چگونه مغز ما زباله ها را بیرون می ریزد؟ - وبلاگ اخبار و رویدادها

به گزارش وبلاگ اخبار و رویدادها، در این مطلب، قصد داریم به شما سیستم گلیمفاتیک را معرفی کنیم: سیستم ترخیص زباله اختصاصی مغز. اکنون که دانشمندان به این نتیجه رسیده اند که این سیستم در شرایط مختلف دخیل است، زمان آن فرا رسیده که با عملکردهای آن آشنا شویم.

بسیاری از ما نسبتاً با سیستم لنفاوی آشنا هستیم. این سیستم تعدادی نقش را بر عهده دارد. یکی از آنها پاک کردن زباله های متابولیکی از شکاف بین سلول ها است که به آن فضای بینابینی یا میان نهاده گفته می گردد.

سیستم عصبی مرکزی (CNS)، که شامل مغز و نخاع است، هیچ گونه عروق لنفاوی واقعی ندارد.

از آنجا که CNS بسیار فعال است، زباله های متابولیک می توانند به سرعت ایجاد شوند.

CNS بعلاوه در برابر نوسانات محیط خود بسیار حساس است، بنابراین بدن باید زباله های سلولی را به نوعی از بین ببرد، و این جایی است که سیستم گلیمفاتیک وارد کار می گردد.

قبل از کشف این سیستم دفع زباله مستقر در مغز، دانشمندان معتقد بودند که هر سلول به طور جداگانه زباله متابولیک خود را اداره می نماید.

اگر سیستم سلولی همانطور که پیر می شویم دارای اضافه بار گردد یا رفته رفته سرعت آن کند گردد، بین سلول ها زباله های متابولیک ایجاد می گردد. این زباله شامل محصولاتی مانند بتا آمیلوئید - پروتئین مرتبط با بیماری آلزایمر است .

استروگلیا

اصطلاح گلیمفاتیک به وسیله مارکن ندرگارد، یک متخصص علوم اعصاب دانمارکی کشف شد که توانست این سیستم را کشف کند. این نام به سلول های گلیال ارجاع می گردد که برای این سیستم دفع زباله لازم است.

سلول های گلیال با وجود تعداد بسیار آنها در مغز، در مقایسه با نورون ها، پوشش نسبتاً کمی دارند. این سلول ها مدت هاست که اندکی بیشتر از سلول های پشتیبان کم ارزش به حساب می آیند، اما اکنون مورد توجه بیشتری قرار دارند.

گلیا، از نورون ها محافظت می نمایند و آنها را تغذیه و عایق بندی می نمایند. آنها بعلاوه در سیستم ایمنی بدن و همانطور که اکنون می دانیم در سیستم گلیمفاتیک نقش دارند.

به طور خاص، نوعی از سلول های گلیال موسوم به آستروگلیا دارای اهمیت است. گیرنده هایی به نام کانال های آکوآپورین -4 ، در این سلول ها اجازه می دهند تا مایع مغزی نخاعی (CSF) به CNS منتقل گردد، و جریانی را تنظیم نمایند که این مایع را به وسیله سیستم خنثی می نماید.

CSF یک مایع شفاف است که CNS را احاطه نموده است و آن را محافظت مکانیکی و ایمنی می نماید.

سیستم گلیمفاتیک، که به موازات شریان ها جریان دارد، بعلاوه نبض خون در گردش را، برای یاری به حرکت، کنترل می نماید. هرچه رگ های خونی به طور ریتمیک توسعه می یابند، آنها تبادل ترکیبات بین فضای بینابینی و CSF را راهنمایی می نمایند.

سیستم گلیمفاتیک با سیستم لنفاوی بقیه بدن در دورا (غشایی ضخیم از بافت همبند که CNS را پوشش می دهد)، متصل می گردد.

اهمیت خواب

پس از کشف ندرگارد، او مجموعه ای از آزمایشات را بر روی موش ها انجام داد تا درک بهتری از نحوه عملکرد این سیستم و زمان بیشترین فعالت آن انجام دهد. به طور خاص، این تیم روی خواب و آلزایمر تمرکز داشت.

ندرگارد و تیمش دریافتند هنگامی که موش ها خواب هستند، سیستم گلیماتیک بیشترین فعالیت را دارد. آنها نشان دادند زمانی که موش ها در حال خواب هستند، حجم فضای بینابینی 60 درصد افزایش یافته است.

این افزایش حجم نیز باعث افزایش تبادل CSF و مایع بینابینی شد و به حذف آمیلوئید سرعت بخشید. آنها نتیجه گرفتند که:

عملکرد ترمیمی خواب میتواند باعث حذف پیشرفته محصولات زباله ای بالقوه عصبی باشد که در حالت بیداری در مغز جمع می شوند.

این اثر اولیه، الهام بخش از موجی از مطالعات تازه بود که تازهترین آنها در ماه جاری منتشر شد. محققان تأثیر فشار خون بالا بر عملکرد سیستم گلیفاتیک را مورد آنالیز قرار دادند.

با گذشت زمان، فشار خون بالا باعث می گردد تا رگ های خونی خاصیت ارتجاعی خود را از دست دهند و به طور فزاینده ای سفت شوند. از آنجا که نبض منظم دیواره های شریانی، سیستم گلیفاتیک را راهنمایی می نماید ، این سفتی رگ ها، مانع از عملکرد آن می گردد.

دانشمندان با استفاده از یک مدل فشار خون در موش ها نشان دادند که سفت شدن شریان ها ناشی از فشار خون بالا در عملکرد سیستم دفع زباله اختلال ایجاد می نماید. این امر مانع از خلاص شدن کارآمد مولکول های بزرگ در مغز، مانند بتا آمیلوئید می گردد.

این یافته ها ممکن است به شرح اینکه چرا دانشمندان ارتباط بین فشار خون بالا و افت شناختی و زوال عقل را تایید می نمایند، یاری می نماید.

بیماری پارکینسون

پارکینسون، بیماری دیگری است که با ایجاد پروتئین در مغز معین می گردد. نام این پروتئین آلفا سینوکلین است.

این باعث شده است که بعضی محققان این سؤال را بپرسند که آیا سیستم گلیفاتیک ممکن است در اینجا دخیل باشد یا خیر.

در بیماری پارکینسون، در مسیرهای دوپامین مغز اختلال ایجاد می گردد. این مسیرها نقش مهمی در چرخه های خواب و ریتم شبانه روزی بازی می نمایند. بنابراین، افراد مبتلا به پارکینسون اغلب دچار اختلال خواب هستند.

یک آنالیز که در مجله Neuroscience & Biobeh Behrevivalance منتشر شده است ، نشان می دهد که الگوهای خواب مختل شده می تواند مانع حذف زباله های مغزی، از جمله آلفا سینوکلین گردد و باعث می گردد که این زباله ها در مغز بیشتر ایجاد شوند.

ضربه مغزی

انسفالوپاتی (اختلال عملکرد) مغزی مزمن، از ضربات مکرر به سر ناشی می گردد. در قدیم به این اختلال سندروم Punch-Drunk یا مشت مستی می گفتند، چرا که این اختلال بیشتر در بوکسورها به علت ضربه مکرر به سرشان اتفاق می افتد.

علائم آن می تواند شامل از دست دادن حافظه، تغییرات خلقی، سردرگمی و کاهش عوامل شناختی باشد.

بعضی محققان معتقدند که اختلال در سیستم گلیمفاتیک ناشی از ضربه مغزی ممکن است خطر ابتلا به آنسفالوپاتی مزمن مغزی را افزایش دهد.

نویسندگان این مطالعه نوشتند که در پی آسیب دیدگی مغزی، مسائل خوابیدن نیز از جمله علائم شایع آن گزارش شده است.

همانطور که دیدیم، این باعث ترشح گلیمفاتیک پروتئین ها از فضای بینابینی در هنگام خواب می گردد.

در عین حال، این نوع آسیب ها می توانند باعث جابجایی کانال های آکوپورین -4، آن گیرنده های مهم بر روی آستروگلیا شوند که برای ترشح گلیمفاتیک بسیار حیاتی هستند - و موقعیتی پیش می آید که مانع از بین رفتن پروتئین های ناخواسته (زباله های مغزی) از فضای بینابینی می گردد.

دیابت

گذشته از نقش احتمالی در شرایط عصبی، بعضی از محققان آنالیز نموده اند که چگونه اختلالات سیستم گلیمفاتیک ممکن است در علائم شناختی دیابت نقش داشته باشد.

دانشمندان نشان داده اند که دیابت می تواند بر روی طیف وسیعی از کارنمودهای شناختی تأثیر بگذارد، چه در ابتدای پیشرفت بیماری و چه در مراحل پایانی.

بعضی از محققان سؤال می نمایند که آیا سیستم گلیمفاتیک می تواند در اینجا نیز دخیل باشد. یک مطالعه اجرا شده بر روی موش ها، از اسکن MRI برای تجسم حرکت CSF در هیپوکامپ (بخشی از مغز که در شکل گیری خاطرات تازه نقش دارد) استفاده کرد.

دانشمندان دریافتند که در موش های مبتلا به دیابت نوع 2، دفع زبالهها به وسیله CSF، کاهش یافت. آنها بعلاوه بین نقایص شناختی و اختلال در سیستم گلیفاتیک رابطه ای پیدا کردند - اگر زباله پاک نمی شد، مهارت های تفکر دچار اختلال می شد.

سالخوردگی

با افزایش سن ، سطح معینی از کاهش شناختی، تقریباً اجتناب ناپذیر است. طیف گسترده ای از عوامل درگیر هستند، و بعضی از دانشمندان بر این باورند که سیستم گلیمفاتیک می تواند نقش داشته باشد.

مطالعه ای که در سال 2014 منتشر شد، کارآیی سیستم های گلیمفاتیک موش ها را در سن پیری آنالیز نموده است. نویسندگان کاهش چشمگیری در بهره وری را یافتند.

در مروری بر سیستم گلیمفاتیک و نقش آن در بیماری و پیری، نویسندگان می نویسند که کاهش فعالیت در سیستم با افزایش سن ممکن است به تجمع پروتئین های نادرست و زباله یاری کند و باعث خطر ابتلا به بیماری های عصبی و احتمالاً اختلال در عملکرد شناختی گردد.

ما هنوز اطلاعات کمی درباره سیستم گلیماتیک داریم. با این وجود، چون این سیستم حساس ترین و پیچیده ترین اندام ما (مغز) را تمیز می نماید، به احتمال زیاد تا حدودی بر سلامت کلی ما تأثیر خواهد گذاشت.

سیستم گلیفاتیک ممکن است نتواند به تمام سؤالات ما در خصوص بیماری های عصبی و سایر موارد دیگر پاسخ دهد، اما می تواند عامل کلیدی برای بعضی چشم اندازهای جالب و تازه باشد.