كيف يقوم دماغك بإخراج القمامة؟
في دائرة الضوء هذه ، نقدم النظام الجليمفاوي: نظام التخلص من النفايات المخصص في الدماغ. الآن متورطون في ظروف مختلفة ، فقد حان الوقت لأن نتعرف.
كثير منا على دراية بالجهاز اللمفاوي نسبيًا. يؤدي عددًا من الأدوار ، أحدها هو إزالة النفايات الأيضية من الفجوات بين الخلايا ، والتي يشار إليها باسم الفضاء الخلالي.
ومع ذلك ، فإن الجهاز العصبي المركزي (CNS) ، الذي يتكون من الدماغ والحبل الشوكي ، لا يحتوي على أي أوعية لمفاوية حقيقية.
نظرًا لأن الجهاز العصبي المركزي نشط للغاية ، يمكن أن تتراكم النفايات الأيضية بسرعة.
كما أن الجهاز العصبي المركزي حساس جدًا للتقلبات في بيئته ، لذلك يحتاج الجسم إلى إزالة القمامة الخلوية بطريقة ما ، وهنا يأتي دور الجهاز الجليمفاوي.
قبل اكتشاف نظام التخلص من القمامة المعتمد على الدماغ ، اعتقد العلماء أن كل خلية على حدة تتعامل مع مخلفاتها الأيضية.
إذا أصبح الجهاز الخلوي مثقلًا أو تباطأ مع تقدمنا في العمر ، فإن القمامة الأيضية ستتراكم بين الخلايا. تشتمل هذه القمامة على منتجات مثل بيتا أميلويد - وهو البروتين المرتبط بمرض الزهايمر.
أستروجليا
مصطلح "glymphatic" صاغه Maiken Nedergaard ، عالم الأعصاب الدنماركي الذي اكتشف النظام. الاسم هو إشارة إلى الخلايا الدبقية ، والتي تعتبر حيوية لنظام التخلص من النفايات.
تحصل الخلايا الدبقية على تغطية قليلة نسبيًا ، مقارنة بالخلايا العصبية ، على الرغم من كونها عديدة في الدماغ. لطالما كانت تعتبر أكثر بقليل من خلايا دعم منخفضة ، لكنها تحظى الآن باحترام أكبر.
تحمي الخلايا الدبقية وتغذي وتعزل الخلايا العصبية. كما أنها تلعب دورًا في الجهاز المناعي ، وكما نعلم الآن ، في الجهاز الجليمفاوي.
على وجه الخصوص ، هناك نوع من الخلايا الدبقية المعروفة باسم Astroglia مهم. تسمح المستقبلات ، المسماة قنوات aquaporin-4 ، الموجودة في هذه الخلايا للسائل الدماغي النخاعي (CSF) بالانتقال إلى الجهاز العصبي المركزي ، مما يؤدي إلى إنشاء تيار ينقل السائل عبر النظام.
CSF هو سائل واضح يحيط بالجهاز العصبي المركزي ، مما يوفر له الحماية الميكانيكية والمناعة ، من بين أمور أخرى.
كما يعمل الجهاز الجليمفاوي ، الذي يعمل بشكل موازٍ للشرايين ، على تسخير نبضات الدم في الدورة الدموية للمساعدة في الحفاظ على حركة الأشياء.
عندما تتوسع الأوعية الدموية بشكل إيقاعي ، فإنها تدفع تبادل المركبات بين الفراغ الخلالي و CSF.
يتصل الجهاز الجليمفاوي بالجهاز الليمفاوي لبقية الجسم في الجافية ، وهو غشاء سميك من النسيج الضام يغطي الجهاز العصبي المركزي.
أهمية النوم
بعد اكتشاف Nedergaard ، أجرت سلسلة من التجارب على الفئران لتطوير فهم أفضل لكيفية عمل هذا النظام والوقت الذي كان فيه أكثر نشاطًا. على وجه الخصوص ، ركز الفريق على النوم ومرض الزهايمر.
وجدت نديرجارد وفريقها أن الجهاز الجليمفاوي كان مشغولاً للغاية أثناء نوم الحيوانات. أظهروا أن حجم الفراغ الخلالي زاد بنسبة 60٪ أثناء نوم الفئران.
عززت هذه الزيادة في الحجم أيضًا تبادل السائل النخاعي والسائل الخلالي ، مما أدى إلى تسريع إزالة الأميلويد. خلصوا إلى أن:
"قد تكون الوظيفة التصالحية للنوم نتيجة للإزالة المحسنة للنفايات السامة للأعصاب التي تتراكم في اليقظة [CNS]."
ألهم هذا العمل المبكر موجة من الدراسات الجديدة ، نُشر أحدثها هذا الشهر. درس الباحثون تأثير ارتفاع ضغط الدم على وظيفة الجهاز الجليمفاوي.
بمرور الوقت ، يؤدي ارتفاع ضغط الدم إلى فقدان الأوعية الدموية مرونتها ، وتصبح أكثر تيبسًا. نظرًا لأن النبض المنتظم لجدران الشرايين يحرك الجهاز الجليمفاوي ، فإن هذا التقوية يعيق وظيفته.
باستخدام نموذج الفئران لارتفاع ضغط الدم ، أوضح العلماء أن تصلب الشرايين الناتج عن ارتفاع ضغط الدم يتداخل مع الطريقة التي يعمل بها نظام التخلص من القمامة. منعه من التخلص بكفاءة من الجزيئات الكبيرة في الدماغ ، مثل بيتا أميلويد.
قد تساعد هذه النتيجة في تفسير سبب اكتشاف العلماء روابط بين ارتفاع ضغط الدم والتدهور المعرفي والخرف.
مرض الشلل الرعاش
مرض باركنسون هو حالة أخرى تتميز بتراكم البروتين في الدماغ. في هذه الحالة ، يكون البروتين هو alpha-synuclein.
دفع هذا بعض الباحثين إلى التساؤل عما إذا كان الجهاز الجليمفاوي متورطًا هنا أيضًا.
في مرض باركنسون ، هناك اضطراب في مسارات الدوبامين في الدماغ. تلعب هذه المسارات دورًا مهمًا في دورات النوم والاستيقاظ وإيقاعات الساعة البيولوجية ؛ لذلك ، غالبًا ما يعاني الأشخاص المصابون بمرض باركنسون من اضطرابات النوم.
تم نشر مراجعة في علم الأعصاب ومراجعات السلوك الحيوي يقترح أن أنماط النوم المتقطعة يمكن أن تعيق إزالة الحطام الجليمفاوي ، بما في ذلك ألفا سينوكلين ، مما يساعدها على التراكم في الدماغ.
صدمة الدماغ
ينتج الاعتلال الدماغي الرضحي المزمن عن الضربات المتكررة على الرأس ؛ كان يطلق عليه متلازمة "سكران الثعلب" لأنه يحدث في الملاكمين.
يمكن أن تشمل الأعراض فقدان الذاكرة وتغيرات الحالة المزاجية والارتباك والتدهور المعرفي.
يعتقد بعض الباحثين أن الاضطرابات التي تصيب الجهاز الجليمفاوي بسبب صدمة الدماغ قد تزيد من خطر الإصابة باعتلال دماغي رضحي مزمن.
كتب مؤلفو المراجعة أنه بعد إصابة الدماغ الرضحية ، فإن "الصعوبات في بداية النوم والمحافظة عليه هي من بين الأعراض الأكثر شيوعًا التي يتم الإبلاغ عنها."
كما رأينا ، يتداخل هذا مع التصفية الجليمفاوية للبروتينات من الفراغ الخلالي أثناء النوم.
في الوقت نفسه ، يمكن أن تتسبب هذه الأنواع من الإصابات في إعادة تحديد موقع قنوات aquaporin-4 - تلك المستقبلات المهمة على Astroglia التي تعتبر حيوية للتصفية الجليمفاوية - إلى وضع يعيق إزالة البروتينات غير المرغوب فيها من الفراغ الخلالي.
يعتقد المؤلفون أن اضطراب هذا النظام يمكن أن "يوفر رابطًا واحدًا في السلسلة التفسيرية التي تربط [إصابات الدماغ الرضية] المتكررة بالتنكس العصبي اللاحق."
داء السكري
إلى جانب الدور المحتمل في الحالات العصبية ، قام بعض الباحثين بالتحقيق في كيفية تورط الاضطرابات في الجهاز الجليمفاوي في الأعراض المعرفية لمرض السكري.
أظهر العلماء أن مرض السكري يمكن أن يؤثر على مجموعة من الوظائف الإدراكية ، سواء في وقت مبكر من تطور المرض أو بعد ذلك.
يتساءل بعض الباحثين عما إذا كان الجهاز الجليمفاوي متورطًا هنا أيضًا. استخدمت دراسة أجريت على الفئران فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي لتصور حركة السائل النخاعي في الحُصين ، وهو جزء من الدماغ يشارك في تكوين ذكريات جديدة ، من بين مهام أخرى.
وجد العلماء أنه في الفئران المصابة بداء السكري من النوع 2 ، تباطأ التخلص من السائل النخاعي (CSF) بمقدار ثلاثة أضعاف. ووجدوا أيضًا ارتباطًا بين القصور المعرفي وضعف الجهاز الجليمفاوي - إذا لم يتم التخلص من القمامة ، فإن مهارات التفكير تتعطل.
شيخوخة
مع تقدمنا في العمر ، يكون مستوى معين من التدهور المعرفي أمرًا لا مفر منه تقريبًا. هناك مجموعة واسعة من العوامل المعنية ، ويعتقد بعض العلماء أن الجهاز الجليمفاوي يمكن أن يلعب دورًا.
بحثت دراسة نُشرت في عام 2014 في كفاءة الأنظمة الجليمفاوية للفئران مع تقدم العمر ؛ وجد المؤلفون "انخفاضًا كبيرًا في الكفاءة".
في مراجعة للجهاز الجليمفاوي ودوره في المرض والشيخوخة ، كتب المؤلفون أن انخفاض النشاط في النظام مع تقدمنا في العمر قد "يساهم في تراكم البروتينات المشوهة ومفرطة الفسفرة" ، مما يزيد من خطر الإصابة بأمراض التنكس العصبي ، وربما ، تفاقم الخلل المعرفي.
ما زلنا نعرف القليل نسبيًا عن الجهاز الجليمفاوي. ومع ذلك ، نظرًا لأنه ينظف أكثر أعضاءنا حساسية وتعقيدًا ، فمن المحتمل أن يؤثر على صحتنا العامة إلى حد ما.
قد لا يحتوي الجهاز الجليمفاوي على إجابات لجميع أسئلتنا حول الأمراض التنكسية العصبية وما بعدها ، ولكنه قد يحمل مفتاحًا لبعض وجهات النظر الجديدة المثيرة للاهتمام.
