В ходе крупного открытия исследователи из Медицинского центра Университета Рочестера (URMC) обнаружили систему первичной очистки, отвечающую за защиту мозга от токсинов и вредных веществ. Их исследования показали, что эта очистительная система, названная глимфатической, является наиболее активной во время сна.
«Мозг может очищать себя более организованным образом и в куда больших объемах, чем предполагали более ранние исследования», — пояснил старший автор Майкен Недергаард.
Недергаард и ее коллеги также надеются, что это исследование может дать важную информацию о таких влияющих на мозг состояниях, как черепно-мозговые травмы, инсульт, болезни Паркинсона или Альцгеймера.
Выносить мусор
В своей статье исследователи также углубились в молекулярные механизмы, лежащие в основе «глимфатической системы», а особенно к ее основным компонентам, глиальным клеткам. В названии также упоминается лимфатическая система, еще одна первичная система очистки, состоящая из тонких трубок и лимфатических узлов.
Одна из основных функций этой системы — транспортировка жидкости, содержащей иммунные клетки, борющиеся с инфекциями, по всему телу для лучшей защиты от инфекций и болезней. Разрабатывая механизмы, лежащие в основе глимфатической системы, исследователи объяснили, что мозг использует глиальные клетки для защиты, питания и изоляции нейронов.
В частности, считается, что глиальная клетка, называемая астроглия, является наиболее важной среди этих клеток, поскольку она создает поток спинномозговой жидкости (CSF) вокруг мозга. CSF является неотъемлемой частью здоровья и структуры мозга, поскольку обеспечивает иммунную защиту мозга. Также считается, что он играет ключевую роль в очищении тканей мозга, поскольку помогает очистить мозг от токсинов и других вредных веществ. CSF также играет важную роль в транспортировке питательных веществ в мозг.
Глиальные клетки помогают перекачивать спинномозговую жидкость в мозг по каналам, окружающим артерии, очищая ткань мозга перед тем, как собираться в каналы, а затем выводиться из мозга. В целом, этот процесс не дает «мусору» в мозгу объединяться в бляшки, что в дальнейшем приводит к неврологическим состояниям.
Соавтор Джеффри Илифф обнаружил, что глимфатическая система отвечает за избавление более чем от половины белков бета-амилоида в мозге мышей в нормальных условиях. Бета-амилоиды — белки, которые слипаются в бляшки в мозге пациентов с болезнью Альцгеймера.
Илифф отмечает, что эти результаты предполагают, что, если глимфатическая система не может очистить мозг должным образом из-за старения или травм мозга, токсины могут накапливаться в мозге и вызывать неврологические состояния.
По этой причине важно понимать ключевых игроков и процессы, которые поддерживают работу глимфатической системы. Таким образом, ученые могли бы лучше понять патогенез неврологических состояний и разработать более эффективные методы их лечения.
Глимфатическая система может быть связана со сном
Результаты работы Недергаарда также показали, что глиальные клетки наиболее эффективны во время сна. Фактически, эксперименты на животных, проведенные Недергаард и ее командой, показали, что глимфатическая система устраняет 60 процентов белков бета-амилоида в мозге мышей во время сна. Основываясь на этих данных, команда пришла к выводу, что восстановительная функция сна может быть связана с глимфатической системой.
В отдельном исследовании группа ученых использовала мышиную модель высокого кровяного давления, чтобы изучить, мешает ли это состояние очищающей функции глимфатической системы. Оказалось, что высокое кровяное давление действительно мешает глиальным клеткам избавляться от белков бета-амилоида. Недавние исследования на животных также показали, что у мышей с диабетом была нарушена глимфатическая система, что, в свою очередь, привело к нарушению когнитивных способностей. Взятые вместе, эти исследования подчеркивают важную роль глимфатической системы в поддержании оптимального здоровья мозга и минимизации риска неврологических состояний.
