Назад
Новое исследование показывает, что отходосомы - структуры, служащие контейнерами для отходов жизнедеятельности мозга - свидетельствуют о нарушении работы глимфатической системы, недавно открытой системы, которая является важным механизмом очистки мозга.
Исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), было проведено исследовательской группой из Университета Барселоны.
Отходосомы или амилазные тельца человеческого мозга были впервые описаны в 1837 году известным анатомом и физиологом Яном Пуркинье. На протяжении более 150 лет функции этих структур вызывали много сомнений и споров среди экспертов. "За долгую историю изучения этих структур было порождено много и разнообразных гипотез об их природе и значении", - отмечают исследователи.
Исследование, опубликованное в 2019 году также в журнале PNAS под руководством тех же авторов, показало, что амилазные тельца действуют как контейнеры для отработанных веществ из мозга и могут быть изгнаны астроцитами (клетками, которые их вырабатывают) в спинномозговую жидкость. Позже та же группа предложила для амилоидных тел термин wasteosomes, что означает "тельца, содержащие отработанные продукты". Этот термин был предложен потому, что он подчеркивает поглощение этих веществ и позволяет избежать терминологической путаницы, которую порождает сходство термина amylacea с амилоидными белками, характерными для некоторых нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера.
В новой работе приводятся доказательства того, что увеличенные отходосомы в мозге человека являются проявлением хронической недостаточности глимфатической системы, которая отвечает за очищение паренхимы мозга. До настоящего времени для определения ее функционирования использовались термины "недостаточность глимфатической системы" или "дисфункция глимфатической системы". В новой статье понятие "глимфатическая недостаточность" определяется как неспособность глимфатической системы должным образом выполнять функцию очистки мозга. Это позволяет говорить о том, что недостаточность может быть острой или хронической, в зависимости от длительности процесса, и уточнить, что недостаточность может быть вызвана сбоем самой глимфатической системы или перепроизводством отработанных веществ, превышающим очистительную способность этой системы.
"Независимо от того, острый или хронический процесс, и вызван ли он сбоем в работе глимфатической системы или перепроизводством отработанных веществ, результатом глимфатической недостаточности будет накопление отработанных веществ в паренхиме мозга, в частности, в областях, пораженных этой недостаточностью", - объясняют исследователи.
Определив понятие хронической глимфатической недостаточности, исследователи приводят доказательства того, что повышенное количество отходосом или крахмальных телец в мозге человека является проявлением хронической недостаточности глимфатической системы. Первым указанием на эту взаимосвязь является то, что большинство факторов, которые связаны с большим количеством отходосом, такие как старение, некоторые сердечно-сосудистые заболевания и плохое качество сна, также связаны с нарушениями в работе глимфатической системы. "Следует отметить, что глимфатическая система демонстрирует выраженный циркадный ритм и что ее очистительная функция происходит в основном во время сна", - заявляют исследователи. Более того, было показано, что области мозга, в которых обычно содержится наибольшее количество отходосом, часто связаны с дренажными зонами этой очистительной системы.
Эти факты, связывающие отходосомы с глимфатической недостаточностью, вместе с наблюдением, что отходосомы редко обнаруживаются у молодых людей или при острых заболеваниях - следовательно, это медленно формирующиеся структуры - позволили установить конкретную связь между отходосомами и хронической глимфатической недостаточностью. Таким образом, по мнению исследователей, "количество отходосом может считаться маркером хронической глимфатической недостаточности, и поэтому может показать нам, существует ли этот тип недостаточности и в каких частях мозга он возникает".
По мнению исследователей, эти знания должны облегчить изучение лимфатической недостаточности и позволить установить, какие переменные оказывают наибольшее влияние на функционирование или нарушение работы этой системы. "Более того, - добавляют они, - тот факт, что они являются маркерами хронической лимфатической недостаточности, придает им клиническое значение, которого они не имели до сих пор и которое подвергалось сомнению в течение многих лет".
В исследовании также упоминается ряд элементов и доказательств, свидетельствующих о том, что хроническая лимфатическая недостаточность является фактором риска нейродегенеративных заболеваний, особенно нейродегенеративных заболеваний, которые связаны с агрегацией определенных фибриллярных белков, таких как β-амилоидный белок при болезни Альцгеймера, фосфорилированный тау при фронтотемпоральной деменции и самой болезни Альцгеймера, или α-синуклеин при болезни Паркинсона. "В случае лимфатической недостаточности выведение этих белков ограничено, и все указывает на то, что это способствует развитию этих заболеваний. Поскольку отходосомы могут предоставить информацию о переменных, которые вызывают глимфатическую недостаточность, и могут помочь найти стратегии борьбы с ней, они могут помочь разработать стратегии для снижения риска развития этих заболеваний", - отмечают исследователи.
В зависимости от наличия отходосом, текущие знания, похоже, указывают на то, что старение, хронические нарушения сна и некоторые сердечно-сосудистые заболевания являются переменными, которые оказывают наибольшее влияние на лимфатическую систему. "В любом случае, исследования в области глимфатической системы растут экспоненциально, и многие исследовательские группы сосредоточены и сконцентрированы на них, что позволяет предположить, что вскоре будут получены новые и выдающиеся результаты", - заключают авторы.
Riba, M., et al. Отходосомы (corpora amylacea) как отличительный признак хронической глимфатической недостаточности (аннотация).
В различных органах и тканях лимфатическая система служит дренажной системой для интерстициальной жидкости и полезна для удаления веществ, которые в противном случае накапливались бы в интерстиции.
В мозге, где отсутствует лимфатическая циркуляция, функцию дренажа и очистки выполняет глимфатическая система, названная так из-за ее зависимости от глиальных клеток и сходства с функцией лимфатической системы. В настоящей статье мы определяем глимфатическую недостаточность как неспособность глимфатической системы должным образом выполнять функцию очистки мозга. Более того, мы предполагаем, что corpora amylacea или wasteosomes, которые являются защитными структурами, действующими как контейнеры для отходов и накапливающими отработанные продукты, на самом деле являются проявлением хронической глимфатической недостаточности. Исходя из этой предпосылки, мы даем объяснение, которое связывает формирование, распределение, структуру и функцию этих телец в мозге человека. Более того, мы открываем новые перспективы в изучении глимфатической системы, поскольку отходосомы могут предоставить информацию о том, какие переменные оказывают наибольшее влияние на глимфатическую систему и какие заболевания возникают при хронической глимфатической недостаточности. Например, исходя из наличия отходосом, можно предположить, что старение, нарушения сна и цереброваскулярные патологии оказывают наибольшее влияние на глимфатическую систему, в то время как нейродегенеративные заболевания имеют более ограниченное воздействие. Более того, поскольку глимфатическая недостаточность является фактором риска развития нейродегенеративных заболеваний, информация, предоставляемая отходосомами, может помочь определить стратегии и действия, которые могут предотвратить нарушения глимфатической системы, тем самым ограничивая риск развития нейродегенеративных заболеваний.
