Hogyan mossa ki az agy a hulladékot
A nap folyamán számos káros anyagcsere termék halmozódik fel agyunkban. De hogyan szabadul meg a gondolkodó szerv ettől a molekuláris szemetetől? Általánosan elterjedt vélemény, hogy ez, akárcsak a test többi részén, speciális nyirokereken keresztül történhet. Úgy tűnik, hogy egy új tanulmány megerősíti ezt az elméletet. Eszerint a koponya tövében található nyirokereknek szerepük van a folyadékok és molekulák eltávolításában az agyból. Úgy tűnik azonban, hogy funkciójuk csökken az életkor előrehaladtával - ez a csapat szerint megmagyarázhatja olyan betegségek kialakulását, mint az Alzheimer-kór.
A zavartalan működés érdekében agyunknak rendszeresen "meg kell tisztulnia": főleg alvás közben gondolkodó szervünk szemétszállítása teljes sebességgel működik, és kiöblíti a molekuláris hulladékot. De hogyan működik pontosan? Testünk többi részében a nyirokrendszer döntő szerepet játszik az ilyen folyamatokban. A felesleges folyadékot és olyan anyagokat, amelyekre már nincs szükség, például fehérjéket, ily módon ürítik ki a szövetekből és szervekből. Az agyban viszont hiányzik a klasszikus nyirokelvezetési rendszer - legalábbis ezt gondolták sokáig a kutatók. Néhány évvel ezelőtt azonban az agyhártyán is felfedeztek nyirokereket. Az azonban továbbra is vita tárgya, hogy az agyból származó hulladékot ezen hajókon keresztül szállítják-e el.
Nyirokerek az agyhártyán
Mint a daejeoni Koreai Fejlett Tudományos és Technológiai Intézet Ji Hoon Ahnnal dolgozó tudósai kifejtik, ez annak is köszönhető, hogy ezeknek az agyhártya nyirokereknek csak néhányát vizsgálták eddig. "A koponya tövében lévő nyirokerek például eddig nagyrészt felderítetlenek voltak" - írják. A kutatók most pontosan ezen változtattak. Hogy többet megtudhassanak az agy tisztító rendszeréről, az egerek koponyájának tövében lévő agyhártya nyirokerekhez fordultak. Festék és egy speciális mikroszkóp technika segítségével részletesen láthatóvá tudták tenni az erek szerkezetét. Az eredményekből kiderült, hogy a koponya felső területén található viszonylag jól kutatott nyirokerekkel ellentétben a bazális nyirokerek számos olyan tulajdonsággal rendelkeznek, amelyek megkönnyítik a folyadék felvételét és elvezetését.
A kutatócsoport felfedezte például, hogy a kapillárisszerű elágazó erek falát alkotó endoteliális sejtek csak lazán kapcsolódnak egymáshoz - és ez lehetővé teszi a folyadék felszívódását. Emellett, amint az a test többi részének nyirokrendszeréből ismert, úgy tűnik, hogy vannak úgynevezett prekollektorok, amelyek több nyirokérből gyűjtik össze a folyadékot, majd továbbítják azt. Ezeknek a szerkezeteknek vannak olyan fedőlapjai, amelyek megakadályozzák a visszaáramlást, és lehetővé teszik a folyadék folyamatos áramlását egy irányban. Egy másik részlet, amely a bazális nyirokerek fő szerepéről szól az agy szeméttelepítésével kapcsolatban: csak ezek elég közel vannak a két agyhártya arachnoid és pia mater közötti ún. Subarachnoid térhez - ahhoz a térhez, amelyben az agy vize kering.
Az Alzheimer-kór jelentősége?
A szerkezeti jellemzők azt jelezték, hogy a nyirokerek részt vettek a hulladék eltávolításában a gondolati szervből - a döntő bizonyíték azonban csak egy újabb kísérletből származott. Ehhez a tudósok kontrasztanyagot vezettek be a patkányok szubarachnoidális terébe, amely agyi vízzel volt tele, és így megfigyelni tudták a folyadék útját. Valójában kiderült, hogy a kontrasztanyag hamarosan kimutatható a koponya tövének nyirokerekében, és onnan tovább vándorolt a nyak mélyen fekvő nyirokcsomóiba. A csapat szerint ezért egyértelmű, hogy a bazális, agyhártya nyirokerek jelentik a fő utat a hulladékanyagok eltávolításának a gondolkodó szervből a perifériás nyirokrendszerbe.
Ez az ismeret most új betekintést nyújthat az olyan neurodegeneratív betegségekbe is, mint az Alzheimer-kór. Ahn csapata megállapította, hogy az életkor előrehaladtával az egerek bazális nyirokerei úgy tűnik, kevésbé változnak és működnek. A dolog érdekessége: Az Alzheimer-kór tipikus jellemzője a kórosan megváltozott fehérjék lerakódása az agyban. A tudósok azt gyanítják, hogy az időskorban romló fehérjék és más nagy molekulák eltávolítása szerepet játszhat a betegség kialakulásában. "Még mindig nem értjük elég jól, hogy a folyadék hogyan jut a bazális nyirokerekbe, és ezek hogyan működnek együtt a többi rendszerrel, amelyek eltávolítják a hulladékot a központi idegrendszerből" - kommentálja Taija Mäkinen, az Uppsala Egyetem munkatársa a Nature folyóiratban. "Ennek ellenére a folyadéknak az agyból kifolyó pontos utak felfedezése fontos lépés annak megértésében, hogy az agy hogyan gyűjti a szemetet."
Forrás: Ji Hoon Ahn (Korea Advanced Institute of Science and Technology, Daejeon) és mtsai., Nature, doi: 10.1038/s41586-019-1419-5