käyttäen puolustusjärjestelmän soluja kuljettiminaan.

Tiedetään, että esimerkiksi herpesvirus läpäisee veri-aivoesteen. Eri viruksien läpäisevyyttä vertailevia tutkimustuloksia on kuitenkin vielä hyvin vähän, toteaa Kanninen.

– Veri-aivoesteen heikentymiselle voi olla useita syitä, esimerkiksi veri-aivoesteen solukon toiminnan häiriöt, tulehdus, tai akuutti aivovamma. Myös ikääntyminen ja aivosairaudet voivat heikentää veri-aivoesteen toimintaa.

Kannisen ryhmä on tutkinut hajuepiteelin toimintaa erityisesti Alzheimerin tautia sairastavissa potilaissa.

– Tutkimme tällä hetkellä sitä, vaikuttavatko hajuepiteelimuutokset Alzheimerin taudin potilaissa siihen, miten virus infektoi soluja.

Tieto voi auttaa selvittämään, ovatko Alzheimerin taudin potilaat tavanomaista suuremmassa riskissä sairastua koronavirukseen kuin väestö keskimäärin. Tutkimukset aiheesta ovat kuitenkin vielä alustavia ja toistaiseksi vertaisarvioimattomia.

– Ensimmäinen covid-19-julkaisumme on työn alla ja uskon meidän tulostemme olevan saatavilla tämän vuoden kuluessa, toteaa Kanninen.

Katso Yle Areenasta:

Rankka vuosi – dokumenttisarja poikkeusajasta

Jakso 1/3. Pelon aika. Tuhansia ihmisiä voi kuolla Suomessa koronaviruksen takia. Näin maamme hallitusta varoitettiin keväällä 2020. Huoli, pelko ja ahdistus alkoivat leimata päätöksentekoa ja toimintaa. Ihmiset hamstrasivat vessapaperia ja käsidesiä ja päättäjät olivat kauhuissaan. Miten varautua kriisiin, josta kukaan ei tiedäkuinka vaarallisesta pandemiasta on kyse on ja milloin se loppuu?
Lue seuraavaksi