Впервые показана система очистки мозга от метаболических отходов

Исследователи впервые получили изображения особой сети мозга, предназначенной для удаления метаболических отходов. Знание этой системы может помочь предотвратить такие заболевания, как болезнь Альцгеймера.
Впервые показана система очистки мозга от метаболических отходов
Новаторское исследование позволило получить первые визуальные данные о путях очистки мозга от отходов, известных как глимфатическая система, у человека. Реконструкция. SciTechDaily.com

Ученые давно предполагали существование в мозге особой системы, предназначенной для очистки мозга от метаболических белков, которые могут накапливаться, что приводит к болезни Альцгеймера и другим формам деменции.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Однако эта сеть никогда не наблюдалась у людей. Теперь его удалось увидеть и описать. Новое исследование опубликовано в журнале PNAS.

В исследовании приняли участие пять пациентов, перенесших операцию на мозге в Орегонском университете здоровья и науки (Oregon Health & Science University, OHSU), Ученые получили первые изображения этой сети периваскулярных пространств — заполненных жидкостью структур вдоль артерий и вен в мозге.

Теоретическое обоснование наличия в мозге особой глимфатической системы, которая очищает мозг было предложено в 2012 года, но это была именно теоретическая модель, увидеть ее в мозге человека до сих пор не удавалось.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Доказательство существования глимфатической системы

Визуализация периваскулярных пространств при МРТ головного мозга с контрастным усилением. МРТ головного мозга в корональной (A-D) и аксиальной плоскостях (E-H).
Визуализация периваскулярных пространств при МРТ головного мозга с контрастным усилением. МРТ головного мозга в корональной (A-D) и аксиальной плоскостях (E-H).
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2407246121

«До сих пор никто не показывал этого», — говорит старший автор исследования Хуан Пиантино из Школы медицины OHSU. — «Я сам относился к этому скептически, и до сих пор есть много скептиков, которые все еще не верят в это. Вот что делает это открытие таким замечательным».

Исследование сочетало введение инертного контрастного вещества со специальным видом магнитно-резонансной томографии, позволяющим обнаружить спинномозговую жидкость, текущую по определенным путям в мозге через 12, 24 и 48 часов после операции.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Окончательно подтвердив наличие эффективной системы очистки человеческого мозга от отходов, новое исследование показало, какие меры по поддержанию и улучшению образа жизни и какие лекарственные препараты, могут помочь мозгу очищаться от отходов.

Более десяти лет назад ученые из Рочестерского университета впервые высказали предположение о существовании в мозге сети каналов для удаления отходов, подобно лимфатической системе организма, являющейся частью иммунной системы.

Тогда исследователи подтвердили наличие такой системы с помощью визуализации мозга живых мышей в режиме реального времени. Работа системы тесно связана с глиальными клетками мозга. Поэтому для ее обозначения был придуман термин «глимфатическая система». Однако ученым еще предстояло подтвердить существование глимфатической системы у людей.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Важнейшую роль в работе глимфатической системы играют глиальные клетки мозга, в первую очередь астроциты. Астроциты (зеленый) в окружении нейронов (красный) в культуре клеток коры головного мозга мыши.
Важнейшую роль в работе глимфатической системы играют глиальные клетки мозга, в первую очередь астроциты. Астроциты (зеленый) в окружении нейронов (красный) в культуре клеток коры головного мозга мыши.
Википедия

В новом исследовании были изучены пять пациентов OHSU, которым в период с 2020 по 2023 год была проведена нейрохирургическая операция по удалению опухолей в головном мозге. В каждом случае пациенты согласились на введение инертного контрастного вещества через дренаж, используемый как часть обычной хирургической процедуры по удалению опухоли.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Контрастное вещество было перенесено со спинномозговой жидкостью в мозг. Затем каждый пациент проходил многократную магнитно-резонансную томографию. Это позволило проследить распространение спинномозговой жидкости в мозге.

На снимках было видно, что жидкость не распространяется равномерно по тканям мозга, а движется по особым путям — через периваскулярные пространства в четко определенных каналах. «Ученые давно предполагают, что эти периваскулярные пространства важны», — говорит Пиантино. — «Теперь это доказано».

Нормально работающая глифатическая сеть очищает мозг от метаболических отходов, образующихся в результате его энергоемкой работы. К отходам относятся такие белки, как амилоид и тау, которые при болезни Альцгеймера, образуют бляшки и клубки. Но, чтобы система сделала свое дело, ей надо дать такую возможность: лучше всего она выводит отработанные белки ночью, во время глубокого сна.