A glimfatikus rendszer megértése

Az alábbi anyag a Nadia Aalling, MSc, Anne Sofie Finmann Munk, BSc, Iben Lundgaard, PhD és Maiken Nedergaard, MD, DMSc által összeállított SfN rövid tanfolyamból származik. A Short Courses egynapos tudományos képzések az új idegtudományi témákról és kutatási technikákról, amelyeket az SfN éves ülését megelőző napon tartanak.

A glimfatikus rendszer olyan érhálózat, amely a központi idegrendszerből (CNS) a salakanyagot üríti ki, főként alvás közben. A legújabb bizonyítékok arra utalnak, hogy a glimfatikus rendszer az agy egyes betegségeiben zavart szenvedhet és hozzájárulhat azok kialakulásához.

A gerincvelői folyadék (liquor) az artériák mentén áramlik, és az agyba bejutó kisebb erek melletti terekbe kényszerül. Ott kicserélődik az interstitialis folyadékkal – az agy sejtjeit körülvevő folyadékkal – gyakran egy olyan csatornán keresztül, amelyet az asztrociták fejtenek ki, olyan gliasejtek, amelyek lábai az agyi kapillárisok körüli teret veszik körül, így alkotva a glimphatikus érhálózatot.

A glimphatikus szállítás az artériák pulzálásából és a liquor keletkezésekor keletkező nyomásból, valamint egyelőre ismeretlen erőkből származó energiát használ. Ez a váltakozás a salakanyagok, például a metabolitok és a fehérjék összegyűjtését és a liquorba való átvitelét eredményezi, amely az agyból olyan helyekre szállítja őket, ahol a liquor lefolyik.

A glimfatikus rendszer a rágcsálókban alvás közben a legaktívabb, és akkor a legkevésbé aktív, amikor az állatok ébren vannak.

Kutatók kimutatták, hogy amíg az állatok alszanak, az intersticiális tér térfogata is megnő, ami arra utal, hogy a fokozott glimphatikus aktivitást az teszi lehetővé, hogy nagyobb tér áll rendelkezésre az intersticiális és az agy-gerincvelői folyadék közötti cseréhez.

Az alvásmegvonás úgy hat a rendszerre, hogy befolyásolja annak az asztrociták által kifejezett csatornának a helyét, amelyen keresztül a csere nagy része zajlik. Az öregedés szintén megzavarja a glimfatikus működést és e csatorna helyes lokalizációját, de a testmozgás egerekben képes enyhíteni az öregedés káros hatásait, ami arra utal, hogy a testmozgás egyik lehetséges módja a neuroprotektív hatásnak.

A glimfatikus működés megzavarásának okai a következők: a liquor csökkenése, az artériák csökkent rugalmassága és ezáltal pulzálása, valamint a glimfatikus ereket létrehozó gliasejtek változásai. Az agy öregedése az egyik elsődleges tényező, amely hozzájárul a neurológiai betegségek kialakulásához.

A számos neurodegeneratív betegség, például az Alzheimer-kór (AD) elsődleges oka a fehérjeaggregáció.

A rágcsálók alvása vagy altatása során a glimfatikus rendszer kiüríti az aggregált fehérjéket, például az amiloid bétát, amely az Alzheimer-kór során az agyban kialakuló plakkok fő összetevője. Az amiloid béta fehérje felhalmozódása tovább csökkentheti a glimfatikus transzportot. Az Alzheimer-kórban szenvedők kevésbé jól alszanak, mint egészséges társaik, ami szintén csökkentheti a glimfatikus rendszer működését.

Az Alzheimer-kórban betöltött lehetséges funkcióján kívül a glimfatikus rendszer károsodása szerepet játszhat a traumás agysérülésben, a kérgi terjedési depresszióban és a stroke-ban is.

Az állatmodellek azt mutatták, hogy a csökkent glimfatikus transzport megelőzheti az Alzheimer-kór kialakulását; ezért a tudósok feltételezik, hogy a glimfatikus transzport növelése késleltetheti a betegség kialakulását.

A megállapítás, hogy a testmozgás láthatóan fenntartja a glimfatikus funkciót, új kezelésekhez vezethet, amelyek valószínűleg akkor lesznek a leghatékonyabbak, ha a betegség kialakulásának korai szakaszában alkalmazzák őket. A glimfatikus áramlás mágneses rezonanciás képalkotással vagy pozitív emissziós tomográfiával történő értékelésének módjai klinikai diagnosztikai eszközként jelenleg fejlesztés alatt állnak.

Ez is lehetséges, hogy a glimfatikus rendszerrel kapcsolatos jövőbeli munka a salaktalanításon túli funkciókat tár fel, mint például a növekedési faktorok vagy gyógyszerek szállítása.

A glimfatikus rendszerrel kapcsolatos jövőbeli munka a salaktalanításon túli funkciókat is feltárja majd.