Beyniniz çöpü nasıl çıkarır?
Bu Gündemde, glifatik sistemi tanıtıyoruz: beynin özel atık temizleme sistemi. Şimdi çeşitli koşullara karıştığına göre, tanışmamızın tam zamanı.
Birçoğumuz nispeten lenfatik sisteme aşinayız; Biri, metabolik atıkları hücreler arasındaki boşluklardan arındırmak olan ve interstisyel boşluk olarak adlandırılan bir dizi görevi yerine getirir.
Bununla birlikte, beyin ve omuriliği içeren merkezi sinir sistemi (CNS), herhangi bir gerçek lenfatik damara sahip değildir.
CNS oldukça aktif olduğu için metabolik atık hızla birikebilir.
CNS ayrıca çevresindeki dalgalanmalara karşı çok hassastır, bu nedenle vücudun hücresel çöpleri bir şekilde atması gerekir ve işte glifatik sistem burada devreye girer.
Bu beyin temelli çöp imha sisteminin keşfinden önce bilim adamları, her bir hücrenin kendi metabolik kalıntılarını işlediğine inanıyorlardı.
Hücresel sistem biz yaşlandıkça aşırı yüklenirse veya yavaşlarsa, hücreler arasında metabolik çöp birikir. Bu çöp, Alzheimer hastalığıyla ilişkili protein olan beta-amiloid gibi ürünleri içerir.
Astroglia
"Glifatik" terimi, sistemi keşfeden Danimarkalı bir sinirbilimci olan Maiken Nedergaard tarafından icat edildi. İsim, bu atık temizleme sistemi için hayati önem taşıyan glial hücrelere bir referanstır.
Glial hücreler, beyindeki sayıca çok olmasına rağmen, nöronlara kıyasla nispeten daha az kapsama alanına sahiptir. Uzun zamandır düşük düzeyde destekleyici hücrelerden biraz daha fazlası olarak görülüyorlardı, ancak şimdi daha fazla saygı görüyorlar.
Glia, nöronları korur, besler ve yalıtır. Ayrıca bağışıklık sisteminde ve şimdi bildiğimiz gibi glifatik sistemde de rol oynarlar.
Özellikle astroglia olarak bilinen bir tür glial hücre önemlidir. Bu hücrelerdeki aquaporin-4 kanalları adı verilen reseptörler, beyin omurilik sıvısının (CSF) CNS'ye geçmesine izin vererek sıvıyı sistemden yönlendiren bir akım oluşturur.
CSF, CNS'yi çevreleyen, diğer şeylerin yanı sıra ona mekanik ve immünolojik koruma sağlayan berrak bir sıvıdır.
Atardamarlara paralel çalışan glifatik sistem, hareket halindeki hareketleri sürdürmeye yardımcı olmak için dolaşımdaki kanın nabzını da kullanır.
Kan damarları ritmik olarak genişledikçe, interstisyel boşluk ile CSF arasındaki bileşiklerin değişimini yönlendirirler.
Glifatik sistem, CNS'yi kaplayan kalın bir bağ dokusu zarı olan durada vücudun geri kalanının lenfatik sistemine bağlanır.
Uykunun önemi
Nedergaard’ın keşfinin ardından, bu sistemin nasıl çalıştığını ve ne zaman en aktif olduğunu daha iyi anlamak için fareler üzerinde bir dizi deney yaptı. Ekip özellikle uykuya ve Alzheimer'ınkine odaklandı.
Nedergaard ve ekibi, glifatik sistemin en çok hayvanlar uyurken meşgul olduğunu buldu. Fareler uyurken ara boşluk hacminin% 60 arttığını gösterdiler.
Bu hacim artışı aynı zamanda CSF ve interstisyel sıvının değişimini artırarak amiloidin uzaklaştırılmasını hızlandırdı. Şu sonuca vardılar:
"Uykunun onarıcı işlevi, uyanık durumda [CNS] biriken potansiyel olarak nörotoksik atık ürünlerin daha fazla uzaklaştırılmasının bir sonucu olabilir."
Bu erken çalışma, en sonuncusu bu ay yayınlanan bir dizi yeni çalışmaya ilham verdi. Araştırmacılar, yüksek tansiyonun glifatik sistemin işlevi üzerindeki etkisine baktılar.
Zamanla, yüksek tansiyon kan damarlarının elastikiyetini kaybetmesine ve giderek sertleşmesine neden olur. Arter duvarlarının düzenli titreşimi glifatik sistemi harekete geçirdiğinden, bu sertleşme işlevini engeller.
Bilim adamları, bir fare hipertansiyon modelini kullanarak, yüksek tansiyona bağlı arter sertleşmesinin, çöp imha sisteminin çalışma şekline müdahale ettiğini gösterdiler; beyindeki beta-amiloid gibi büyük moleküllerden verimli bir şekilde kurtulmasını engelledi.
Bu bulgu, bilim insanlarının neden yüksek tansiyon ile bilişsel gerileme ve bunama arasında bağlantılar bulduklarını açıklamaya yardımcı olabilir.
Parkinson hastalığı
Parkinson hastalığı, beyinde protein birikmesi ile karakterize edilen başka bir durumdur. Bu durumda, protein alfa-sinükleindir.
Bu, bazı araştırmacıların glifatik sistemin burada da yer alıp almayacağını merak etmesine neden oldu.
Parkinson hastalığında, beynin dopamin yolaklarında bozulma vardır. Bu yollar uyku-uyanıklık döngüleri ve sirkadiyen ritimlerde önemli bir rol oynar; bu nedenle Parkinson hastaları genellikle uyku bozuklukları yaşarlar.
Yayınlanan bir inceleme Nörobilim ve Biyodavranışsal İncelemeler bozulmuş uyku düzeninin alfa-sinüklein de dahil olmak üzere enkazın glifatik olarak uzaklaştırılmasını engelleyerek beyinde birikmesine yardımcı olabileceğini öne sürüyor.
Beyin travması
Kronik travmatik ensefalopati, kafaya tekrarlanan darbelerden kaynaklanır; boksörlerde ortaya çıktığı için eskiden “punch-drunk” sendromu olarak adlandırılırdı.
Semptomlar hafıza kaybı, ruh hali değişiklikleri, kafa karışıklığı ve bilişsel gerilemeyi içerebilir.
Bazı araştırmacılar, beyin travmasının neden olduğu glifatik sistemdeki bozulmaların kronik travmatik ensefalopati gelişme riskini artırabileceğine inanıyor.
İncelemenin yazarları, travmatik bir beyin hasarının ardından, "Uykuya başlama ve sürdürme ile ilgili zorluklar, en sık bildirilen semptomlar arasındadır."
Gördüğümüz gibi, bu uyku sırasında interstisyel boşluktan proteinlerin glifatik temizlenmesini engeller.
Aynı zamanda, bu tür yaralanmalar, aquaporin-4 kanallarının - glifatik klirens için hayati öneme sahip astroglia üzerindeki önemli reseptörler - önemsiz proteinlerin interstisyel boşluktan çıkarılmasını engelleyen bir konuma taşınmasına neden olabilir.
Yazarlar, bu sistemin bozulmasının "tekrarlayan [travmatik beyin hasarı] ile daha sonraki nörodejenerasyonu bağlayan açıklayıcı zincirde bir bağlantı sağlayabileceğine" inanıyorlar.
Şeker hastalığı
Nörolojik koşullarda olası bir rolün ötesinde, bazı araştırmacılar glifatik sistemdeki rahatsızlıkların diyabetin bilişsel semptomlarına nasıl dahil olabileceğini araştırdılar.
Bilim adamları, diyabetin hem hastalığın ilerlemesinin erken safhalarında hem de daha ileri aşamalarda bir dizi bilişsel işlevi etkileyebileceğini göstermiştir.
Bazı araştırmacılar glifatik sistemin burada da yer alıp almayacağını soruyor. Farelerde yürütülen bir araştırma, diğer görevlerin yanı sıra beynin yeni anılar oluşturmaya dahil olan bir parçası olan hipokampustaki CSF'nin hareketini görselleştirmek için MRI taramaları kullandı.
Bilim adamları, tip 2 diyabetli farelerde CSF klirensinin "üç kat yavaşladığını" buldu. Ayrıca bilişsel eksiklikler ile glifatik sistemin bozulması arasında bir korelasyon buldular - eğer çöp temizlenmiyorsa, düşünme becerileri engelleniyordu.
Yaşlanma
Yaşlandıkça, belirli bir düzeyde bilişsel gerileme neredeyse kaçınılmazdır. Çok çeşitli faktörler var ve bazı bilim adamları glifatik sistemin bir rol oynayabileceğine inanıyor.
2014'te yayınlanan bir çalışma, farelerin glifatik sistemlerinin yaşlandıkça verimliliğini araştırdı; yazarlar "verimlilikte dramatik bir düşüş" buldular.
Yazarlar, glifatik sistemin ve onun hastalık ve yaşlanmadaki rolünün gözden geçirilmesinde, yaşlandıkça sistemdeki azalmış aktivitenin "yanlış katlanmış ve hiperfosforile proteinlerin birikmesine" katkıda bulunabileceğini, nörodejeneratif hastalık riskini artırabileceğini ve belki de, bilişsel disfonksiyonu şiddetlendiriyor.
Hala glifatik sistem hakkında nispeten az şey biliyoruz. Bununla birlikte, en hassas ve karmaşık organımızı temizlediği için, genel sağlığımızı bir dereceye kadar etkileme olasılığı yüksektir.
Glifatik sistem, nörodejeneratif hastalıklar ve ötesi hakkındaki tüm sorularımızın yanıtlarını içermeyebilir, ancak bazı ilginç yeni bakış açılarının anahtarını tutabilir.
