Att förstå det lymfatiska systemet

Materialet nedan är anpassat från SfN:s kortkurs Det lymfatiska systemet, av Nadia Aalling, MSc, Anne Sofie Finmann Munk, BSc, Iben Lundgaard, PhD, och Maiken Nedergaard, MD, DMSc. Short Courses är dagslånga vetenskapliga utbildningar om nya neurovetenskapliga ämnen och forskningstekniker som hålls dagen före SfN:s årsmöte.

Det glympatiska systemet är ett nätverk av kärl som rensar bort avfall från det centrala nervsystemet (CNS), främst under sömnen. Nya bevis tyder på att det glymphatiska systemet kan vara stört i och bidra till vissa sjukdomar i hjärnan.

Cerebrospinalvätska (CSF) flyter längs med artärerna och tvingas in i utrymmena bredvid de mindre blodkärlen som går in i hjärnan. Där utbyts den med interstitiell vätska – den vätska som omger hjärnans celler – ofta genom en kanal som uttrycks av astrocyter, gliaceller vars fötter omger utrymmet runt hjärnans kapillärer och som bildar det glymphatiska kärlsystemet.

Den glymphatiska transporten använder sig av energi från pulserande artärer och från det tryck som skapas när CSF tillverkas, samt från ännu okända krafter. Detta utbyte resulterar i att avfallsprodukter, såsom metaboliter och proteiner, samlas upp och överförs till CSF, som transporterar dem ut ur hjärnan till platser där CSF dräneras.

Det glymphatiska systemet är mest aktivt under sömnen hos gnagare, och minst aktivt när djuren är vakna.

Forskare har visat att när djuren sover ökar även interstitialutrymmet i volym, vilket tyder på att den ökade glymphatiska aktiviteten möjliggörs av den större tillgången på utrymme för utbytet mellan interstitial- och cerebrospinalvätska.

Sömnbrist påverkar systemet genom att påverka placeringen av den astrocytuttryckta kanalen genom vilken en stor del av utbytet sker. Åldrande stör också den glymphatiska funktionen och den korrekta lokaliseringen av denna kanal, men motion kan mildra åldrandets skadliga effekter hos möss, vilket pekar på ett möjligt sätt på vilket motion är neuroprotektiv.

Relaterade orsaker till att åldrande skulle kunna störa den glymphatiska funktionen är bland annat: minskad CSF, minskad flexibilitet och därmed pulserande artärer och förändringar i de gliaceller som skapar de glymphatiska kärlen. Hjärnans åldrande är en av de främsta bidragande faktorerna till att utveckla neurologiska sjukdomar.

En primär orsak till många neurodegenerativa sjukdomar, såsom Alzheimers sjukdom (AD), är proteinaggregation.

Under sömn eller bedövning hos gnagare rensar det glymphatiska systemet ut aggregerade proteiner som amyloid beta, huvudkomponenten i de plack som bildas i hjärnan under AD. Uppbyggnad av amyloid-beta-protein skulle kunna minska den glymphatiska transporten ytterligare. Personer med Alzheimers sjukdom sover sämre än sina friska motsvarigheter, vilket också skulle kunna minska det glympatiska systemets funktion.

Förutom dess möjliga funktion vid Alzheimers sjukdom kan försämring av det glympatiska systemet också spela en roll vid traumatisk hjärnskada, kortikal spridningsdepression och stroke.

Djurmodeller har visat att minskad glympatisk transport kan föregå utvecklingen av Alzheimers sjukdom; forskarna ställer sig därför bakom hypotesen att en ökning av den glympatiska transporten skulle kunna skjuta upp sjukdomsutbrottet.

Fyndet att träning verkar upprätthålla den glympatiska funktionen kan leda till nya behandlingar som troligen kommer att vara mest effektiva när de används tidigt i sjukdomsutvecklingen. Metoder för att bedöma glymphatiskt flöde med magnetisk resonanstomografi eller positiv emissionstomografi är för närvarande under utveckling som kliniska diagnostiska verktyg.

Det är också möjligt att framtida arbete om det glymphatiska systemet kommer att avslöja funktioner för det utöver avfallshantering, t.ex. leverans av tillväxtfaktorer eller läkemedel.