В ходе своей работы нейроны выделяют «белки-отходы» в окружающее их межклеточное вещество. Среди этих белков — тау-белки и бета-амилоиды, которые при накоплении приводят к болезни Альцгеймера.
Чтобы предотвратить развитие этой болезни, в мозге существует специальный механизм самоочистки — глимфатическая система. До недавнего времени существование этой системы оставалось подтвержденным лишь у грызунов и нескольких других видов животных. Ученые из Орегонского университета здоровья и науки впервые показали, что глимфатическая система также функционирует у человека, чему посвящена статья в журнале PNAS. Понимание ее механизмов может помочь в лечении болезни Альцгеймера.
Работая, нейроны синтезируют множество побочных продуктов метаболизма, которые со временем начинают аккумулироваться в межклеточном веществе. Среди них — тау-белки и бета-амилоиды, которые, накапливаясь, способствуют отмиранию нейронов вокруг себя и приводят к болезни Альцгеймера. Для предотвращения этого у мозга есть собственные механизмы «самоочищения».
Недавнее исследование ученых из Рочестерского университета показало, что ключевую роль в очищении мозга играет периваскулярные пространства — области со спинномозговой жидкостью, расположенные вдоль артерий и вен. Также недавно была открыта и четвертая оболочка мозга, которая в этом принимает самое непосредственное участие. Под действием пульса артерий спинномозговая жидкость (СМЖ) из периваскулярного пространства начинает перемещаться в одном направлении и смешивается с межклеточным пространством нейронов, забирая по пути оставленные нейронами побочные продукты метаболизма. Затем СМЖ и белки нейронов попадают в вены.
Ученые из Орегонского университета здоровья и науки впервые продемонстрировали работу этого механизма у человека. Для этого они ввели в СМЖ участников исследования контрастное вещество на основе гадолиния. Все испытуемые ранее перенесли операцию на мозге, после которой у них остался поясничный дренаж. Этот дренаж и позволил ученым ввести контрастное вещество.
Затем с помощью контрастного вещества и фМРТ ученые «запечатлели» путь, который проходит спинномозговая жидкость. Пациентам делали снимки спустя 12, 24 и 48 часов, чтобы четко понять, как именно передвигалась СМЖ. Ученые обнаружили, что вместо того чтобы равномерно распределятся по мозгу, она проходила через периваскулярное пространство по строго очерченным каналам, захватывая с собой оставленные нейронами белки.
«Люди предполагали, что периваскулярные пространства играют важную роль, но это еще не было доказано. Теперь это факт» — рассказал старший автор исследования Хуан Пиантино, доцент педиатрии и неврологии в Школе медицины OHSU.
Авторам удалось доказать участие периваскулярных пространств в очистке мозга людей, и дальнейшее изучение работы глимфатической системы может помочь в исследовании патогенеза и лечения болезни Альцгеймера.
Пока что известно, что на работу этой системы значительно влияет образ жизни. Такие факторы, как глубокий и регулярный сон, отказ от гаджетов перед сном и расслабляющая вечерняя рутина, существенно улучшают функционирование глимфатической системы, поддерживая здоровье мозга.
Текст: Рената Тулакина