Вчені виявляють, як мозок підтримує чистоту

Кожен орган утворює відходи, і мозок не є винятком. Але на відміну від решти нашого тіла, у нього немає лімфатичної системи, мережі судин, які фільтрують сміття. Тепер нове дослідження мозку мишей підказує, як наші обробляють відходи: швидко перекачуючи рідину по зовнішній стороні судин, буквально вимиваючи відходи. Отримані дані можуть натякати на те, як такі хвороби, як хвороба Альцгеймера, розвиваються та можуть лікуватися.

Нам усім потрібно очистити голову, іноді буквально - і тепер вчені дізналися, як працює наша неврологічна сантехнічна система.

Кожен орган утворює відходи, і мозок не є винятком. Але на відміну від решти нашого тіла, у нього немає лімфатичної системи, мережі судин, які фільтрують сміття. Тепер нове дослідження мозку мишей підказує, як наші обробляють відходи: швидко перекачуючи рідину по зовнішній стороні судин, буквально вимиваючи відходи. Результати, про які повідомляється 15 серпня в Science Translational Medicine, можуть натякнути на те, як такі хвороби, як хвороба Альцгеймера, розвиваються і можуть лікуватися.

"Якщо ви подивитесь на загальну масу лімфатичної системи, ви побачите велику порожнечу в мозку", - сказав невролог Джеффрі Іліфф з Медичного центру Університету Рочестера. Він та його колеги виявили це загадкою, враховуючи, наскільки активний мозок і наскільки він чутливий до накопичення сміття.

Вчені давно підозрювали, що відходи мозку потрапляють у ліквор, який амортизує мозок всередині черепа. У 1980-х роках деякі дослідники припустили, що рідина може закачуватися в мозок, щоб промити її, а потім відкачувати знову. Інші дослідники не були переконані.

Завдяки новим методам візуалізації, які дозволили заглянути всередину мозку живої миші, команда Іліффа побачила процес у дії. Спинномозкова рідина текла вздовж зовнішньої сторони кровоносних судин, проходячи через мережу трубоподібних білкових структур. Рідина підбирала відходи, які накопичувались між клітинами, а потім витікали через великі вени.

"Ці експерименти підтверджують потужний" переважний струм "ліквору в позаклітинному просторі мозку, який ефективно очищає метаболічні сміття", - сказав невролог Брюс Ренсом з Вашингтонського університету, який не був пов'язаний з дослідженням.

Група Іліффа продовжила демонструвати, що мозок мишей без цих каналів погано очищав відходи, включаючи амілоїдний білок, накопичення якого пов'язане з хворобою Альцгеймера. Вони очищали відходи на 70 відсотків повільніше, ніж миші, що мають канали.

Здоровий мозок нормально виробляє амілоїд, але ця система часто його очищає, підозрюють дослідники. У мозку Альцгеймера "він накопичується і нарощується і нарощується, поки врешті не утворює бляшки, які можуть закупорити мозок", - сказав Іліфф.

Теоретично ви можете запобігти або уповільнити це накопичення, покращивши систему промивання мозку. "Головне в тому, що ми повинні знайти спосіб" підключити "систему", - сказав Іліфф. Це також може стосуватися інших захворювань мозку, таких як хвороба Паркінсона або інсульт.

Іліфф та його колеги використовували комбінацію старих та нових методів візуалізації для візуалізації циркуляції рідини. Стандартний метод передбачає введення індикатора хімічної речовини в зріз тканини мозку, освітлення його світлом і спостереження за його флуоресценцією (вгорі праворуч). Але цей метод забезпечує лише знімки мертвих мозків. За допомогою нової техніки, яка називається двофотонною візуалізацією, яка може виявити флуоресцентні індикатори, які потрапили лише з двома фотонами з низькою енергією, дослідники могли побачити глибоко в мозку живої миші.

Потрібні додаткові дослідження, щоб повністю зрозуміти, як працює система відходів в мозку людини, яку неможливо вивчити так просто, як миші. Однак висновки важливі, сказав Ренсом. "Після десятиліть невизначеності щодо руху ліквору в мозку ми нарешті знаємо, в який бік дме вітер", - сказав він.

Цитата: "Параваскулярний шлях полегшує перетікання ліквору через мозкову паренхіму та очищення інтерстиціальних розчинених речовин, включаючи амілоїд β". Джеффрі Дж. Іліфф, Мінгхуан Ван, Йонхун Ляо, Бенджамін А. Плогг, Вейгуо Пен, Георг А. Гундерсен, Хелен Бенвеністе, Г. Едвард Вейтс, Рашид Дін, Стівен А. Голдман, Ерленд А. Нагелхус, Майкен Недергаард. Science Translational Medicine, Vol. 4 випуск 147, 15 серпня 2012 р.