Purificarea sistemului glifatic al creierului PZ - Ziar farmaceutic
De Christina Hohmann-Jeddi/Creierul are un sistem eficient de eliminare a reziduurilor de proteine și a altor materiale reziduale: sistemul glifatic, care nu era cunoscut până acum câțiva ani, pompează fluidul prin creier și îl elimină prin vasele limfatice ale meningelor. Tulburările pot contribui la boli neurologice.
Deși creierul cântărește doar aproximativ 1,5 kg, folosește aproximativ 25 la sută din energia totală a corpului. La această rată de rotație ridicată, se produc și cantități mari de produse metabolice și deșeuri de proteine. Aceste substanțe potențial toxice trebuie îndepărtate eficient. Pentru o lungă perioadă de timp s-a presupus că creierul nu are un sistem limfatic ca restul corpului și că materialele reziduale se difuzează lent pasiv din țesut în vasele de sânge ale creierului. S-a presupus că o mare parte din reziduurile de proteine produse sunt defalcate în celulele creierului.
"width =" 300 "height =" 250 "/>
În creier există un sistem care elimină eficient deșeurile.
Foto: Fotolia/Sergey Nivens
Spațiul perivascular
În 2012, o echipă condusă de profesorul Dr. Maiken Nedergaard de la Universitatea Rochester din statul american New York. Cercetătorii și-au publicat concluziile privind sistemul de curățare a organelor în revista „Science Translational Medicine” (DOI: 10.1126/scitranslmed.3003748). Potrivit neurologilor, vasele de sânge din creier sunt înconjurate de o cavitate numită spațiul persivascular prin care curge fluidul. Peretele interior al acestei cavități este alcătuit din celulele endoteliale ale vaselor de sânge, peretele exterior este format din extensii speciale în formă de plăci ale astrocitelor, așa-numitele picioare terminale ale astrocitelor, care formează o rețea densă. Astrocitele în formă de stea aparțin celulelor gliale și îndeplinesc o serie de sarcini importante în creier.
De mult timp se știe că această cavitate există în jurul arterelor și venelor, scrie Nedergaard într-un articol din revista Scientific American (martie 2016). Dar nu i s-a putut atribui o funcție. Ea și echipa ei au devenit conștienți de spațiul perivascular, deoarece picioarele terminale ale astrocitelor au un număr mare de canale de apă - dimensiunea celulelor din rinichi. Celulele endoteliale ale vaselor de sânge nu le au. Cercetătorii au suspectat că cavitatea servește drept conductă pentru lichidul cefalorahidian, care este pompat prin creier de tensiunea arterială din artere.
Cu ajutorul unui colorant și a unei tehnici speciale de microscop care permite imagistica organismelor vii, cercetătorii au reușit să observe calea fluidului din creierul șoarecilor: spațiul subarahnoidian, un spațiu între cele două meningi arahnoide și pia mater, devine o mică parte a LCR, condus de frecvența pulsului în artere, este pompat prin spațiul perivascular din jurul arterelor. De acolo, fluidul poate trece prin canalele de apă din picioarele terminale în astrocite, le poate folosi ca conductă și, în cele din urmă, poate ajunge în spațiul dintre celule, spațiul interstițial. Acolo preia reziduurile de proteine, intră în cele din urmă în spațiul perivascular din jurul venelor și părăsește creierul. Nedergaard și echipa ei au numit acest sistem pseudolimfatic sistemul glifatic - o combinație a termenilor sistem glia și limfatic.
Meningele vaselor limfatice
"width =" 200 "height =" 154 "/>
Sistemul de curățare a creierului funcționează cel mai eficient în timpul somnului.
O parte din LCR care se află în spațiul perivascular curge probabil prin vasele limfatice ale meningelor externe dur mater, care se deschid în ganglionii limfatici cervicali. Că această meningă are și vase limfatice a fost confirmată abia în 2015 de profesorul Dr. Jonathan Kipnis și colegii de la Universitatea din Virginia au descoperit („Nature”, DOI: 10.1038/nature14432). Pe lângă fluid, vasele limfatice meningeale pot transporta și celule imune. Cercetătorii au evaluat vasele limfatice recent descoperite în funcție de sistemul glimfatic ca a doua etapă a sistemului de eliminare a creierului și au speculat că o perturbare a acestui sistem poate contribui la patologia bolilor neurologice, cum ar fi Alzheimer, dar și scleroza multiplă sau boala Parkinson.
Nedergaard bănuise deja că tulburările din sistemul de curățare ar putea avea efecte nocive asupra creierului. Acest lucru a fost indicat de un experiment cu șoareci ale căror canale de apă au eșuat din cauza unui defect genetic. Aceste animale au luat mult mai mult timp pentru a arunca β-amiloidul marcat injectat în creier decât animalele sănătoase. O întrerupere a sistemului de eliminare ar putea contribui astfel la dezvoltarea bolii Alzheimer.
Curățarea în timp ce dormi
Somnul poate juca, de asemenea, un rol în acest context, deoarece se știe acum că sistemul glimfatic funcționează cel mai bine în timpul somnului. Nedergaard chiar suspectează că spălarea creierului este unul dintre motivele pentru care vertebratele dorm. La pacienții cu Alzheimer se știe că majoritatea dintre ei suferă de insomnie înainte de apariția primelor simptome. Somnul deranjat ar putea împiedica eliminarea β-amiloidului și astfel ar putea contribui la patogenie, spune Nedergaard.
Echipa lui Kipnis a investigat, de asemenea, efectele unei perturbări a sistemului glifatic asupra funcțiilor cognitive. Cercetătorii raportează în prezent în revista „Nature” că la șoarecii model ale căror vase limfatice meningeale sunt deteriorate, eliminarea deșeurilor din creier este încetinită (DOI: 10.1038/s41586-018-0368-8). Animalele prezintă, de asemenea, funcții cognitive afectate: învățarea și memoria sunt tulburate. Alte experimente au arătat că funcția vaselor limfatice menigeale la animale a scăzut la bătrânețe și, astfel, și curățarea creierului.
Acest proces ar putea contribui la declinul cognitiv la bătrânețe. Acesta ar putea fi compensat prin administrarea unui medicament: atunci când cercetătorii au aplicat un hidrogel cu factor de creștere VEGF-C (Vascular Endothelial Growth Factor-C) pe craniul animalelor, ingredientul activ a extins volumul vaselor limfatice meningeale, a îmbunătățit drenajul și în în consecință funcțiile cognitive ale animalelor.
Este pentru prima dată când se poate crește performanța memoriei prin influențarea sistemului limfatic al creierului, explică cercetătorii. Acum doriți să dezvoltați un medicament care vizează funcția vasului limfatic al creierului. Acest lucru ar putea fi util și pentru persoanele cu risc crescut de boală Alzheimer. Patologia Alzheimer ar fi dificil de inversat, spune Kipnis într-un comunicat de presă de la Universitatea din Virginia. Dar, reparând sistemul limfatic, s-ar putea amâna apariția bolii atât de departe încât să nu se mai experimenteze. /
- La medicina de ansamblu.