Neuere Bildgebende Verfahren Offenbart Glymphatic System – Bisher Unbekannte Reinigungs-System Im Gehirn

Eine bislang nicht erkannte-system, dass die Kanalisation Abfälle aus dem Gehirn in einem rasanten clip entdeckt wurde von Neurowissenschaftlern der Universität von Rochester Medical Center. Die Ergebnisse wurden online veröffentlicht August 15 in Science Translational Medicine.

Die hoch organisierte system wirkt wie eine Reihe von Rohren, die Huckepack auf das Gehirn die Blutgefäße, so eine Art Schatten-Sanitär-system, das scheint zu dienen viel die gleiche Funktion im Gehirn, wie das lymphatische system funktioniert im rest der body – to drain away waste products.

„Abfälle clearance ist von zentraler Bedeutung für jedes organ, und es wurden langjährige Fragen über, wie das Gehirn entledigt sich seiner Abfälle“, sagt Maiken Nedergaard, M. D., D. M. Sc., senior-Autor des Papiers und co-Direktor der Universität Zentrum für Translationale Neuromedicine. „Diese Arbeit zeigt, dass das Gehirn reinigt sich selbst in einer organisierten Art und Weise und in einem viel größeren Umfang als bisher realisiert worden.

„Wir sind zuversichtlich, dass diese Ergebnisse haben Auswirkungen für viele Bedingungen, um das Gehirn, wie Schädel-Hirn-Trauma, Alzheimer, Schlaganfall und Parkinson-Krankheit,“ fügte Sie hinzu.

Nedergaard hat das team nannte das neue system „die glymphatic system“, da es funktioniert ähnlich wie das lymphatische system, sondern wird geleitet von Gehirn-Zellen, den sogenannten Gliazellen. Das team die Ergebnisse bei Mäusen, deren Gehirne sind bemerkenswert ähnlich wie das menschliche Gehirn.

Wissenschaftler haben bekannt, dass die Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit oder CSF spielt eine wichtige Rolle Reinigung Gehirn Gewebe, Abtransport Abfälle und tragen Nährstoffe zum Gehirn Gewebe durch einen Prozess, der als diffusion. Das neu entdeckte system zirkuliert CSF in jede Ecke des Gehirns viel effizienter, durch das, was Wissenschaftler nennen bulk-Strömung und Konvektion.

„Es ist, als wenn das Gehirn hat zwei Müll-Schlepper – eine langsame, die wir kennen, und eine schnelle ein, dass wir uns gerade erst kennengelernt“, sagt Nedergaard. „Angesichts der hohen rate des Stoffwechsels im Gehirn, und seine exquisite Empfindlichkeit, ist es nicht verwunderlich, dass seine Mechanismen zu befreien sich von Abfällen sind mehr spezialisiert und umfassender als bisher realisiert.“

Während die bisher entdeckt-system funktioniert eher wie ein Rinnsal, sickert CSF durch Hirngewebe, das neue system ist unter Druck, drängen große Mengen von Liquor durch das Gehirn jeden Tag zu tragen Abfall mehr Nachdruck zu verleihen.

Die glymphatic system ist wie eine Schicht von Rohrleitungen, die Sie umgibt das Gehirn bereits existierenden Blutgefäßen. Das team fand heraus, dass die Glia-Zellen, die sogenannten Astrozyten Verwendung Projektionen bekannt als „end-Fuß“ bilden ein Netzwerk von Leitungen rund um die Außenseiten der Arterien und Venen im Gehirn – ähnlich wie ein Baldachin von Zweigen entlang einer waldreichen Straße könnte eine Art Kanal oberhalb der Fahrbahn.

Die Ende Füße sind gefüllt mit Strukturen bekannt, die als Wasser-Kanäle oder Aquaporine, die bewegen CSF durch das Gehirn. Das team fand heraus, dass die CSF gepumpt wird, in das Gehirn entlang der Kanäle, surround-Arterien, dann spült durch, Hirngewebe vor dem sammeln in den Kanälen rund um Venen und der Ableitung aus dem Gehirn.

Wie hat sich dieses system blieb die Ankündigung von Wissenschaftlern bis jetzt?

Die Wissenschaftler sagen, das system funktioniert nur, wenn Sie intakt sind und in das lebendige Gehirn, macht es sehr schwer zu studieren für ältere Wissenschaftler, die nicht direkt visualisieren, CSF-fließen in ein lebendes Tier, und oft hatte, um zu studieren Abschnitte von Gehirn Gewebe, dass bereits gestorben. Die Untersuchung der Wohn -, ganze Gehirn, das team verwendet eine Technik, bekannt als zwei-Photonen-Mikroskopie, die es den Wissenschaftlern erlaubt, Blick auf den Fluss von Blut, Liquor und anderen Substanzen in das Gehirn eines lebenden Tieres.

Während einige Wissenschaftler vor zwei oder drei Jahrzehnten stellten die Hypothese auf, dass die CSF-Fluss im Gehirn ist umfangreicher als realisiert worden, Sie waren nicht in der Lage, es zu beweisen, weil die Technologie zu betrachten das system in einem lebenden Tier nicht existieren zu diesem Zeitpunkt.

„Es ist ein hydraulisches system“, sagt Nedergaard. „Sobald Sie es öffnen, brechen Sie die verbindungen, und es kann nicht untersucht werden. Wir sind glücklich genug, um in Technologie, die uns erlaubt, zu studieren, das system intakt, um zu sehen, in Betrieb.“

Erstautor Jeffrey Iliff, Ph. D., ein Forschungs-Assistent professor in der Nedergaard lab, nahm Sie einen tiefen Einblick in das amyloid-beta-protein, das sich im Gehirn von Patienten mit Alzheimer-Krankheit. Er fand, dass mehr als die Hälfte der amyloid-entfernt aus dem Gehirn einer Maus unter normalen Bedingungen entfernt wird, die über die glymphatic system.

„Das Verständnis, wie das Gehirn meistert mit Abfällen ist entscheidend. In jedem organ, Abfälle clearance ist als basic ein Problem, wie Nährstoffe geliefert werden. Im Gehirn, es ist ein besonders Interessantes Thema, da im wesentlichen alle neurodegenerativen Erkrankungen, einschließlich Alzheimer-Krankheit, protein-Abfälle sammelt und schließlich erstickt und tötet das neuronale Netzwerk des Gehirns“, sagte Iliff.

„Wenn die glymphatic system nicht reinigen das Gehirn, wie es gemeint ist, entweder als eine Folge des normalen Alterungsprozesses, oder Reaktion auf Verletzung des Gehirns, Abfälle kann beginnen akkumulieren im Gehirn. Dies kann sein, was geschieht mit amyloid-Ablagerungen bei der Alzheimer-Krankheit,“ sagte Iliff. „Vielleicht ist die Erhöhung der Aktivität des glymphatic system könnte helfen, verhindern, dass amyloid-Ablagerung aus dem Aufbau oder könnte bieten eine neue Art und Weise zu reinigen, Ablagerungen von material in den etablierten Alzheimer-Krankheit,“ fügte er hinzu.

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