Onderzoekers hebben een verband ontdekt tussen de amygdala in de hersenen en ademhalingsfalen na een aanval, wat aanwijzingen oplevert voor het bestuderen van plotselinge epileptische dood, een belangrijke doodsoorzaak bij epilepsiepatiënten. Een team van onderzoekers, ondersteund door de National Institutes of Health (NIH), heeft een deel van de hersenen geïdentificeerd dat mogelijk betrokken is bij ademhalingsfalen na een aanval bij patiënten met ernstige epilepsie die niet onder controle kan worden gehouden met medicijnen. Deze aandoening wordt plotselinge onverwachte dood bij epilepsie (SUDEP) genoemd en is de belangrijkste doodsoorzaak bij deze patiënten.
De nieuwe bevindingen, gepubliceerd in JCI Insights door onderzoekers van de Universiteit van Iowa, Iowa City, kunnen een cruciale rol spelen bij het begrijpen van plotselinge dood bij epilepsie, waarvan de oorzaken niet goed worden verklaard.
Het is algemeen aanvaard dat de meeste gevallen van SUDEP te wijten zijn aan de onderbreking van de ademhaling die optreedt nadat de aanval is geëindigd, bekend als postictale apneu. Uit onderzoek is gebleken dat patiënten die na een episode apneu ervaren, hun ‘luchthonger’ – de primaire drang om te ademen – of hun gevoel van alarm verliezen, wat erop wijst dat de hersenen mogelijk niet in staat zijn om verhoogde niveaus van kooldioxide (CO2) in het bloed te detecteren en erop te reageren wanneer apneu optreedt.
Onderzoekers hebben een plek in de amygdala ontdekt die cruciaal is voor ademhalingsfalen na een aanval. De paarse en blauwe gebieden vertegenwoordigen waarschijnlijkheidskaarten van gebieden die geassocieerd zijn met aanhoudende apneu, gebaseerd op gegevens van 20 patiënten met ongecontroleerde epilepsie. Bron: Dlouhy Lab, Universiteit van Iowa
Om dit te bestuderen rekruteerden de onderzoekers twaalf volwassenen en acht kinderen met epilepsie, van wie de aanvallen niet onder controle konden worden gehouden met medicijnen en die intracraniale elektro-encefalogrammen (iEEG) ondergingen in een poging hun aanvallen onder controle te houden. Met behulp van directe elektrische stimulatie veroorzaakte het team aanvallen bij deelnemers onder medisch toezicht om de controle van de ademhaling en apneu in de voorhersenen te onderzoeken. Ze ontdekten dat aanvallen die hun oorsprong vonden in de amygdala, een hersengebied dat voornamelijk betrokken is bij het verwerken van emoties en angst, resulteerden in postictale apneu, en ze identificeerden subregio's van de amygdala die betrokken zijn bij de verzwakking van langdurige ademhaling. Slechts vijf van de twintig deelnemers ondervonden postictale apneu, wat erop wijst dat sommige mensen met ongecontroleerde aanvallen mogelijk gevoeliger zijn voor de aandoening.
De wetenschappers gebruikten vervolgens een combinatie van elektrische stimulatie en functionele magnetische resonantiebeeldvorming om nieuwe verbindingen te identificeren tussen de amygdala en een gebied van de hersenstam dat cruciaal is voor het waarnemen van veranderingen in het kooldioxidegehalte in het bloed en het beheersen van de ademhaling. Alles bij elkaar suggereren de bevindingen dat aanvalsactiviteit in subregio's van de amygdala de ademhaling en de honger naar lucht lang na een aanval kan onderdrukken. Dit wordt hoogstwaarschijnlijk gecontroleerd via verbindingen met de hersenstam en andere delen van de hersenen die betrokken zijn bij het waarnemen van signalen van het lichaam. Er is meer onderzoek nodig om de rol van de amygdala bij ademhalingsdepressie en de relatie ervan met SUDEP te bevestigen.
Deze bevindingen vergroten ons begrip van SUDEP en kunnen helpen bij het ontdekken van preventieve behandelingen en het identificeren van populaties met een hoog risico. Dit onderzoek werd gedeeltelijk ondersteund door een subsidie van het National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS), een afdeling van de National Institutes of Health (NIH).