Как мозъкът изхвърля отпадъците

През деня в мозъка ни се натрупват множество вредни метаболитни продукти. Но как мислещият орган се отървава от този молекулярен боклук? Широко разпространено е мнението, че както в останалата част на тялото това може да се случи чрез специфични лимфни съдове. Ново проучване сега потвърждава тази теория. Според това лимфните съдове в основата на черепа играят роля при отстраняването на течности и молекули от мозъка. Въпреки това, тяхната функция изглежда намалява с увеличаване на възрастта - това може да обясни развитието на заболявания като болестта на Алцхаймер, според екипа.

За да функционира безпроблемно, мозъкът ни трябва да се „почиства“ редовно: особено когато спим, изхвърлянето на боклука на нашия мислещ орган работи с пълна скорост и изхвърля молекулярните отпадъци. Но как точно работи? В останалата част от нашето тяло лимфната система играе решаваща роля в такива процеси. Излишната течност и вещества, които вече не са необходими, като протеини, се източват от тъканите и органите по този начин. На мозъка, от друга страна, липсва класическата система за лимфен дренаж - поне така дълго мислеха изследователите. Преди няколко години обаче те откриха лимфни съдове и в менингите. Все пак дали и по какъв път отпадъците от мозъка се транспортират през тези съдове остава въпрос на спор.

Лимфни съдове в мозъчните обвивки

Както обясняват учените, работещи с Джи Хун Ан от Корейския напреднал институт за наука и технологии в Теджон, това се дължи и на факта, че досега са изследвани само някои от тези менингеални лимфни съдове. „Лимфните съдове в основата на черепа например досега са били до голяма степен неизследвани“, пишат те. Това е точно това, което изследователите сега са променили. За да научат повече за системата за почистване на мозъка, те се обърнаха към менингеалните лимфни съдове в основата на черепа на мишките. С помощта на багрило и специална техника на микроскоп те успяха да направят структурите на съдовете видими в детайли. Резултатите разкриха, че за разлика от сравнително добре проучените лимфни съдове в горната част на черепа, базалните лимфни съдове имат редица свойства, които улесняват както поемането, така и оттичането на течността.

Например изследователският екип откри, че ендотелните клетки, които изграждат стените на разклонените съдове, подобни на капиляри, са само слабо свързани помежду си - и че това позволява течността да се абсорбира. В допълнение, както е известно от лимфната система в останалата част на тялото, изглежда има така наречените предварителни колектори, които събират течност от няколко лимфни съда и след това я транспортират. Тези конструкции имат клапи, които предотвратяват обратния поток и позволяват на течността да тече непрекъснато в една посока. Друга подробност, която говори за основната роля на базалните лимфни съдове във връзка с изхвърлянето на боклука в мозъка: Само те са достатъчно близо до така нареченото субарахноидно пространство между двете мозъчни обвивки арахноидална и пиа матер - пространството, в което мозъчната вода циркулира.

Значение за болестта на Алцхаймер?

Структурните особености показват, че лимфните съдове участват в отстраняването на отпадъците от мисловния орган - решаващото доказателство обаче идва само от по-нататъшен експеримент. За целта учените въведоха контрастна среда в субарахноидалното пространство на плъхове, което беше изпълнено с цереброспинална течност и по този начин успяха да наблюдават пътя на течността. Всъщност се оказа, че контрастната среда може скоро да бъде открита в лимфните съдове на основата на черепа и оттам да мигрира по-нататък в дълбоко разположените лимфни възли на шията. Следователно според екипа е ясно, че базалните, менингеални лимфни съдове представляват основния път за отстраняване на отпадъчните материали от мислещия орган в периферната лимфна система.

Тези знания вече биха могли да предоставят и нова информация за невродегенеративните заболявания като болестта на Алцхаймер. Екипът на Ан установява, че с увеличаване на възрастта базалните лимфни съдове при мишки изглежда се променят и функционират по-слабо. Интересното при него: Типична характеристика на болестта на Алцхаймер е отлагането на патологично променени протеини в мозъка. Учените подозират, че отстраняването на протеини и други големи молекули, които се влошават в напреднала възраст, може да играе роля в развитието на болестта. „Все още не разбираме достатъчно добре как течността попада в базалните лимфни съдове и как те си сътрудничат с другите системи, които премахват отпадъците от централната нервна система“, коментира Taija Mäkinen от университета в Упсала в списание Nature. "Въпреки това, откриването на точните пътища за отводняване на течности от мозъка е важна стъпка в разбирането как мозъкът събира боклука."

Източник: Ji Hoon Ahn (Korea Advanced Institute of Science and Technology, Daejeon) et al., Nature, doi: 10.1038/s41586-019-1419-5