Група дослідників медичного центру Рочестерського університету під керівництвом датчанки Майкен Недергаард у експерименті на щурах здійснила науковий прорив у 2012 році. За допомогою складної оптоволоконної техніки, поєднання кількох видів мікроскопії та імуногістохімічних методів учені виявили в головному мозку надзвичайно тонкі канали, наповнені рідиною, які проходили через нервову тканину. До того моменту вчені не до кінця розуміли, яким чином мозок підтримує свою закриту екосистему і позбавляється відходів. Відкриту таким чином систему назвали глімфатичною (glymphatic): нею керують гліальні клітини головного мозку, але конструкцією та функціями вона нагадує лімфатичну. Це гліязалежна система периваскулярних каналів, за допомогою яких відбувається обмін між цереброспінальною та інтерстиційною рідинами.
Глімфатична система — високоорганізована макроскопічна система очищення відходів, яка використовує для утилізації унікальні периваскулярні тунелі, утворені астрогліальними клітинами. Це ключовий метаболічний орган центральної нервової системи. Взаємодіючи зі спинномозковою рідиною, глімфатична система сприяє ефективному виведенню розчинених білків і надлишкових продуктів обміну речовин із центральної нервової системи, тобто «промиванню» мозку. Окрім утилізації «відходів» глімфатична система також полегшує розподіл певних сполук у головному мозку: глюкози, ліпідів, амінокислот, факторів росту та нейромодуляторів тощо.
Глімфатична система функціонує здебільшого під час сну і значною мірою «вимикається» в стані неспання. При цьому найактивнішою вона є упродовж фази глибокого сну. Отже, біологічна потреба в тривалому сні може пояснюватися тим, що під час сну мозок повинен перейти в певний стан метаболічної активності, котрий дає змогу вивести потенційно нейротоксичні відходи.
Нещодавні дослідження також вказують на те, що функція глімфатичної системи пригнічується при різних захворюваннях, а її порушення може обумовлювати розвиток і прогресування нейродегенеративних розладів. Також виявилося, що активність нейронів прямо пов’язана з гуморальним транспортом у мозку, а активність глімфатичної системи — із віком: з роками цей показник значно знижується.
Унікальні особливості глімфатичної системи:
- напрям транспорту рідини, починаючи з надходження ліквору в періартеріальний простір з подальшим виходом «брудної» інтерстиціальної рідини вздовж перивенозних просторів;
- експортування продукту метаболізму – амілоїду-β;
- транспорт рідини залежно від поляризованої експресії водного каналу аквапорину 4 (AQP4) астроцитів;
- збільшення кліренсу метаболічних відходів під час сну.
Отже, глімфатична система є важливим компонентом мозку, який сприяє належному функціонуванню шляхом обмеження накопичення нейротоксичних речовин і сприяння розподілу поживних речовин, факторів росту та нейромодуляторів.
Підготувала: доцент ЗВО кафедри педіатрії та медичної генетики Хлуновська Людмила Юріївна
