Ученые из Медицинского университета Южной Каролины (MUSC) обнаружили ранее неизвестный «центр очистки» мозга. Исследователи доказали, что лимфатическая система, оплетающая крупную артерию головного мозга, служит главным путем для вывода продуктов жизнедеятельности из тканей центральной нервной системы.
Процесс очистки мозга, частью которого является обнаруженный учеными лимфатический узел, наиболее активно работает во время глубокого сна. В этот период пространство между нейронами увеличивается, позволяя спинномозговой жидкости буквально «вымывать» накопившиеся за день токсины, включая бета-амилоиды. Открытие конкретных каналов дренажа, таких как средняя менингеальная артерия, объясняет физический механизм этого процесса и подчеркивает, почему хронический недосып напрямую ведет к деградации когнитивных способностей.
Команды под руководством доктора Ондера Албайрама использовала уникальные инструменты МРТ реального времени, изначально разработанные NASA для изучения влияния космоса на жидкости в организме. С помощью этого инструмента ученые проследили путь спинномозговой жидкости. Наблюдения за здоровыми добровольцами в течение шести часов показали, что движение в лимфатической системе, оплетающей среднюю менингеальную артерию носит медленный и пассивный характер.
Это принципиально отличается от пульсирующего тока крови и соответствует работе дренажных систем. Это похоже на работу двух шлангов: по одному под давлением прокачивается кровь, и его вибрации проталкивают отходы по второму шлангу, который его оплетает. Исследователи подтвердили свои выводы путем изучения тканей под сверхвысоким разрешением, обнаружив клетки, характерные именно для лимфатических сосудов. Работа опубликована в журнале iScience.
Новый взгляд на старение и болезни
Важнейшим аспектом работы стало изучение здоровых людей, что позволяет создать эталонную модель нормального функционирования мозга. Как отмечает Ондер Албайрам: «Мы увидели структуру потока, которая вела себя не как кровь, движущаяся по артерии. Движение было медленным, и больше похожим на дренаж, что доказывает принадлежность этого сосуда к системе очистки мозга». Понимание того, как выглядит «норма», критически важно для медицины, так как любые сбои в этом механизме могут быть предвестниками серьезных патологий.
Открытие имеет важное значение для борьбы с нейродегенеративными заболеваниями, такими как болезнь Альцгеймера, а также для понимания последствий травм и психических расстройств. Если система очистки перестает эффективно справляться с выводом «биологического мусора», в тканях нервной системы начинают накапливаться токсичные белки, провоцирующие воспаление и гибель нейронов.
Сейчас команда Албайрама уже приступает к изучению архитектуры дренажа у пациентов с патологиями, чтобы разработать методы ранней диагностики и новые стратегии терапии, направленные на восстановление нормальной работы «центров очистки» внутри головного мозга.