Glymfatický systém čistiaci mozog PZ - farmaceutické noviny
Autor: Christina Hohmann-Jeddi/Mozog má efektívny systém na vyplavovanie zvyškov bielkovín a iných odpadových látok: glymfatický systém, ktorý bol ešte pred niekoľkými rokmi neznámy, pumpuje tekutinu mozgom a odstraňuje ju lymfatickými cievami mozgových blán. Poruchy môžu prispievať k neurologickým ochoreniam.
Aj keď mozog váži iba asi 1,5 kg, využíva asi 25 percent celkovej energie tela. Pri tejto vysokej rýchlosti premeny sa tiež produkuje veľké množstvo metabolických produktov a bielkovinového odpadu. Tieto potenciálne toxické látky sa musia účinne odstraňovať. Dlho sa predpokladalo, že mozog nemá lymfatický systém ako zvyšok tela a že odpadové látky pomaly pasívne difundujú z tkaniva do krvných ciev mozgu. Predpokladalo sa, že veľká časť produkovaných proteínových zvyškov sa rozkladá v samotných mozgových bunkách.
"width =" 300 "height =" 250 "/>
V mozgu existuje systém, ktorý efektívne vyplavuje odpad.
Foto: Fotolia/Sergey Nivens
Perivaskulárny priestor
V roku 2012 tím vedený profesorom Dr. Maiken Nedergaard z University of Rochester v americkom štáte New York. Vedci zverejnili svoje zistenia o čistiacom systéme orgánov v časopise „Science Translational Medicine“ (DOI: 10.1126/scitranslmed.3003748). Podľa neurológov sú krvné cievy v mozgu obklopené dutinou nazývanou persivaskulárny priestor, cez ktorý prúdi tekutina. Vnútorná stena tejto dutiny je tvorená endotelovými bunkami krvných ciev, vonkajšia stena je tvorená špeciálnymi doštičkovými rozšíreniami astrocytov, takzvanými koncovými chodidlami astrocytov, ktoré tvoria hustú sieť. Astrocyty v tvare hviezdy patria k gliovým bunkám a v mozgu plnia množstvo dôležitých úloh.
Už dlho je známe, že táto dutina existuje okolo tepien a žíl, píše Nedergaard v článku v časopise Scientific American (marec 2016). Ale funkciu mu nebolo možné priradiť. Ona a jej tím si uvedomili perivaskulárny priestor, pretože koncové nohy astrocytov majú veľké množstvo vodných kanálov - veľkosť buniek v obličkách. Endoteliálne bunky krvných ciev ich nemajú. Vedci mali podozrenie, že dutina slúži ako kanálik pre mozgovomiechový mok, ktorý je pumpovaný mozgom krvným tlakom v tepnách.
Pomocou farbiva a špeciálnej techniky mikroskopu, ktorá umožňuje zobrazovanie živých organizmov, sa vedcom podarilo pozorovať dráhu tekutiny v mozgu myší: subarachnoidálny priestor, priestor medzi dvoma arachnoidálnymi mozgovými blanami a pia mater, sa stáva malou súčasťou CSF, poháňané pulzovou frekvenciou v artériách, sa pumpuje cez perivaskulárny priestor okolo artérií. Odtiaľ môže tekutina prechádzať vodnými kanálmi v koncových nohách do astrocytov, používať ich ako potrubie a nakoniec sa dostať do priestoru medzi bunkami, do intersticiálneho priestoru. Tam zachytáva zvyšky bielkovín, nakoniec sa dostane do perivaskulárneho priestoru okolo žíl a opustí mozog. Nedergaard a jej tím nazvali tento pseudolymfatický systém glymfatický systém - kombináciu výrazov glia a lymfatický systém.
Meninguje lymfatické cievy
"width =" 200 "height =" 154 "/>
Čistiaci systém mozgu pracuje najefektívnejšie počas spánku.
Časť alkoholu v perivaskulárnom priestore pravdepodobne preteká lymfatickými cievami vonkajšej mozgovej blany, ktoré prúdia do krčných lymfatických uzlín. Až v roku 2015 profesor Dr. Objavili to Jonathan Kipnis a kolegovia z Virginskej univerzity („Nature“, DOI: 10.1038/nature14432). Okrem tekutiny môžu meningeálne lymfatické cievy transportovať aj imunitné bunky. Vedci vyhodnotili novoobjavené lymfatické cievy podľa glymfatického systému ako druhú fázu systému zneškodňovania mozgu a špekulovali, že narušenie tohto systému môže prispieť k patológii neurologických chorôb, ako je Alzheimerova choroba, ale aj roztrúsenej sklerózy alebo Parkinsonovej choroby.
Už Nedergaard tušil, že poruchy v čistiacom systéme môžu mať škodlivé účinky na mozog. Dôkazom bol experiment s myšami, ktorých vodné kanály zlyhali kvôli genetickému defektu. Týmto zvieratám trvalo podstatne dlhšie, kým zlikvidovali označený p-amyloid injikovaný do mozgu ako zdravé zvieratá. Narušenie systému zneškodňovania by tak mohlo prispieť k rozvoju Alzheimerovej choroby.
Očista počas spánku
V tejto súvislosti môže hrať úlohu aj spánok, pretože je dnes známe, že glyfatický systém funguje najlepšie počas spánku. Nedergaard má dokonca podozrenie, že preplachovanie mozgu je jedným z dôvodov spánku stavovcov. Je známe, že väčšina pacientov s Alzheimerovou chorobou trpí nespavosťou skôr, ako sa objavia prvé príznaky. Narušený spánok by mohol brániť ukladaniu β-amyloidu a prispievať tak k patogenéze, hovorí Nedergaard.
Kipnisov tím tiež skúmal účinky narušenia glyfatického systému na kognitívne funkcie. Vedci v súčasnosti v časopise „Nature“ uvádzajú, že u modelových myší, ktorých meningeálne lymfatické cievy sú poškodené, je spomalená likvidácia odpadového materiálu z mozgu (DOI: 10.1038/s41586-018-0368-8). Zvieratá tiež vykazujú narušené kognitívne funkcie: narušené je učenie a pamäť. Ďalšie experimenty ukázali, že funkcia menigeálnych lymfatických ciev u zvierat v starobe poklesla, a teda aj čistenie mozgu.
Tento proces by mohol prispieť ku kognitívnemu poklesu v starobe. Dalo by sa to kompenzovať podaním lieku: Keď vedci aplikovali na lebku zvierat hydrogél s rastovým faktorom VEGF-C (vaskulárny endoteliálny rastový faktor-C), účinná látka zväčšila objem meningeálnych lymfatických ciev, zlepšila drenáž a následne kognitívne funkcie zvierat.
Je to prvýkrát, čo sa človeku podarilo zvýšiť výkon pamäte ovplyvnením lymfatického systému mozgu, vysvetľujú vedci. Teraz chcete vyvinúť liek zameraný na lymfatické funkcie mozgu. To by mohlo byť tiež užitočné pre ľudí s vysokým rizikom Alzheimerovej choroby. Alzheimerovu patológiu by bolo ťažké zvrátiť, tvrdí Kipnis v tlačovej správe z Virginskej univerzity. Ale opravou lymfatického systému by sa dalo pravdepodobne oddialiť nástup choroby tak ďaleko, že ju už človek neprežije. /
- K prehľadu medicína.