Lichidele care circulă prin sistemul nervos ar putea ajuta la eliminarea creierului de detritus toxic care duce la tulburările Alzheimer și Huntington

creier

"data-newsletterpromo_article-image =" https://static.scientificamerican.com/sciam/cache/file/CF54EB21-65FD-4978-9EEF80245C772996_source.jpg "data-newsletterpromo_article-button-text = butonul" Înscrieți-vă "data-newsletter -link = "https://www.scientificamerican.com/page/newsletter-sign-up/?origincode=2018_sciam_ArticlePromo_NewsletterSignUp" name = "articleBody" itemprop = "articleBody">

Creierul poate fi un loc dezordonat. Din fericire, are o instalație sanitară bună: oamenii de știință tocmai au descoperit un râu curățător în creier, un flux fluid care ar putea fi înrolat pentru a îndepărta acumularea de proteine ​​asociate cu Alzheimer, Huntington și alte tulburări neurodegenerative.

Cercetătorii, cu sediul la Universitatea din Rochester (U.R.), Universitatea din Oslo și Universitatea Stony Brook, descriu acest nou sistem în revista Science Translational Medicine de astăzi. Studiul se adaugă dovezilor că celulele în formă de stea numite astrocite joacă un rol principal în menținerea sistemului nervos în stare bună de funcționare.

În majoritatea corpului, o rețea de vase transportă limfa, un fluid care elimină excesul de plasmă, celulele moarte din sânge, resturile și alte deșeuri. Dar creierul este diferit. În loc de limfă, creierul este scăldat în lichid cefalorahidian. Cu toate acestea, de zeci de ani, neurologii au presupus că acest fluid pur și simplu transportă deșeuri solubile prin difuzarea lentă a țesuturilor, apoi transportându-și încărcătura din sistemul nervos și în cele din urmă în fluxul sanguin al corpului. Determinarea a ceea ce se întâmplă cu adevărat a fost imposibilă până de curând.

În acest studiu, cercetătorii conduși de U.R. neurologul Maiken Nedergaard a identificat un al doilea sistem de curățare a creierului mai rapid. Nedergaard, un expert în celule cerebrale non-neuronale numite glia, suspectează de multă vreme că aceste celule ar putea juca un rol în curățarea creierului.

Nedergaard și colegii săi au studiat șoareci vii cu găuri găurite în craniu pentru a obține o vedere neobstrucționată. Pentru a vedea cum deșeurile sunt transportate de lichidul cefalorahidian într-un șoarece viu, aceștia au injectat șoarecii cu molecule radioactive care ar putea fi urmărite folosind tehnologia de scanare cu laser.

Călătoria moleculelor a început după ce a fost injectată în spațiul subarahnoidian, o cavitate între membrane care acoperă creierul și măduva spinării. Cercetătorii au observat că, ca un râu, lichidul cefalorahidian transporta aceste molecule rapid de-a lungul unor canale specifice. Celulele gliale de-a lungul exteriorului arterelor formează aceste canale, creând un canal pentru lichidul cefalorahidian care urmează vasele de sânge ale creierului. În plus, cercetătorii au descoperit că aceste celule gliale mediază activitatea canalului, ajutând fluxul de fluid prin canal.

Din canalele de-a lungul arterelor, fluidul care poartă trasorul trece apoi prin țesuturile creierului. La celălalt capăt al țesuturilor, acesta curge în canale similare de-a lungul venelor. Lichidul urmează aceste vene, apoi fie se întoarce în spațiul subarahnoidian, pătrunde în sânge, fie se scurge în cele din urmă în sistemul limfatic al corpului. Cercetătorii au botezat rețeaua cu sistemul „glimfatic”, un semn din cap atât pentru celulele gliale, cât și pentru similitudinea funcțională a acestuia cu sistemul limfatic.

U.R. neurologul și autorul principal Jeff Iliff notează mai multe surprize în studiu: „Nu credeam că vom vedea aceste jeturi de lichide trecând prin creier”, spune Iliff. În plus, el explică faptul că concepția anterioară a rolului lichidului cefalorahidian în îndepărtarea deșeurilor a sugerat că procesul era unidirecțional, trimitând fluidul purtător de particule din creier în corp. În schimb, au observat o reciclare, până la 40% din fluid revenind în creier.

Ca un test al muncii lor, cercetătorii au injectat proteine ​​numite beta amiloid în creierul șoarecilor. În Alzheimer, această proteină - prezentă în toate creierele sănătoase - se poate acumula și aglomera, transformându-se în placă care dăunează celulelor. Cercetătorii au comparat șoarecii cu un sistem glifatic normal cu cei cu o genă cu handicap care a împiedicat celulele gliale să asiste în fluxul de lichide. Au descoperit că la șoarecii normali, proteina s-a eliminat rapid din creier de-a lungul acestor canale, dar îndepărtarea amiloidului s-a diminuat la animalele modificate de genă.


Iliff face ipoteza că un sistem glifatic defect poate fi vinovat pentru supra-acumularea proteinelor observate în Alzheimer, scleroza laterală amiotrofică, Huntington și alte tulburări neurodegenerative - și studii ulterioare pot chiar să arate o modalitate de a elimina aceste aglomerări.

Jaleel Miyan, neurobiolog la Universitatea Manchester din Anglia, care nu a participat la această cercetare, a subliniat semnificația acestei descoperiri prin caracterizarea analogiei cu sistemul limfatic ca fiind inadecvată: „Ceea ce au demonstrat este de fapt mult mai extins și mai important pentru CSF [lichidul cefalorahidian] biologie. " Studiul clarifică discrepanțele din cercetările anterioare și poate duce la o mai bună înțelegere a funcționării sistemului glimfatic ca un posibil demachiant al toxinelor neuronale care inevitabil se acumulează și provoacă daune pe măsură ce îmbătrânim.