Hogyan viszi ki az agyad a szemetet?
Ebben a reflektorfényben bemutatjuk a glymfatikus rendszert: az agy dedikált hulladékürítési rendszerét. Most különböző körülmények között érintett, itt az ideje, hogy megismerkedjünk.
Sokan ismerjük viszonylag a nyirokrendszert; számos szerepet tölt be, amelyek közül az egyik az anyagcsere-hulladék eltávolítása a sejtek közötti résekből, amelyet intersticiális térnek neveznek.
Az agyat és a gerincvelőt magában foglaló központi idegrendszer (CNS) azonban nem rendelkezik valódi nyirokerekkel.
Mivel a központi idegrendszer nagyon aktív, az anyagcsere-hulladék gyorsan felhalmozódhat.
A központi idegrendszer is nagyon érzékeny a környezete ingadozásaira, ezért a testnek valahogy el kell távolítania a sejtes szemetet, és itt jön be a glymfatikus rendszer.
Az agyalapú szeméttároló rendszer felfedezése előtt a tudósok úgy vélték, hogy minden egyes sejt kezeli a saját anyagcseréjét.
Ha a sejtrendszer az életkor előrehaladtával túlterhelődik vagy lelassul, anyagcsere-szemét képződik a sejtek között. Ez a szemét olyan termékeket tartalmaz, mint a béta-amiloid - az Alzheimer-kórhoz kapcsolódó fehérje.
Astroglia
A „glymphatic” kifejezést Maiken Nedergaard, a rendszert felfedező dán idegtudós találta ki. A név utal a gliasejtekre, amelyek létfontosságúak ennek a hulladékkezelési rendszernek.
A gliasejtek viszonylag kevés lefedettséget kapnak, összehasonlítva az idegsejtekkel, annak ellenére, hogy ugyanolyan sok van az agyban. Régóta alig tartják őket alacsonyabb támogató sejteknek, de ma már nagyobb figyelmet fordítanak rájuk.
Glia védi, táplálja és szigeteli az idegsejteket. Az immunrendszerben és, mint ma már tudjuk, a glymfatikus rendszerben is szerepet játszanak.
Különösen fontos egy olyan gliasejt-típus, amely astroglia néven ismert. Ezen akvatorin-4 csatornáknak nevezett receptorok ezeken a sejteken lehetővé teszik a cerebrospinalis folyadék (CSF) bejutását a központi idegrendszerbe, áramot állítva fel, amely a folyadékot a rendszeren keresztül juttatja el.
A CSF egy tiszta folyadék, amely körülveszi a központi idegrendszert, többek között mechanikai és immunológiai védelmet nyújtva számára.
Az artériákkal párhuzamosan futó glymfatikus rendszer a keringésben lévő vér lüktetését is felhasználja, hogy elősegítse a dolgok mozgását.
Amint az erek ritmikusan tágulnak, hajtják a vegyületek cseréjét az interstitialis tér és a CSF között.
A glymfatikus rendszer összekapcsolódik a test többi részének nyirokrendszerével a duránál, amely egy vastag kötőszöveti membrán, amely elfedi a központi idegrendszert.
Az alvás fontossága
Nedergaard felfedezését követően egereken végzett kísérletsorozatot folytatott, hogy jobban megértse, hogyan működik ez a rendszer és mikor a legaktívabb. Különösen az alvásra és az Alzheimer-kórra összpontosított a csapat.
Nedergaard és csapata azt találta, hogy a glymfatikus rendszer az állatok alvásakor volt a legforgalmasabb. Megmutatták, hogy az intersticiális tér térfogata 60% -kal nőtt, miközben az egerek aludtak.
Ez a térfogatnövekedés a CSF és az interstitialis folyadék cseréjét is fellendítette, felgyorsítva az amiloid eltávolítását. Arra a következtetésre jutottak, hogy:
"Az alvás helyreállító funkciója az éber állapotban felhalmozódó potenciálisan neurotoxikus salakanyagok fokozott eltávolításának következménye lehet."
Ez a korai munka új tanulmányok hullámát inspirálta, amelyek közül a legutóbbi ebben a hónapban jelent meg. A kutatók megvizsgálták a magas vérnyomás hatását a glymfatikus rendszer működésére.
Idővel a magas vérnyomás miatt az erek elveszítik rugalmasságukat, egyre merevebbé válnak. Mivel az artériás falak szabályos pulzálása vezérli a glymfatikus rendszert, ez a merevítés akadályozza működését.
A magas vérnyomás egérmodelljének felhasználásával a tudósok kimutatták, hogy a magas vérnyomás okozta artériamerevedés valóban befolyásolja a szemétlerakó rendszer működését; megakadályozta, hogy hatékonyan megszabaduljon az agy nagy molekuláitól, például a béta-amiloidtól.
Ez a megállapítás segíthet megmagyarázni, miért találtak összefüggést a tudósok az emelkedett vérnyomás, a kognitív hanyatlás és a demencia között.
Parkinson kór
A Parkinson-kór egy másik állapot, amelyet a fehérje felhalmozódása jellemez az agyban. Ebben az esetben a fehérje alfa-szinuklein.
Ez arra késztette néhány kutatót, hogy vajon a glymfatikus rendszer itt is érintett lehet-e.
Parkinson-kórban az agy dopamin-útvonalai megszakadnak. Ezek az utak fontos szerepet játszanak az alvás-ébrenlét ciklusokban és a cirkadián ritmusokban; ezért a Parkinson-kórban szenvedők gyakran alvászavarokat tapasztalnak.
Ben megjelent áttekintés Idegtudományi és biológiai viselkedési vélemények azt javasolja, hogy a megzavarodott alvási szokások akadályozhatják a törmelék, beleértve az alfa-szinukleint is, glymphaticus eltávolítását, elősegítve annak felépülését az agyban.
Agy trauma
A krónikus traumás encephalopathia a fej ismételt ütéséből származik; régen „puncs-részeg” szindrómának hívták, mert a bokszolókban fordul elő.
A tünetek között szerepelhet memóriavesztés, hangulatváltozások, zavartság és kognitív hanyatlás.
Egyes kutatók úgy vélik, hogy az agyi traumák okozta glimfatikus rendszer zavarai növelhetik a krónikus traumás encephalopathia kialakulásának kockázatát.
A felülvizsgálat szerzői azt írják, hogy egy traumás agysérülést követően "az alvás kialakulásának és fenntartásának nehézségei a leggyakrabban jelentett tünetek közé tartoznak."
Amint láttuk, ez alvás közben megzavarja a fehérjék glymfatikus eltávolítását az intersticiális térből.
Ugyanakkor az ilyen típusú sérülések az aquaporin-4 csatornák - az asztroglia azon fontos receptorainak áthelyezését okozhatják, amelyek létfontosságúak a glymfatikus clearance számára - olyan helyzetbe hozhatják, amely akadályozza a szemétfehérjék eltávolítását az intersticiális térből.
A szerzők úgy vélik, hogy ennek a rendszernek a megzavarása „egy kapcsolatot biztosíthat a magyarázó láncban, amely összekapcsolja az ismétlődő [traumás agysérülést] a későbbi neurodegenerációval”.
Cukorbetegség
A neurológiai körülmények között betöltött lehetséges szerepen túl néhány kutató azt vizsgálta, hogy a glimfatikus rendszer zavarai hogyan kapcsolódhatnak a cukorbetegség kognitív tüneteihez.
A tudósok kimutatták, hogy a cukorbetegség számos kognitív funkciót érinthet, mind a betegség előrehaladásának korai szakaszában, mind a továbbiakban.
Egyes kutatók azt kérdezik, hogy a glymfatikus rendszer itt is érintett lehet-e. Az egereken végzett vizsgálat MRI-vizsgálatokat használt a CSF mozgásának vizualizálására a hippokampuszban, az agy azon részében, amely új emlékek kialakításában vesz részt, többek között.
A tudósok megállapították, hogy a 2-es típusú cukorbetegségben szenvedő egereknél a CSF kiürülése „háromszorosára lassult”. Összefüggést találtak a kognitív deficitek és a glymfatikus rendszer károsodása között - ha a szemetet nem ürítették ki, akkor a gondolkodási képességek gátat szabtak.
Öregedés
Az életkor előrehaladtával a kognitív hanyatlás bizonyos szintje szinte elkerülhetetlen. A tényezők széles skálája van, és egyes tudósok úgy vélik, hogy a glymfatikus rendszer szerepet játszhat.
Egy 2014-ben publikált tanulmány az egerek glymphaticus rendszereinek hatékonyságát vizsgálta öregedésük során; a szerzők „a hatékonyság drámai csökkenését” tapasztalták.
A glimfatikus rendszer, valamint a betegségekben és az öregedésben betöltött szerepének áttekintése során a szerzők azt írják, hogy az életkor előrehaladtával a rendszerben bekövetkező csökkent aktivitás „hozzájárulhat a rosszul összehajtott és hiperfoszforilezett fehérjék felhalmozódásához”, növelve a neurodegeneratív betegségek kockázatát, és talán, súlyosbítja a kognitív diszfunkciót.
Még mindig viszonylag keveset tudunk a glifatikus rendszerről. Mivel azonban megtisztítja a legérzékenyebb és legösszetettebb szervünket, valószínűleg bizonyos mértékig befolyásolja általános egészségi állapotunkat.
A glimfatikus rendszer nem feltétlenül tartalmaz választ a neurodegeneratív betegségekkel és azon túlmutató összes kérdésünkre, de kulcsot jelenthet érdekes új szempontokhoz.
