Νευροεπιστήμονες ανακάλυψαν ένα κρυφό σύστημα αποτοξίνωσης του εγκεφάλου

Ομάδα ερευνητών εντόπισε έναν προηγουμένως άγνωστο κόμβο για την απομάκρυνση των αποβλήτων στον ανθρώπινο εγκέφαλο, ο οποίος βρίσκεται κατά μήκος μιας σημαντικής αρτηρίας που τροφοδοτεί το προστατευτικό εξωτερικό στρώμα του εγκεφάλου. Αυτή η ανακάλυψη, που δημοσιεύτηκε στο iScience, παρέχει έναν ενημερωμένο χάρτη του λεμφικού συστήματος αποτοξίνωσης του εγκεφάλου και προσφέρει ένα νέο πλαίσιο για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο ο εγκέφαλος διατηρεί την υγεία του.

Ο εγκέφαλος περιβάλλεται από ένα σύνολο προστατευτικών μεμβρανών που ονομάζονται μήνιγγες. Για μεγάλο χρονικό διάστημα, θεωρούταν ότι αυτές οι μεμβράνες απομονώνουν τον εγκέφαλο από το υπόλοιπο ανοσοποιητικό σύστημα του οργανισμού. Πιο πρόσφατη έρευνα έχει ανατρέψει αυτή την ιδέα εντοπίζοντας ένα δίκτυο λεμφαγγείων εντός των μηνίγγων που αποχετεύουν τα γεμάτα με απόβλητα υγρά μακριά από τον εγκέφαλο. Η κατανόηση αυτού του συστήματος είναι απαραίτητη για την ανάπτυξη νέων προσεγγίσεων στις νευρολογικές και ψυχιατρικές παθήσεις.

Για το λόγο αυτό, σύμφωνα με το PsyPost, οι ερευνητές διεξήγαγαν μια μελέτη σε 5 υγιείς συμμετέχοντες. Η ομάδα χρησιμοποίησε μια τεχνική μαγνητικής τομογραφίας (MRI) με ενισχυμένη αντίθεση, η οποία αναπτύχθηκε αρχικά μέσω συνεργασίας με τη NASA για τη μελέτη των μετατοπίσεων υγρών σε αστροναύτες. Κάθε συμμετέχων έλαβε μια ένεση σκιαγραφικού παράγοντα και οι εγκέφαλοι του σαρώθηκαν σε διάφορα χρονικά διαστήματα σε διάστημα 6 ωρών, επιτρέποντας στους επιστήμονες να παρακολουθούν την κίνηση του υγρού.

Οι ερευνητές επικεντρώθηκαν στη μέση μηνιγγική αρτηρία, ένα σημαντικό αγγείο στη σκληρά μήνιγγα, η οποία είναι το εξωτερικό στρώμα των μηνίγγων. Μέτρησαν την ένταση του σήματος του σκιαγραφικού τόσο μέσα στην αρτηρία όσο και στον ιστό που την περιβάλλει. Το σήμα μέσα στην αρτηρία κορυφώθηκε γρήγορα και στη συνέχεια εξασθένησε, κάτι που είναι αναμενόμενο.

Στον ιστό που περιβάλλει την αρτηρία, ωστόσο, εμφανίστηκε ένα διαφορετικό μοτίβο. Το σήμα από το σκιαγραφικό μέσο αυξήθηκε αργά, φτάνοντας στο μέγιστο 90 λεπτά μετά την ένεση, πριν μειωθεί σταδιακά. Αυτή η καθυστερημένη κάθαρση υποδηλώνει μια πολύ πιο αργή κίνηση υγρών, ασυμβίβαστη με την ταχεία δυναμική της κυκλοφορίας του αίματος. Ο Albayram εξηγεί: «Είδαμε ένα μοτίβο ροής που δεν συμπεριφερόταν όπως το αίμα που κινείται μέσω μιας αρτηρίας. Ήταν πιο αργό, περισσότερο σαν παροχέτευση, δείχνοντας ότι αυτό το αγγείο είναι μέρος του συστήματος καθαρισμού του εγκεφάλου».

Για να επαληθεύσει ότι αυτό το αργό υγρό ρέει μέσα από γνήσια λεμφικά αγγεία, η ομάδα χρειάστηκε να εξετάσει την ανατομία της περιοχής σε μικροσκοπικό επίπεδο. Λήφθηκαν μεταθανάτια δείγματα ανθρώπινου σκληρού πόρου και χρησιμοποιήθηκαν 2 διαφορετικές προηγμένες τεχνικές απεικόνισης για να χαρτογραφηθεί η κυτταρική αρχιτεκτονική. Η μία μέθοδος, η μικροσκοπία ομοεστιακής ανοσοφθορισμού, χρησιμοποιεί φθορίζουσες ετικέτες για να φωτίσει συγκεκριμένες πρωτεΐνες. Η άλλη, η κυτταρομετρία μάζας Hyperion Imaging, χρησιμοποιεί μεταλλικές ετικέτες για να επιτύχει εξαιρετικά λεπτομερείς, πολυστρωματικές εικόνες διαφορετικών τύπων κυττάρων ταυτόχρονα.

Η εργασία αυτή αποτελεί ορόσημο για την κατανόηση της φυσιολογικής λειτουργίας του εγκεφάλου. Καταγράφοντας τον τρόπο με τον οποίο ο υγιής εγκέφαλος αποβάλλει τα απόβλητα, οι ερευνητές μπορούν να εντοπίσουν καλύτερα πότε και πώς αυτή η διαδικασία διαταράσσεται. Η ομάδα του Albayram εφαρμόζει ήδη αυτές τις γνώσεις για να μελετήσει ασθενείς με νευροεκφυλιστικές ασθένειες, ελπίζοντας να βρει νέους τρόπους για τη διάγνωση και τη θεραπεία αυτών των παθήσεων.

Απολαμβάνετε το περιεχόμενο μας? Εγγραφείτε στο newsletter μας!

«Μία σημαντική πρόκληση στην έρευνα για τον εγκέφαλο είναι ότι ακόμη δεν κατανοούμε πλήρως πώς λειτουργεί και γερνάει ένας υγιής εγκέφαλος», δήλωσε ο Albayram. «Μόλις κατανοήσουμε πώς μοιάζει το «φυσιολογικό», μπορούμε να αναγνωρίσουμε τα πρώιμα σημάδια της νόσου και να σχεδιάσουμε καλύτερες θεραπείες».