Cystisk Fibrose

En lille genfejl med stor betydning

På alle måder minder Lucas om en ganske normal teenager. Han går til fodbold, spiller trommer og bruger tid sammen med vennerne. Men Lucas er lidt anderledes. Han har nemlig en lille fejl på et protein i kroppen. En fejl, der er så lille, at den aldrig ville kunne ses med det blotte øje. Den er så lille, at i et normalt mikroskop ville det ikke ses. Den lille fejl består i, at der mangler en enkelt aminosyre på et protein, der er 1480 aminosyrer langt. Selvom fejlen er lille, er konsekvenserne for manglen meget store.

Hver morgen starter Lucas dagen med et sug i hans inhalator. Det gør han for at få medicin, der skal løsne slimet, der altid sætter sig i hans lunger. Derefter tager Lucas en PEP-maske på. Den skal han trække vejret igennem en halv time hver morgen for at hjælpe inhalatorens virkning. Morgenritualet skal Lucas igennem yderligere tre gange hver dag, for på den måde holdes hans lunger rene. Det er dog ikke alt, hvad den lille fejl gør.

Lucas skal også spise mere mad end andre til alle måltider, fordi hans krop ikke kan optage maden rigtigt. Kroppen skal derfor hjælpes med at nedbryde mad. Lucas spiser derfor enzymkapsler til hvert måltid. På trods af, at Lucas spiser meget, får han ikke mad nok til at kunne vokse. Sammen med sine forældre og læger, har han valgt at sove med et drop, der fodrer ham med næringsstoffer i løbet af natten. I alt tager Lucas 6 forskellige slags medicin, for at hans krop fungerer ’normalt’.
Selvom medicinen hjælper, har Lucas stadig nogle problemer, som de fleste af hans jævnaldrende ikke har. For selvom Lucas tager megen medicin, kan det ikke rense hans lunger helt. Han skal mindst en gang om måneden på hospitalet for få renset lungerne for bakterier. Dette er bakterier, der bliver ved med at komme igen. Om et par år ved Lucas godt, at lægerne ikke længere kan rense hans lunger helt. Så må han leve med en bakterie, der langsomt ødelægger hans lunger. Statistikken siger, at cystisk fibrose-patienter som Lucas ikke skal forvente at blive meget mere end 45 år gamle.

Hvordan kan sådan en lille fejl skabe så stor skade i lungerne? For at forstå det, bliver vi nødt til at forstå, hvordan lunger fungerer, når der ikke er noget galt med dem, og hvordan de fungerer, når man har cystisk fibrose.

Lungerne og Cystisk Fibrose

Lungerne bruges til at optage ilten, vi indånder, i blodet, så det kan blive transporteret videre ud til vores celler. Det er vigtigt, at så meget ilt som muligt kan komme i kontakt med blodet og videre ud i det. Lungerne er derfor indrettet med en meget stor overflade, hvor ilt og blod kan mødes.

Lungerne er opbygget lidt på samme måde som et omvendt træ. Luftrøret, der går fra halsen og ned, er træets stamme. Ud fra luftrøret springer et netværk af grene kaldet bronkier. Yderst sidder de små alveoler, der kan sammenlignes med bladene på træet. Grundlæggende kan vi dele lungerne op i to forskellige funktioner; Den der fordeler ilt, O₂, og den der udskifter kuldioxid, CO₂, med ilt. Luftrøret og bronkierne sikrer, at der bliver transporteret nyt O₂ ned, og at det brugte CO₂ bliver pumpet ud ved hver vejrtrækning. På grund af lungernes mange grene kan de nemt fordele ilt ud på et meget stort område. Alveolerne sidder yderst og sørger for, at der skabes en stor overflade imellem ilten inde i lungen og blodet på den anden side af lungen. De fjerner det kuldioxid, der er blevet dannet i kroppen, når kroppens celler har forbrugt ilt, og de udskifter det med det nye, indåndede ilt.

Figur 1. Billedet viser hvordan en lunge er opbygget lidt som et træ med 2 store grene. Her bliver ildten fordelt så det kommer helt ud til alveolerne. Fordi der er så mange små 'grene' på stammen kan der dannes en meget større overfalde. Det kan sammenlignes med at man kun ser på overfalden af en papirskugle, som kan være meget lille, men når man folder papirskuglen ud bliver overfladen et helt stykke A4 papir.

Figur 1. Lungerne er opbygget som et træ med to store grene. Her bliver ilten fordelt, så det kommer helt ud til alveolerne. Fordi der er så mange små ‘grene’ på stammen, kan der dannes en meget større overfalde. Det kan sammenlignes med at man kun ser på overfladen af en papirkugle, som kan være meget lille, men når man folder papirskuglen ud bliver overfladen et helt stykke A4 papir.

Det er ikke kun luft, der kommer ned i lungerne. Når man trækker vejret, suger man også partikler, støv, bakterier og vira ind. På den måde er lungerne en direkte adgang for, at ellers uønskede mikroorganismer kan komme ind i kroppen. Derfor har kroppen også udviklet et system til hele tiden at holde lungerne rene.

Figur 2. Billedet viser hvordan fimrehårene sidder i et lille lag vand på cellernes overflade. Når der er det rigtige niveau af vand kan fimrehårene nøjagtigt nå op til overfladen. Nogle celler i lungen laver mucus som kan fange bakterier og vira. Når skidt først er blevet fanget i slimet kan fimrehårene langsomt børste slimet ud af lungen, på samme måde som når man fejer gulvet.

Figur 2. Fimrehår sidder i et lille lag vand på cellernes overflade. Når der er det rigtige niveau af vand, kan fimrehårene nøjagtigt nå op til overfladen. Nogle celler i lungen laver mucus, som kan fange bakterier og vira. Når skidt først er blevet fanget i slimet, kan fimrehårene langsomt børste slimet ud af lungen, på samme måde som når man fejer gulvet.

Cellerne i lungen udskiller konstant en væske, der er en blanding af vand og salt, og på cellernes overflade sidder der små fimrehår. Da fimrehårene er nede i væsken, står de og svajer frem og tilbage lidt på samme måde, som tang kan gøre i havvand. Desuden udskiller nogle celler i lungen et slimet, klæbrigt sekret, som kaldes mucus. Mucus flyder ud på toppen af væsken og indfanger de bakterier, der måtte bevæge sig rundt i lungerne. Herefter bliver det langsomt fejet ud. Bakterierne bliver simpelthen båret oven på de bølgende fimrehår, så de kan skubbes ud. På den måde kan normale lunger hele tiden holde sig selv rene. Mucus er det slim, der kommer ud, når man bliver snottet i løbet af vinteren.

Når vi bliver syge kommer der mere mucus. Det overbelaster og forstopper bronkierne, og det bliver derfor for tungt at feje ud for fimrehårene. Vi begynder derfor at hoste eller nyse for at hjælpe kroppen med at få mucusen ud af systemet.

Figur 3. Normalt kan CFTR proteinet transportere Na+ og Cl- ud af cellen. Men når man har cystisk fibrose kan cellen ikke længere transportere Cl- ud. Derfor stiger saltkoncentrationen inde i cellen. Den øgede saltkoncentration medfører at der bliver suget vand ind fra celleoverfladen igennem osmosen. Det betyder at der ikke er nok vand til at fimrehårene kan fungere.

Patienter med cystisk fibrose har dog en lidt anden opbygning af lungerne. Genfejlen, der gør at man får cystisk fibrose, forårsager en fejl på et protein, der normalt transporterer salt ind og ud af de celler, som sidder på vores ’overflade’, fx vores hudceller, og dem der er i munden og i lungerne. Fejlen gør, at en celle opbygger en høj koncentration af saltet inden i sig selv. For at udligne forskellen på koncentrationer, der er inde i cellen og ude i saltlagen, suges noget af det omkringværende vand ind i cellen i en proces kendt som osmose. På den måde bliver det omkringværende vandlag mindre, mens forskellen på koncentrationen af salt inde i og uden for cellen bliver udlignet.

Figur 4. Når man har cystisk fibrose virker fimrehårene ikke, da vandet fra celleoverfladen er blevet suget ind. Derfor kommer mucusen ikke ud af lungen. Det giver bakterier mulighed for at slå sig ned i mucuslaget.

Cellernes naturlige tilpasning til omgivelserne og regulering medfører dog en meget uheldig bivirkning. Da vandet bliver suget ind i cellen, får fimrehårene meget lidt plads at arbejde på, og de kan derfor ikke feje ordentligt. Manglen på væske omkring cellerne betyder også, at mucusen bliver mere sej, da det ikke kan fortyndes. Den ender med at få en tyggegummilignende konsistens, som permanent sidder i lungerne og ikke kan transporteres ud.

Fordi kroppens forsvar mod indtrængende organismer ikke virker i lungerne hos personer med cystisk fibrose, er patienter med denne sygdom konstant udsat for mange bakterier, som alle skal bekæmpes og ikke blot kan fejes ud. Bakterierne kan igennem vejrtrækningen komme ned i lungerne, hvor de kan slå sig ned på ’øen’ af tyggegummi-agtigt mucus og langsomt gro, før de angriber de omkringliggende celler.

Cystisk fibrose og Pseudomonas Aeruginosa

En af de bakterier, der oftest findes i cystisk fibrose-patienter, hedder Pseudomonas aeruginosa . Den kendes bl.a. fra hospitalerne, hvor den er et stort problem at komme af med. Bakterien er igennem evolutionen blevet så veludviklet til at overleve i forskellige miljøer, at den både kan bruge luft eller alkohol som kilde til oxygen, hvilket er en evne, som de færreste bakterier besidder. Desuden er den så nøjsom i forhold til næring, at den kan gro i destilleret vand.

Det største problem med bakterien og med at få den ud af kroppen er, at den har en helt særlig beskyttelsesmekanisme. Den danner et biologisk skjold om sig selv, som kan anses som en form for borg. Dette skjold kaldes biofilm og er meget komplekst sammensat. Når biofilmskjoldet får tid til at bygge sig op, kan det forhindre antibiotika og andre antimikrobielle former for medicin i at komme i kontakt med bakterierne. På den måde kan Pseudomonas aeruginosa undgå at blive udryddet.

Patienter med cystisk fibrose modtager medicin for at løsne slimet i lungerne. De får samtidig antibiotika hver måned for at dræbe Pseudomonas aeruginosa bakterierne, før at de når at danne det biologiske skjold. Selvom medicinen virker, er løsningen dog ikke optimal. Når først Pseudomonas aeruginosa har dannet sit biologiske skjold, kan man ikke slippe af med den på anden måde end ved en lungetransplantation. Dette er en operation, der næsten aldrig giver patienterne en normal tilværelse bagefter.

Cystisk fibrose påvirker patienter på mange måder. Genfejlen gør blandt andet, at deres fordøjelsessystem ikke virker, som det skal, så mange patienter bliver nødt til at spise meget mere end raske mennesker. Dette kan være meget belastende, da de hele tiden skal overspise, og flere patienter vælger i stedet at ligge med en sonde om natten, der kan give dem yderligere føde. På den måde kan deres daglige måltider ændre sig fra at være stressende situationer, hvor familien presser en syg til at spise mere, til afslappede måltider, som familien kan hygge sig med.

Patienter med cystisk fibrose bliver i gennemsnit 45 år, men for blot 20 år siden, kunne de fleste kun forvente at blive 20 år. Der er altså tale om, at deres levetid er blevet mere end fordoblet og udviklingen inden for patienternes velfærd har været meget god. Der er dog stadig mange muligheder for at give dem et endnu bedre og længere liv, end de har på nuværende tidspunkt.