Биологи выяснили, как мозг избавляется от мусора

Неизвестный ранее механизм очистки мозга от образующихся "отходов" выявили исследователи из университетов Рочестера, Стоуни-Брука и Осло.

Напомним, что каждый орган организма производит "отходы" и мозг - не исключение. При этом удалять продукты метаболизма не менее важно, чем поставлять тканям питательные вещества

Человеческое тело избавляется от накопленных веществ при помощи лимфы. Правда, сеть лимфатических сосудов, опутывающая организм, не распространяется на мозг. Учёные долгое время пытались понять, как же главный мыслительный орган избавляется от собирающегося "мусора".

Оказалось, что у головного мозга существует своя "канализационная" система, которая избавляет его от ненужных более веществ, буквально смывая их с поверхности сосудов. Американские и шведские биологи установили это, проведя исследование мозга мышей при помощи нового метода формирования изображений живых тканей.

Ещё в 1980-х годах некоторые исследователи выдвинули предположение, что очистку осуществляет спинномозговая жидкость, которая "хранит" головной мозг внутри черепа. Жидкость вкачивается в черепную коробку и выкачивается обратно, выводя с собой все вредные вещества. Впрочем, определить это наверняка учёные не смогли, не хватало инструментов.

Группа Джеффри Илиффа (Jeffrey Iliff) нашла способ изучить происходящее в реальном времени, прямо в работающем мозге грызуна. Для этого биологи использовали двухфотонный лазерный микроскоп, который позволяет заглядывать вглубь тканей.

Учёные установили, что спинномозговая жидкость протекает по похожим на трубы белковым структурам, окружающим кровеносные сосуды головного мозга. Жидкость уносит с собой весь метаболический "мусор", накопившийся между клетками. Вытекает жидкость по крупным венам.

Изучив процесс очистки в деталях, Илифф и его коллеги решили проверить, что будет, если лишить мышей этих белковых очистных сооружений. Для этого биологи остановили течение спинномозговой жидкости, дезактивировав систему, которая помогает поставлять центральной нервной системе воду.

Эта система включает в себя похожие на звёздочки клетки - астроглию. Вероятно, глиальные клетки, которые также поддерживают и защищают нейроны, играют ключевую роль в регуляции очистных сооружений мозга. Команда Илиффа назвала новую систему глимфатической, указав таким образом на значимость, как глиальных клеток, так и лимфатической системы.

Но вернёмся к остановке работы мозговой "канализации". Учёные установили, что головной мозг в этом случае на 70% медленнее избавляется от накапливающихся отходов.

Результаты своей работы биологи описали в журнале Science Translational Medicine. Они полагают, что их открытие поможет в борьбе с болезнью Альцгеймера и прочими заболеваниями, которые провоцирует накопление метаболитов в нервной системе.

Здоровый мозг производит амилоидные белки (amyloid) в нормальном количестве, организм вычищает эти соединения достаточно часто. "При болезни Альцгеймера белки накапливаются и накапливаются, образуя бляшки, которые не позволяют мозгу нормально работать", - предполагает Илифф.

В теории побороть ухудшение мыслительных и прочих происходящих в мозге процессов можно, улучшив работу обнаруженных очистных сооружений. "Надо только найти систему регуляции, включения "слива", - говорит Джеффри. Такой подход может пригодиться для лечения болезни Паркинсона, а также для борьбы с последствиями инсультов.