Porozumění glymfatickému systému

Níže uvedený materiál je převzat z krátkého kurzu SfN The Glymphatic System, jehož autory jsou Nadia Aalling, MSc, Anne Sofie Finmann Munk, BSc, Iben Lundgaard, PhD, a Maiken Nedergaard, MD, DMSc. Short Courses jsou jednodenní vědecká školení o nových neurovědních tématech a výzkumných technikách, která se konají den před výročním zasedáním SfN.

Glymfatický systém je síť cév, které odstraňují odpadní látky z centrálního nervového systému (CNS), většinou během spánku. Nejnovější poznatky naznačují, že glymfatický systém může být narušen u některých onemocnění mozku a přispívat k nim.

Cerebrospinální tekutina (CSF) proudí podél tepen a je vytlačována do prostor vedle menších cév, které vstupují do mozku. Tam se vyměňuje s intersticiální tekutinou – tekutinou obklopující mozkové buňky – často kanálem vyjádřeným astrocyty, gliovými buňkami, jejichž nožičky obklopují prostor kolem mozkových kapilár a tvoří glymfatické cévy.

Glymfatický transport využívá energii z pulzujících tepen a z tlaku, který vzniká při tvorbě CSF, a také z dosud neznámých sil. Výsledkem této výměny je shromažďování odpadních produktů, jako jsou metabolity a bílkoviny, a jejich přenos do mozkomíšního moku, který je odvádí z mozku do míst, kam mozkomíšní mok odtéká.

Glymfatický systém je u hlodavců nejaktivnější během spánku a nejméně aktivní, když jsou zvířata vzhůru.

Výzkumníci prokázali, že zatímco zvířata spí, zvětšuje se také objem intersticiálního prostoru, což naznačuje, že zvýšená aktivita glymfatického systému je umožněna větší dostupností prostoru pro výměnu intersticiální a mozkomíšní tekutiny.

Spánková deprivace ovlivňuje systém tím, že ovlivňuje umístění kanálu exprimovaného astrocyty, přes který probíhá velká část této výměny. Stárnutí také narušuje glymfatickou funkci a správnou lokalizaci tohoto kanálu, ale cvičení může zmírnit škodlivé účinky stárnutí u myší, což ukazuje na jeden z možných způsobů, jakým je cvičení neuroprotektivní.

Důvody, proč by stárnutí mohlo narušit glymfatickou funkci, zahrnují: snížení množství mozkomíšního moku, snížení pružnosti, a tedy pulzování arterií, a změny v gliových buňkách, které vytvářejí glymfatické cévy. Stárnutí mozku je jedním z hlavních faktorů přispívajících k rozvoji neurologických onemocnění.

Primární příčinou mnoha neurodegenerativních onemocnění, jako je Alzheimerova choroba (AD), je agregace proteinů.

Během spánku nebo anestezie u hlodavců glymfatický systém odstraňuje agregované bílkoviny, jako je amyloid beta, hlavní složka plaků, které se tvoří v mozku při AD. Nahromadění bílkoviny amyloidu beta by mohlo dále snížit glymfatický transport. Lidé s Alzheimerovou chorobou spí hůře než jejich zdraví vrstevníci, což by také mohlo snižovat funkci glymfatického systému.

Kromě možné funkce u Alzheimerovy choroby může porucha glymfatického systému hrát roli také při traumatickém poškození mozku, depresi kortikálního šíření a mrtvici.

Zvířecí modely ukázaly, že snížený glymfatický transport může předcházet rozvoji Alzheimerovy choroby; vědci proto předpokládají, že zvýšení glymfatického transportu by mohlo nástup choroby oddálit.

Zjištění, že cvičení zřejmě udržuje glymfatickou funkci, by mohlo vést k novým léčebným postupům, které budou pravděpodobně nejúčinnější, pokud budou použity na počátku onemocnění. V současné době se vyvíjejí způsoby hodnocení glymfatického toku pomocí magnetické rezonance nebo pozitivní emisní tomografie jako klinických diagnostických nástrojů.

Je také možné, že budoucí práce na glymfatickém systému odhalí i jiné jeho funkce, než je odstraňování odpadu, například dodávání růstových faktorů nebo léčiv.