Glymfatisk system: hvad det er og hvilke funktioner det udfører i den menneskelige krop

Lymfesystemet, også kendt som lymfesystemet, består af et netværk af kar, knuder og organer, der er en del af immunsystemet. Lymfekarrene fører en klar væske kaldet lymfe tilbage til hjertet for recirkulation.

Lymfens hovedformål er immunologisk forsvar; fjerner fremmede bakterier og andre stoffer fra kroppen. Lymfe indeholder affaldsprodukter, proteiner, antistoffer og døde celler samt mikrober. Lymfoide organer består af lymfoidt væv og er steder for produktion og aktivering af forskellige immunceller.

Indtil for nylig mente man, at hjernen og rygmarven manglede et lymfesystem. Imidlertid er eksistensen af ​​en slags cerebralt lymfesystem for nylig blevet påvist. Dette makroskopiske affaldsbortskaffelsessystem kaldes det glymphatiske system på grund af dets afhængighed af gliaceller og dets funktioner homologe med lymfesystemets funktioner i centralnervesystemet.

I denne artikel undersøger vi det glymphatiske system, dets hovedfunktioner og implikationerne for behandlingen af ​​neurodegenerative sygdomme af denne opdagelse.

• Relateret artikel: "De 12 menneskelige kropssystemer (og hvordan de fungerer)"

Hvad er det glymphatiske system?

Det glymphatiske system er et netværk af kar, der bruges til at fjerne affald fra centralnervesystemet eller CNS. Dette system er især aktivt, mens vi sover, det fjerner toksiner og andet affald fra hjernens stofskifte. For nylig har forskning vist, at det glymphatiske system kan blive forstyrret og fungere mindre over tid; dette er blevet foreslået som en mulig årsag til nogle neurodegenerative sygdomme.

Det glymphatiske system er det cerebrale og spinale modstykke til lymfesystemet. Lymfesystemet understøtter immunsystemet og giver en vej parallel med kredsløbssystemet til fjernelse af væsker fra kroppen. Dette system transporterer overskydende interstitielle væsker, proteiner og affaldsmaterialer ud af de forskellige organer og kropsvæv. Disse stoffer kasseres for at regulere væskevolumen og osmotisk tryk; dette er kritisk, fordi manglende fjernelse af disse opløselige proteiner kan forårsage alvorlige blokeringer.

Enhver blokering i lymfekanalerne kan have dramatiske konsekvenser. I tilfælde af elefantiasis, en sygdom forårsaget af lymfeparasitter, opstår kronisk ødem, når lymfeclearance stopper, og interstitielle opløste stoffer akkumuleres.

Paradoksalt nok, lymfesystemet strækker sig ikke til centralnervesystemet: hjernen og rygmarven. Indtil opdagelsen af ​​gingláfatico-systemet blev der rejst flere hypoteser om, hvordan hjernen eliminerede affald.

• Du kan være interesseret: "Dele af nervesystemet: funktioner og anatomiske strukturer"

hjernerensningsmodel

Hjernen, som alle organer i vores krop, producerer metabolisk affald, alle enzymatiske reaktioner producerer affald, der skal elimineres. Det glymphatiske system består af vandkanaler og bruger cerebrospinalvæske som transportvæske.

Det cerebrospinalvæske (CSF) er en klar, farveløs væske, der omgiver hjernen og rygmarven. Dens hovedfunktion er beskyttelse: den hjælper med at afbøde slag eller skader. Også er ansvarlig for at fjerne affaldsstoffer fra nervesystemet. Men måden, hvorpå de forskellige rester blev udvekslet mellem hjernevæv og cerebrospinalvæske, er en nylig opdagelse.

En undersøgelse fra 2012 ledet af M. Nedergaard og forskere ved University of Rochester brugte to-foton fluorescensbilleddannelse til at se på den arachnoidale cerebrospinalvæske fra levende mus. Gennem in vivo to-foton excitationsmikroskopi var Rochester-teamet i stand til at observere cerebrospinalvæskestrømmen i realtid uden at skulle bore ind i rummet.

Ifølge deres resultater, cerebrospinalvæske udveksles med den interstitielle væske, der omgiver hjernen gennem de paravaskulære rum der omgiver de store årer og letter dræning.

Normalt er cerebrospinalvæsken adskilt fra hjernevævet, hvilket forhindrer udveksling af stoffer. Den traditionelle model for cerebrospinalvæskehydrodynamik er dog blevet kraftigt udfordret. Vi ved nu, at cerebrospinalvæske er i stand til at trænge ind i rummene ved siden af ​​de mindste blodkar, der når hjernen (Virchows rum). Der kan det udskiftes med interstitiel væske; Dette sker takket være en kanal dannet af astrocytter. Fødderne på disse gliaceller omgiver rummet, der omgiver hjernens kapillærer, og danner glymfatiske kanaler. Hvor cirkulerer den interstitielle væske i hjernen?

Udvekslingen af ​​materialer via glymphatisk transport skyldes stadig delvist ukendte energikilder. Hovedsageligt opnås energien fra pulseringerne i arterierne og det tryk, der skabes ved at lave cerebrospinalvæsken. Affaldsprodukter som proteiner og metabolitter fjernes fra hjernevævet og transporteres til cerebrospinalvæsken til bortskaffelse. Cirka 50 % af cerebrospinalvæsken når de cervikale lymfeknuder til filtrering.

• Relateret artikel: "Lymphatisk system: egenskaber, dele og funktioner"

Hvad påvirker det glymphatiske systems funktion?

Lymfesystemets evne til at fungere korrekt afhænger af flere fysiologiske aspekter af forskellige organer i vores krop. Disse omfatter immunsystemet, hjertesystemet og kredsløbssystemet. Livsstil, sygdom og betændelse kan alle have negative virkninger på det lymfatiske system. Disse ændringer kan forårsage, at glymphatisk dræning går langsommere., negativt påvirker kroppens sundhed generelt og hovedsageligt hjernen.

Undersøgelser har vist, at lymfesystemet er mere effektivt og robust, når hjertet pumper, blodet flyder, kroppen er afslappet, og hjernen nyder en afslappende søvn.

Hjernen udfører husholdningsfunktioner under søvn. Dette skyldes, at det glymphatiske system er mere aktivt på det tidspunkt. Udveksling mellem cerebrospinalvæske og interstitiel væske er mere effektiv på grund af øget ekstracellulært rum.

Forskellige undersøgelser har vist, at det udvider sig med 60% under søvn. Baseret på disse fund, menes det, at øget glymphatisk clearance i løbet af natten kunne være en af ​​årsagerne til søvnens genoprettende egenskaber.

Ældningsprocessen påvirker glymphatisk transport, specifikt kanalen udtrykt af astrocytter, der udfører det meste af systemets udveksling. Kanalen kan også forringes på grund af søvnmangel. Nogle undersøgelser har vist, at motion kan afbøde disse virkninger hos mus. Dette tyder på, at fysisk aktivitet kan have en neurobeskyttende funktion.

Forholdet mellem det glymphatiske system og neurodegenerative sygdomme

Nogle neurodegenerative sygdomme kan være forårsaget af aldersrelaterede ændringer i glymphatisk funktion. Disse omfatter ændringer i gliacellerne, der er ansvarlige for at skabe de glymfatiske kar, nedsat produktion af cerebrospinalvæske af choroideus plexus reduktionen af ​​fleksibilitet og arterielle pulsationer, der giver den nødvendige energi til udveksling med interstitiel væske og nedsat evne af CSF til at bevæge sig gennem hjerne.

Det glymphatiske system fjerner store proteiner fra hjernen under søvn. Et af disse proteiner er amyloid beta, som er hovedbestanddelen af ​​hjerneplaques forbundet med Alzheimers sygdom. Svækkelse af det glymfatiske system kan også være involveret i slagtilfælde og kortikal spredningsdepression.

Forskerne mener, at øget glymphatisk transport potentielt kan forsinke begyndelsen af ​​Alzheimers sygdom og andre neurodegenerative sygdomme. Dyreforsøg viser, at nedsat glymphatisk transport ofte går forud for sygdom; derfor ville de tillade os at konkludere, at større glymfatisk transport kunne hjælpe med at udskyde sygdommens begyndelse.

Forholdet mellem glymphatisk funktion og træning åbner mulighed for nye behandlinger af neurodegenerative sygdomme. Disse behandlinger vil sandsynligvis være mere effektive, hvis de gives tidligt i udviklingen af ​​demens. Metoder til at vurdere glymphatisk flow gennem magnetisk resonansbilleddannelse eller positiv emissionstomografi er i øjeblikket ved at blive udviklet som kliniske diagnostiske værktøjer.

Det glymphatiske system kan have flere funktioner end fjernelse af affald. I fremtiden kan det også være involveret i leveringen af ​​vækstfaktorer og lægemidler, tyder forskning på.