Understanding the Glymphatic System

Het onderstaande materiaal is overgenomen van de SfN Short Course The Glymphatic System, door Nadia Aalling, MSc, Anne Sofie Finmann Munk, BSc, Iben Lundgaard, PhD, en Maiken Nedergaard, MD, DMSc. Short Courses zijn dagvullende wetenschappelijke trainingen over opkomende neurowetenschappelijke onderwerpen en onderzoekstechnieken die de dag voor de jaarvergadering van SfN worden gehouden.

Het glymfestelsel is een netwerk van vaten dat afvalstoffen uit het centrale zenuwstelsel (CZS) verwijdert, meestal tijdens de slaap. Recent bewijs suggereert dat het glymfatische systeem kan worden verstoord in en bijdragen tot sommige ziekten van de hersenen.

Cerebrospinale vloeistof (CSF) stroomt langs de slagaders en wordt gedwongen in de ruimten naast de kleinere bloedvaten die de hersenen binnenkomen. Daar wisselt het met interstitiële vloeistof – de vloeistof die de hersencellen omgeeft – vaak via een kanaal dat wordt gevormd door astrocyten, gliacellen waarvan de voetjes de ruimte rond de haarvaten van de hersenen omgeven en zo de glymfatische vasculatuur vormen.

Glymfatisch transport gebruikt energie van pulserende slagaders en van de druk die ontstaat als CSF wordt aangemaakt, alsmede van nog onbekende krachten. Deze uitwisseling resulteert in het verzamelen van afvalstoffen, zoals metabolieten en eiwitten, en hun overbrenging naar CSF, dat ze uit de hersenen voert naar plaatsen waar CSF afvoert.

Het glymfatische systeem is het meest actief tijdens de slaap bij knaagdieren, en het minst actief terwijl de dieren wakker zijn.

Onderzoekers hebben aangetoond dat tijdens de slaap ook het volume van de interstitiële ruimte toeneemt, wat suggereert dat de verhoogde glymfatische activiteit mogelijk wordt gemaakt door de grotere beschikbaarheid van ruimte voor de uitwisseling tussen interstitiële en cerebrospinale vloeistof.

Slaaptekort beïnvloedt het systeem door de plaats te beïnvloeden van het door astrocyten uitgedrukte kanaal waardoor een groot deel van de uitwisseling plaatsvindt. Veroudering verstoort ook de glymfatische functie en de juiste lokalisatie van dit kanaal, maar oefening kan de schadelijke effecten van veroudering bij muizen verzachten, wat wijst op een mogelijke manier waarop oefening neuroprotectief is.

Redenen dat veroudering de glymfatische functie zou kunnen verstoren zijn: verminderde CSF, verminderde flexibiliteit en daardoor pulsering van de slagaders, en veranderingen in de gliale cellen die de glymfatische vaten creëren. Hersenveroudering is een van de belangrijkste factoren die bijdragen tot het ontstaan van neurologische ziekten.

Een primaire oorzaak van veel neurodegeneratieve ziekten, zoals de ziekte van Alzheimer (AD), is eiwitaggregatie.

Tijdens slaap of narcose bij knaagdieren ruimt het glymfestelsel geaggregeerde eiwitten op, zoals amyloïd-bèta, het belangrijkste bestanddeel van de plaques die zich in de hersenen vormen tijdens AD. Opbouw van amyloïd bèta-eiwit zou het glymfatische transport verder kunnen verminderen. Mensen met AD slapen minder goed dan hun gezonde tegenhangers, wat ook de functie van het glymfatisch systeem zou kunnen verminderen.

Naast de mogelijke functie in AD, kan de verslechtering van het glymfatisch systeem ook een rol spelen bij traumatisch hersenletsel, corticale spreiding depressie, en beroerte.

Diermodellen hebben aangetoond dat verminderd glymfatisch transport vooraf kan gaan aan de ontwikkeling van AD; daarom stellen wetenschappers de hypothese dat het verhogen van het glymfatisch transport het begin van de ziekte kan uitstellen.

De bevinding dat lichaamsbeweging de glymfatische functie in stand lijkt te houden, zou kunnen leiden tot nieuwe behandelingen die waarschijnlijk het meest effectief zullen zijn wanneer ze in een vroeg stadium van de ziekte worden toegepast. Manieren om glymfatische stroom met magnetische resonantiebeeldvorming of positieve emissietomografie te beoordelen zijn momenteel in ontwikkeling als klinische diagnostische hulpmiddelen.

Het is ook mogelijk dat toekomstig werk aan het glymfatische systeem functies zal onthullen die verder gaan dan het opruimen van afval, zoals het afgeven van groeifactoren of geneesmiddelen.