«Мусороуборочная машина мозга» может содержать ключ к болезни Альцгеймера

Используя передовую технологию под названием двухфотонная микроскопия, медики сумели пристальнее заглянуть в глубины мозга и обнаружить там неизвестную ранее систему удаления отходов.

Она получила название глимфатическая система, поскольку является плодом взаимодействия лимфатической системы с клетками астроцитарной глии.

Открытие может дать возможность определить новые цели для лекарственных препаратов и методы лечения нейродегенеративных заболеваний.

Но обо всем по порядку.

Исследователи из медицинского центра при Университете Рочестера опубликовали в журнале Science работу, в которой рассказано об открытии системы, посредством которой мозг удаляет ненужные органические остатки процесса своего функционирования.

Это знание может стать инструментом лечения неврологических нарушений, таких как болезнь Альцгеймера. Медики полагают, что некоторые подобные заболевания являются следствием неправильного функционирования этой системы.

«Почти все нейродегенеративные заболевания связаны с накоплением отходов функционирования клеток», рассказывает доктор медицины, автор статьи в Science Майкен Недергаард (Maiken Nedergaard). «Понимание и нахождение способа регулирования системы мозга для устранения токсичных отходов может указать на новые пути лечения этих болезней».

Организм охраняет мозг как настоящую крепость, окружая его сложной системой пропускных постов, которые контролируют, какие молекулы могут войти и выйти. Этот барьер между кровью и мозгом впервые был описан ещё в 19-м веке, но только теперь учёные начинают понимать динамику функционирования этих процессов. Сложная сеть удаления отходов, которую назвали глимфатическая система (glymphatic system), была описана исследователями из Рочестера только в августе прошлого года в журнале Science Translational Medicine.

Удаление отходов является важным биологическим процессом, которую почти по всему организму выполняет лимфатическая система – кровеносная сеть органов и сосудов. Однако эта система не имеет доступа в мозг, поэтому исследователи никогда не понимали до конца, как мозг управляется с отходами своей жизнедеятельности. Некоторые учёные даже полагали, что побочные продукты деятельности мозга «перерабатываются» для многократного использования.

Одной из причин того, что глимфатическая система долго избегала разгадки, является тот факт, что она не может быть зафиксирована в образцах тканей мозга. Поэтому ключом к её обнаружению стало изобретение новой технологии визуального изображения, названной двухфотонной микроскопией. Она даёт учёным возможность глубже заглянуть внутрь живого мозга. Используя технологию на мышах, мозг которых во многом похож на человеческий, Недергаард с коллегами смогли наблюдать и документировать аналог распространённой внутри мозга «сантехнической системы», ответственной за удаление отходов.

Мозг окружён мембраной под названием паутинная оболочка и погружен в спинномозговую жидкость. Эта жидкость попадает внутрь теми же путями, что и кровеносные артерии. Данная параллельная система схожа с «трубой внутри трубы», внутренняя из которых несёт кровь, а внешняя спинномозговую жидкость. Она попадает внутрь тканей мозга посредством системы каналов, контролируемых поддерживающими клетками астроцитарной глии - астроцитами. Поэтому термин «глимфатический» основан на сочетании двух слов – глия и лимфатический.

Спинномозговая жидкость протекает через ткани мозга на большой скорости, сметая избыточные белки и другие отходы. Ток жидкости и отходов связан с параллельной системой вен, которая выносит «шлаки» за пределы мозга вниз по позвоночнику, где они передаются в распоряжение лимфатической системы, далее в печень, где и расщепляются.

Открытие глимфатической системы решило старую загадку, помогая понять процесс удаления отходов, как при нормальном функционировании, так и при нарушениях работы системы. Оно несёт с собой и практические преимущества при лечении неврологических заболеваний.

Одним из известных явлений при болезни Альцгеймера является накопление в мозге белка бета-амилоида. Со временем эти белки достигают такой плотности, что фиксируются в виде бляшек при сканировании мозга. Понимание роли глимфатической системе при неспособности мозга расщеплять и устранять эти белки может указать путь к новым видам лекарств; например, можно ли манипулировать астроцитами для подачи команды на удаление отходов.

«Идея того, что заболевания типа болезни Альцгеймера, связанные с «загрязнением мозга», являются следствием нарушения функционирования глимфатической системы в процессе старения является совершенно новым взглядом на неврологические болезни. Теперь мы имеем новые цели для потенциального роста эффективности механизма очистки и борьбы с этими заболеваниями».

medbe.ru