Forståelse af det glymphatiske system

Materialet nedenfor er tilpasset fra SfN Short Course The Glymphatic System, af Nadia Aalling, MSc, Anne Sofie Finmann Munk, BSc, Iben Lundgaard, PhD, og Maiken Nedergaard, MD, DMSc. Short Courses er daglange videnskabelige kurser om nye neurovidenskabelige emner og forskningsteknikker, der afholdes dagen før SfN’s årsmøde.

Det glymphatiske system er et netværk af kar, der fjerner affaldsstoffer fra centralnervesystemet (CNS), for det meste under søvn. Nye beviser tyder på, at det glymphatiske system kan være forstyrret i og bidrage til nogle sygdomme i hjernen.

Cerebrospinalvæske (CSF) flyder langs arterierne og presses ind i rummene ved siden af de mindre blodkar, der kommer ind i hjernen. Der udveksles den med interstitielvæske – den væske, der omgiver hjernens celler – ofte gennem en kanal, der udtrykkes af astrocytter, gliaceller, hvis fødder omgiver rummet omkring hjernens kapillærer og danner det glymphatiske vaskulatur.

Glymphatisk transport bruger energi fra arteriernes pulsering og fra det tryk, der skabes, når CSF laves, samt fra endnu ukendte kræfter. Denne udveksling resulterer i opsamling af affaldsprodukter, såsom metabolitter og proteiner, og deres overførsel til CSF, som transporterer dem ud af hjernen til steder, hvor CSF drænes.

Det glymphatiske system er mest aktivt under søvn hos gnavere, og mindst aktivt, mens dyrene er vågne.

Forskere har vist, at mens dyrene sover, øges det interstitielle rum også i volumen, hvilket tyder på, at den øgede glymphatiske aktivitet er muliggjort af, at der er mere plads til rådighed til udveksling mellem interstitiel og cerebrospinalvæske.

Søvnmangel påvirker systemet ved at påvirke placeringen af den astrocytudtrykte kanal, gennem hvilken en stor del af udvekslingen finder sted. Aldring forstyrrer også den glymphatiske funktion og den korrekte lokalisering af denne kanal, men motion kan afbøde aldringens skadelige virkninger hos mus, hvilket peger på en mulig måde, hvorpå motion er neuroprotekstgivende.

Rettighederne til, at aldring kan forstyrre den glymphatiske funktion, omfatter: nedsat CSF, nedsat fleksibilitet og dermed pulsering af arterierne og ændringer i de gliaceller, der skaber de glymphatiske kar. Hjernealdring er en af de primære medvirkende faktorer til udvikling af neurologiske sygdomme.

En primær årsag til mange neurodegenerative sygdomme, som f.eks. Alzheimers sygdom (AD), er proteinaggregering.

Under søvn eller bedøvelse hos gnavere rydder det glymphatiske system aggregerede proteiner som f.eks. amyloid beta, hovedbestanddelen af de plaques, der dannes i hjernen under AD. Ophobning af amyloid-beta-protein kunne yderligere reducere den glymphatiske transport. Mennesker med AD sover dårligere end deres raske modstykker, hvilket også kunne reducere det glymphatiske systems funktion.

Ud over dets mulige funktion i AD kan nedsat glymphatisk system også spille en rolle ved traumatisk hjerneskade, kortikal spredningsdepression og slagtilfælde.

Dyremodeller har vist, at nedsat glymphatisk transport kan gå forud for udviklingen af AD; derfor opstiller forskerne en hypotese om, at øget glymphatisk transport kunne udskyde sygdomsudbruddet.

Fundet af, at motion synes at opretholde den glymphatiske funktion, kan føre til nye behandlinger, der sandsynligvis vil være mest effektive, når de anvendes tidligt i sygdomsudbruddet. Metoder til vurdering af glymphatisk flow med magnetisk resonansbilleddannelse eller positiv emissionstomografi er i øjeblikket under udvikling som kliniske diagnostiske værktøjer.

Det er også muligt, at fremtidigt arbejde på det glymphatiske system vil afsløre funktioner for det ud over affaldsoprensning, f.eks. levering af vækstfaktorer eller lægemidler.