Како ваш мозак износи смеће?
У овом центру пажње представљамо глимфатички систем: наменски систем за уклањање отпада у мозгу. Сада умешани у разне услове, крајње је време да се упознамо.
Многи од нас су релативно упознати са лимфним системом; обавља бројне улоге, од којих је једна уклањање метаболичког отпада из празнина између ћелија, које се називају интерстицијски простор.
Међутим, централни нервни систем (ЦНС), који се састоји од мозга и кичмене мождине, нема праве лимфне судове.
Будући да је ЦНС високо активан, метаболички отпад се може брзо накупити.
ЦНС је такође веома осетљив на флуктуације у свом окружењу, тако да тело треба некако да уклони ћелијско смеће и ту долази до појаве глимфатичког система.
Пре открића овог система за одлагање смећа заснованог на мозгу, научници су веровали да свака појединачна ћелија рукује својим метаболичким детритусом.
Ако би се ћелијски систем преоптеретио или успорио како смо старили, метаболички отпад би се накупио између ћелија. Ово смеће укључује производе попут бета-амилоида - протеина повезаног са Алцхајмеровом болешћу.
Астроглиа
Термин „глимфатични“ смислио је Маикен Недергаард, дански неурознанственик који је открио систем. Име се односи на глијалне ћелије, које су виталне за овај систем чишћења отпада.
Глија ћелије имају релативно малу покривеност у поређењу са неуронима, упркос томе што су у мозгу исто толико бројне. Дуго су се сматрали нешто више од слабо подржавајућих ћелија, али сада се више поштују.
Глиа штити, негује и изолује неуроне. Они такође играју улогу у имунолошком систему и, као што сада знамо, глимфатичком систему.
Посебно су важни тип глија ћелија познат као астроглија. Рецептори, названи канали аквапорин-4, на овим ћелијама омогућавају цереброспиналној течности (ЦСФ) да се креће у ЦНС, успостављајући струју која тече кроз систем.
ЦСФ је бистра течност која окружује ЦНС, пружајући му, између осталог, механичку и имунолошку заштиту.
Глимфатички систем, који тече паралелно са артеријама, такође користи пулсирање крви у циркулацији да би помогао да се ствари крећу.
Како се крвни судови ритмички шире, они покрећу размену једињења између интерстицијског простора и ликвора.
Глимфатички систем се повезује са лимфним системом остатка тела на дури, дебелом мембраном везивног ткива која покрива ЦНС.
Значај спавања
Након Недергаардиног открића, спровела је низ експеримената на мишевима како би развила боље разумевање како је овај систем функционисао и када је био најактивнији. Тим се посебно фокусирао на спавање и Алцхајмерову болест.
Недергаард и њен тим открили су да је глимфатички систем био најзапосленији док су животиње спавале. Показали су да се запремина интерстицијалног простора повећала за 60% док су мишеви спавали.
Ово повећање запремине такође је подстакло размену ликвора и интерстицијалне течности, убрзавајући уклањање амилоида. Закључили су да:
„Ресторативна функција сна може бити последица појачаног уклањања потенцијално неуротоксичних отпадних производа који се акумулирају у будном стању [ЦНС].“
Овај рани рад инспирисао је талас нових студија, од којих је најновија објављена овог месеца. Истраживачи су проучавали утицај високог крвног притиска на функцију глимфатичког система.
Временом, висок крвни притисак доводи до тога да крвни судови губе еластичност, постају све крутији. Будући да редовно пулсирање артеријских зидова покреће глимфатички систем, ово укрућење омета његову функцију.
Користећи мишји модел хипертензије, научници су показали да укрућење артерија изазвано високим крвним притиском омета начин рада система за одлагање смећа; спречио га је да се ефикасно реши великих молекула у мозгу, попут бета-амилоида.
Ово откриће могло би да објасни зашто су научници пронашли везе између повишеног крвног притиска и когнитивног пада и деменције.
Паркинсонова болест
Паркинсонова болест је још једно стање које карактерише накупљање протеина у мозгу. У овом случају, протеин је алфа-синуклеин.
Ово је навело неке истраживаче да се питају да ли је и глимфатички систем овде умешан.
Код Паркинсонове болести долази до поремећаја у допаминским путевима мозга. Ови путеви играју важну улогу у циклусима сна-будности и циркадијским ритмовима; стога људи са Паркинсоновом болешћу често имају поремећаје спавања.
Преглед објављен у Неуронауке и прегледи о биолошком понашању предлаже да би поремећени обрасци спавања могли да ометају глимфатичко уклањање остатака, укључујући алфа-синуклеин, помажући му да се изгради у мозгу.
Траума мозга
Хронична трауматична енцефалопатија настаје услед поновљених удараца у главу; некад се звао синдром „пијаног ударца“, јер се јавља код боксера.
Симптоми могу укључивати губитак памћења, промене расположења, конфузију и пад когнитивних способности.
Неки истраживачи верују да поремећаји глимфатичког система узроковани траумом мозга могу повећати ризик од развоја хроничне трауматичне енцефалопатије.
Аутори рецензије пишу да су, након трауматичне повреде мозга, „потешкоће са почетком спавања и одржавањем међу најчешће пријављеним симптомима“.
Као што смо видели, ово омета глимфатички клиренс протеина из интерстицијалног простора током спавања.
У исто време, ове врсте повреда могу проузроковати пресељење канала аквапорин-4 - оних важних рецептора на астроглији који су витални за глифатски клиренс - у положај који омета уклањање нежељених протеина из интерстицијалног простора.
Аутори верују да би поремећај овог система могао „пружити једну карику у ланцу објашњења који повезује понављајуће [трауматске повреде мозга] са каснијом неуродегенерацијом“.
Дијабетес
Поред могуће улоге у неуролошким условима, неки истраживачи су истраживали како поремећаји у глимфатичком систему могу бити укључени у когнитивне симптоме дијабетеса.
Научници су показали да дијабетес може утицати на читав низ когнитивних функција, како у раној фази прогресије болести, тако и даље.
Неки истраживачи се питају да ли је и глимфатички систем овде умешан. Студија изведена на мишевима користила је МРИ скенирање да би, између осталих задатака, визуализовала кретање ЦСФ у хипокампусу, делу мозга који је укључен у формирање нових сећања.
Научници су открили да је код мишева са дијабетесом типа 2 чишћење ЦСФ-а „успорено за фактор три“. Такође су пронашли корелацију између когнитивних дефицита и оштећења глимфатичког система - ако се смеће није рашчистило, вештине размишљања су биле отежане.
Старење
Како старимо, одређени ниво когнитивног опадања је готово неизбежан. Укључен је широк спектар фактора, а неки научници верују да би глимфатички систем могао играти улогу.
Студија објављена 2014. истраживала је ефикасност глимфатских система мишева како су старили; аутори су утврдили „драматичан пад ефикасности“.
У прегледу глимфатичког система и његове улоге у болестима и старењу, аутори пишу да смањена активност у систему како старимо може „допринети акумулацији погрешно савијених и хиперфосфорилираних протеина“, повећавајући ризик од неуродегенеративних болести и, можда, погоршавајући когнитивну дисфункцију.
Још увек знамо релативно мало о глимфатичком систему. Међутим, пошто чисти наш најосетљивији и најсложенији орган, вероватно ће донекле утицати на наше целокупно здравље.
Глимфатички систем можда неће садржати одговоре на сва наша питања о неуродегенеративним болестима и шире, али би могао да садржи кључ неких нових занимљивих перспектива.
