logo

Пользовательского поиска

Tuesday 20th of November 2018

Астроциты образуют глимфатическую систему головного мозга

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 2
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Болезнь Альцгеймера
Автор: Administrator   
16.08.2012 19:19

 

Артерия в мозге мыши. Зеленым показана спинномозговая жидкость в канале с внешней стороны артерии. Если глимфатическая система не в состоянии должным образом очищать мозг, будь то вследствие нормального процесса старения или в ответ на травму головного мозга, отходы могут начать накапливаться. Возможно, именно это происходит с отложениями бета-амилоида при болезни Альцгеймера.

 

Артерия в мозге мыши. Зеленым показана спинномозговая жидкость в канале с внешней стороны артерии. Если глимфатическая система не в состоянии должным образом очищать мозг, будь то вследствие нормального процесса старения или в ответ на травму головного мозга, отходы могут начать накапливаться. Возможно, именно это происходит с отложениями бета-амилоида при болезни Альцгеймера. (Фото: University of Rochester Medical Center)

 

 

 

Неизвестная ранее «дренажная» система, быстро удаляющая ненужные и токсичные продукты метаболизма из головного мозга, обнаружена неврологами Медицинского центра Рочестерского университета (University of Rochester Medical Center). Результаты их интереснейшего исследования опубликованы он-лайн в журнале Science Translational Medicine.


Отличающаяся высокой степенью организации система, представляющая собой комплекс трубок вокруг кровеносных сосудах, по-видимому, выполняет в головном мозге ту же функцию, что и лимфатическая система в остальных частях тела – отводит биохимические отходы.

«Выведение отходов имеет решающее значение для любого органа, и перед учеными уже давно стоял вопрос, как от своих отходов избавляется головной мозг», - комментирует исследование его руководитель Майкен Недергаард (Maiken Nedergaard), MD, DMSс, содиректор Центра трансляционной нейромедицины (Center for Translational Neuromedicine) Рочестерского университета. «Эта работа показывает, что мозг очищается более организованно и в гораздо большем масштабе, чем представлялось ранее». Ученые надеются, что это открытие окажет влияние на понимание многих связанных с мозгом заболеваний, таких как черепно-мозговые травмы, болезнь Альцгеймера, инсульт и болезнь Паркинсона.

Ученые назвали открытую ими систему «глимфатической» (glymphatic), поскольку принцип ее действия близок к таковому лимфатической системы, а управление осуществляется клетками мозга, известными как глиальные. Открытие сделано на мозге мышей, удивительно похожем на человеческий.

Ученые давно знают, что спинномозговая жидкость (СМЖ) играет важную роль в очищении ткани головного мозга, унося отходы, и в обеспечении ее питательными веществами. Эти функции СМЖ выполняет посредством явления, известного как диффузия. Вновь открытая система доводит спинномозговую жидкость до каждого уголка мозга гораздо более эффективно, используя для этого другой хорошо известный процесс – конвекцию.

«Это как если бы мозг использовал два мусоровоза – медленный, о котором мы уже знали, и быстрый, с которым мы только что столкнулись», - объясняет доктор Недергаард. «Учитывая высокий уровень обмена веществ в головном мозге и его чрезвычайную чувствительность, неудивительно, что свойственные ему механизмы избавления от отходов более специализированы и экстенсивны, чем считалось ранее».

В то время как уже известную систему можно сравнить с ручейком, образующимся из просачивающейся через ткани мозга спинномозговой жидкости, новая система находится под давлением и ежедневно прокачивает через мозг большие объемы СМЖ, обеспечивая, таким образом, более эффективное отведение отходов.

Майкен Недергаард (Maiken Nedergaard), MD, и Джеффри Илифф (Jeffrey Iliff), PhD, открыли глимфатическую систему удаления биохимических отходов из головного мозга и установили, что более половины удаляемого из мозга мышей бета-амилоида – белка, связанного с болезнью Альцгеймера, – проходит через глимфатическую систему.

 

Майкен Недергаард (Maiken Nedergaard), MD, и Джеффри Илифф (Jeffrey Iliff), PhD, открыли глимфатическую систему удаления биохимических отходов из головного мозга и установили, что более половины удаляемого из мозга мышей бета-амилоида – белка, связанного с болезнью Альцгеймера, – проходит через глимфатическую систему. (Фото: University of Rochester Medical Center)

 

 

Глимфатическая система похожа на слой из трубок, окружающий кровеносные сосуды головного мозга. Эта сеть вокруг его артерий и вен образована отростками глиальных клеток астроцитов – так называемыми « концевыми ножками». Всю структуру можно сравнить с куполом из ветвей деревьев над густо засаженной ими улицей, образующих своего рода канал над проезжей частью.

Концевые ножки заполнены структурами, известными как водные каналы, или аквапорины, которые перемещают СМЖ по головному мозгу. Ученые установили, что СМЖ поступает в мозг по каналам, окружающим артерии. Затем, прежде чем собраться в каналах вокруг вен, она промывает мозговую ткань и покидает мозг.

Как могло произойти, что ученые до сих пор не замечали существования настолько важной для всего организма системы?

Как считают американские ученые, это объясняется тем, что глимфатическая система работает только в живом мозге и не терпит даже малейших повреждений. При отсутствии возможности визуализировать поток спинномозговой жидкости в организме живого животного ученые были вынуждены ограничиваться исследованием срезов уже умершей мозговой ткани. Для изучения живого мозга исследователи из Рочестера использовали технологию, известную как двухфотонная микроскопия, позволяющую наблюдать за потоком крови, спинномозговой жидкости и других веществ в головном мозге живого организма.

Справедливости ради необходимо отметить, что предположения о существовании в головном мозге более интенсивного тока спинномозговой жидкости высказывались еще два-три десятилетия назад, но доказать их состоятельность не удавалось из-за отсутствия в то время необходимых технологий.

«Это гидравлическая система», - продолжает доктор Недергаард. «Если ее открыть, связи нарушаются, и ее уже невозможно изучать. Нам повезло, что теперь есть технология, позволяющая изучать интактную систему, чтобы увидеть ее в действии».

Научный сотрудник лаборатории доктора Недергаард Джеффри Илифф (Jeffrey Iliff), PhD, первый автор статьи, провел детальное исследование на бета-амилоиде – белке, накапливающемся в мозге пациентов с болезнью Альцгеймера. Он установил, что при нормальных условиях более половины удаляемого из мозга мышей бета-амилоида проходит через глимфатическую систему. Животные с отсутствием водных каналов аквапоринов-4 (AQP4) в астроцитах демонстрировали замедленный приток спинномозговой жидкости через эту систему и примерно 70%-ное снижение выведения интерстициальных растворов. Это дает основания для предположения, что основной поток жидкости между этими анатомическими путями притока и оттока поддерживается астроцитарным водным транспортом. Помеченный флуоресцентными метками бета-амилоид транспортировался по этому пути, и делеция гена Aqp4 подавляла выведение растворимого бета-амилоида, предполагая, что этот путь может удалять бета-амилоид из центральной нервной системы.

«Понимание того, как мозг справляется с удалением отходов, чрезвычайно важно. Для любого органа удаление отходов – настолько же существенный вопрос, насколько и поступление в него питательных веществ. Что касается мозга, то это особенно интересная тема, так как практически при всех нейродегенеративных заболеваниях, включая болезнь Альцгеймера, белковые отходы накапливаются и, в конце концов, душат и убивают его нейронные сети», - делится своими взглядами доктор Илифф. «Если глимфатическая система не в состоянии должным образом очищать мозг, будь то вследствие нормального процесса старения или в ответ на травму головного мозга, отходы могут начать накапливаться. Может быть, именно это происходит с амилоидными отложениями при болезни Альцгеймера. Возможно, повышение активности глимфатической системы может помочь предотвратить образование отложений бета-амилоида или предложит новый способ очистки от скоплений этого вещества, если болезнь Альцгеймера уже в разгаре».

 

 

 

 

По материалам

Scientists Discover Previously Unknown Cleansing System in Brain

 

Оригинальная статья:

Jeffrey J. Iliff, Minghuan Wang, Yonghong Liao, Benjamin A. Plogg, Weiguo Peng, Georg A. Gundersen, Helene Benveniste, G. Edward Vates, Rashid Deane, Steven A. Goldman, Erlend A. Nagelhus, and Maiken Nedergaard. A Paravascular Pathway Facilitates CSF Flow Through the Brain Parenchyma and the Clearance of Interstitial Solutes, Including Amyloid β

 

© «Астроциты образуют глимфатическую систему головного мозга». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на страницу Болезнь Альцгеймера. Письменное разрешение обязательно.

 

 

Еще об астроцитах


Астроциты помогают дифференциации нейральных стволовых клеток в зрелые нейроны

Подтверждена разрушительная роль активации астроцитов при болезни Альцгеймера

Астроциты как новая мишень для лечения болезни Альцгеймера

Виновник гибели нейронов при болезни Альцгеймера – апоптоз астроцитов

Астроциты принимают активное участие в ремоделировании нервных цепей

 

 

Еще о болезни Альцгеймера


Ген ApoE4 и болезнь Альцгеймера: повышение проницаемости и смерть сосудов головного мозга

В мозге пациентов с болезнью Альцгеймера идентифицирована новая группа белков

Болезнь Альцгеймера передается от нейрона к нейрону

Новый взгляд на триггер болезни Альцгеймера

Структура белка С99 подсказывает новое направление в лечении болезни Альцгеймера

Белок-предшественник амилоида способен контролировать свою судьбу

Супрамолекулярные комплексы специфически подавляют агрегацию β-амилоида при болезни Альцгеймера

Фермент ВАСЕ1 наносит двойной удар по памяти

Установлена связь между тау-белком, длиной митохондрий и болезнью Альцгеймера

 

 

 

Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday677
mod_vvisit_counterYesterday982
mod_vvisit_counterThis week3176
mod_vvisit_counterLast week6784
mod_vvisit_counterThis month16862
mod_vvisit_counterLast month40524
mod_vvisit_counterAll days4185892

We have: 83 guests, 1 bots online
Your IP: 54.235.48.106
 , 
Today: Ноя 20, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.