Глимфатическая система: что это такое и какие функции выполняет в организме человека

Лимфатическая система, также известная как лимфоидная система, состоит из сети сосудов, узлов и органов, которые являются частью иммунной системы. Лимфатические сосуды несут прозрачную жидкость, называемую лимфой, обратно к сердцу для рециркуляции.

Основное назначение лимфы — иммунологическая защита; выводит из организма чужеродные бактерии и другие агенты. Лимфа содержит продукты жизнедеятельности, белки, антитела и мертвые клетки, а также микробы. Лимфоидные органы состоят из лимфоидной ткани и являются местом образования и активации различных иммунных клеток.

До недавнего времени считалось, что в головном и спинном мозге отсутствует лимфатическая система. Однако недавно было продемонстрировано существование своего рода мозговой лимфатической системы. Эта макроскопическая система удаления отходов называется глимфатической системой из-за ее зависимости от глиальные клетки и его функции гомологичны функциям лимфатической системы в центральной нервной системе.

В этой статье мы исследуем глимфатическая система

, его основные функции и значение этого открытия для лечения нейродегенеративных заболеваний.

• Связанная статья: «12 систем человеческого тела (и как они работают)»

Что такое глимфатическая система?

Глимфатическая система представляет собой сеть сосудов, используемых для удаления отходов из центральной нервной системы. или ЦНС. Эта система особенно активна, когда мы спим, она выводит токсины и другие отходы метаболизма мозга. Недавние исследования показали, что глимфатическая система со временем может нарушаться и функционировать хуже; это было предложено как возможная причина некоторых нейродегенеративные заболевания.

глимфатическая система является мозговым и спинным аналогом лимфатической системы. Лимфатическая система поддерживает иммунную систему и обеспечивает путь, параллельный системе кровообращения, для удаления жидкости из организма. Эта система транспортирует избыточную интерстициальную жидкость, белки и отходы из различных органов и тканей организма. Эти вещества выбрасываются для регулирования объема жидкости и осмотического давления; это очень важно, потому что неспособность удалить эти растворимые белки может вызвать серьезные закупорки.

Любая закупорка лимфатических протоков может иметь драматические последствия. При слоновости, заболевании, вызываемом лимфатическими паразитами, возникает хронический отек, когда прекращается клиренс лимфы и накапливаются интерстициальные растворы.

Как это ни парадоксально, лимфатическая система не распространяется на центральную нервную систему: головной и спинной мозг. До открытия системы гинглафатико было выдвинуто несколько гипотез о том, как мозг выводит отходы.

• Вам может быть интересно: «Части нервной системы: функции и анатомические структуры»

модель очистки мозга

Мозг, как и все органы нашего тела, производит метаболические отходы, все ферментативные реакции производят отходы, которые необходимо устранить. глимфатическая система состоит из водных каналов и использует спинномозговую жидкость в качестве транспортной жидкости..

спинномозговая жидкость (ЦСЖ) представляет собой прозрачную бесцветную жидкость, окружающую головной и спинной мозг. Его основная функция — защита: он помогает смягчить удары или травмы. Также отвечает за удаление продуктов жизнедеятельности из нервной системы. Однако способ, которым различные остатки обменивались между мозговой тканью и спинномозговой жидкостью, является недавним открытием.

Исследование 2012 года под руководством М. Недергаард и исследователи из Университета Рочестера использовали двухфотонную флуоресцентную визуализацию для изучения паутинной спинномозговой жидкости живых мышей. С помощью микроскопии с двухфотонным возбуждением in vivo команда из Рочестера смогла наблюдать за потоком спинномозговой жидкости в режиме реального времени без необходимости сверления отсека.

Согласно их выводам, Спинномозговая жидкость обменивается с интерстициальной жидкостью, окружающей головной мозг, через параваскулярные пространства. которые окружают большие вены и облегчают дренаж.

В норме спинномозговая жидкость отделяется от мозговой ткани, препятствуя обмену веществ. Однако традиционная модель гидродинамики спинномозговой жидкости была поставлена ​​под сомнение. Теперь мы знаем, что спинномозговая жидкость способна поступать в пространства рядом с мельчайшими кровеносными сосудами, достигающими головного мозга (пространства Вирхова). Там он может обмениваться с интерстициальной жидкостью; Это происходит благодаря каналу, образованному астроциты. Ножки этих глиальных клеток окружают пространство, окружающее капилляры головного мозга, образуя глимфатические каналы. Где циркулирует интерстициальная жидкость головного мозга?

Обмен материалами через глимфатический транспорт осуществляется за счет еще частично неизвестных источников энергии. В основном энергия получается за счет пульсации артерий и давления, создаваемого при выработке спинномозговой жидкости. Продукты жизнедеятельности, такие как белки и метаболиты, удаляются из ткани головного мозга и транспортируются в спинномозговую жидкость для утилизации. Примерно 50% спинномозговой жидкости достигает шейных лимфатических узлов для фильтрации.

• Связанная статья: «Лимфатическая система: характеристика, части и функции»

Что влияет на работу глимфатической системы?

Способность лимфатической системы функционировать должным образом зависит от нескольких физиологических аспектов различных органов нашего тела. К ним относятся иммунная система, сердечная система и система кровообращения. Образ жизни, болезни и воспаления могут оказывать негативное влияние на глимфатическую систему. Эти изменения могут привести к замедлению лимфатического дренажа., негативно влияющие на здоровье организма в целом и главным образом на головной мозг.

Исследования показали, что лимфатическая система более эффективна и надежна, когда сердце работает, кровь течет, тело расслаблено, а мозг наслаждается спокойным сном.

Мозг выполняет хозяйственные функции во время сна. Это связано с тем, что в это время более активна глимфатическая система. Обмен между спинномозговой жидкостью и интерстициальной жидкостью более эффективен за счет увеличения внеклеточного пространства.

Различные исследования показали, что во время сна он расширяется на 60%. На основании этих результатов считается, что увеличение лимфатического клиренса в ночное время может быть одной из причин восстановительных свойств сна.

Процесс старения влияет на глимфатический транспорт, особенно на канал, экспрессируемый астроцитами, который выполняет большую часть системного обмена. Канал также может ухудшиться из-за лишения сна. Некоторые исследования показали, что физические упражнения могут смягчить эти эффекты у мышей. Это говорит о том, что физическая активность может иметь нейропротекторную функцию.

Взаимосвязь глимфатической системы и нейродегенеративных заболеваний

Некоторые нейродегенеративные заболевания может быть вызвано возрастными изменениями функции лимфатических узлов. К ним относятся изменения в глиальных клетках, ответственных за формирование лимфатических сосудов, снижение выработки спинномозговой жидкости сосудистые сплетения уменьшение гибкости и артериальной пульсации, которые обеспечивают необходимую энергию для обмен с интерстициальной жидкостью и снижение способности спинномозговой жидкости двигаться через мозг.

Глимфатическая система удаляет крупные белки из мозга во время сна. Одним из таких белков является бета-амилоид, который является основным компонентом мозговых бляшек, связанных с болезнью Альцгеймера. Поражение глимфатической системы также может быть связано с инсультом и распространяющейся корковой депрессией.

Исследователи полагают, что усиление глимфатического транспорта потенциально может отсрочить начало болезни Альцгеймера и других нейродегенеративных заболеваний. Эксперименты на животных показывают, что снижение глимфатического транспорта часто предшествует заболеванию; следовательно, они позволили бы нам заключить, что усиление глимфатического транспорта может помочь отсрочить начало заболевания.

Взаимосвязь между глиффатической функцией и физическими упражнениями открывает возможность новых методов лечения нейродегенеративных заболеваний. Эти методы лечения, вероятно, будут более эффективными, если их назначать на ранних стадиях прогрессирования деменции. Методы оценки глимфатического потока с помощью магнитно-резонансной томографии или позитивной эмиссионной томографии в настоящее время разрабатываются в качестве средств клинической диагностики.

Глимфатическая система может иметь больше функций, чем удаление отходов. Исследования показывают, что в будущем он также может быть задействован в доставке факторов роста и лекарств.