Лимфы нет в мозге

Система дренирования мозга. Магнитно-резонансная томография мозга здоровых участников эксперимента показала, что мозг способен удалять отходы через лимфатические сосуды, своеобразную систему канализации в человеческом теле

Учёные давно подозревали, что сеть лимфатических сосудов в мозге может использоваться для удаления результатов жизнедеятельности. Исследования даже показывали, в каком положении во сне отходы удаляются эффективнее всего (лёжа на боку). В мозге эта сеть располагается рядом с кровеносными сосудами. В 90-е годы считалось, что в эту систему поступает только небольшая часть иммунных клеток и цереброспинальной жидкости. Но последние исследования показали, что на самом деле через дренажную лимфатическую систему из мозга удаляется гораздо больше макромолекул и иммунных клеток, чем было принято думать.

Группа американских учёных из Национального института неврологических расстройств и инсультов, Национального института рака и Университета Вирджинии впервые предоставила прямые доказательства, что отходы из мозга действительно удаляются через лимфатические сосуды, а не через кровеносную систему. Более того, они обнаружили сеть лимфатических сосудов в твёрдой оболочке мозга.

Удивительно, что открытия в области человеческой анатомии продолжают делать даже сейчас, в 2017 году.

Твёрдая оболочка (dura mater) и другие оболочки мозга

Считается, что вывод отходов из мозга наиболее активно идет во время сна. В это время спинномозговая жидкость меняется местами с межклеточной жидкостью, чтобы вывести отходы с лимфатических проводящих путей аналогично тому, как лимфатическая система выводит отходы из других органов тела. Среди отходов в мозге — бета-амилоиды и тау-протеины.

«Мы буквально наблюдали, как мозг людей сливает жидкость в эти сосуды, — говорит Дэниель Рейх (Daniel S. Reich), старший научный сотрудник Национального института неврологических расстройств и инсультов и ведущий автор научной работы. — Надеемся, что наши результаты дадут новый импульс исследованиях различных неврологических заболеваний».

Благодаря магнитно-резонансной томографии исследователи обнаружили, что лимфатические сосуды имеются даже в твёрдой мозговой оболочке мозга. Фактически, они представляют собой часть кровеносной системы, поскольку располагаются вдоль кровеносных сосудов, но лимфатические сосуды переносят лимфу — бесцветную жидкость, омывающую все ткани и клетки организма — которая содержит иммунные клетки и вышеперечисленные отходы жизнедеятельности. По лимфатическим сосудам лимфа транспортируется в лимфатические узлы. По кровеносным сосудам к лимфатическим узлам поступают белые кровяные клетки, с помощью которых лимфатические узлы избавляются от иммунных клеток, запуская их в повторное обращение. В ходе этого процесса иммунная система получает информацию, находится ли конкретный орган под атакой со стороны вирусов и бактерий, или если он повреждён. Другими словами, лимфатическая система выполняет роль связующего звена между мозгом и иммунной системой.

Любопытно, что лимфатическую систему в мозге обнаружили ещё в далёком 1816 году, но за прошедшие два столетия об открытии как-то забыли. Когда в 2015 году лимфатические сосуды нашли в твёрдой мозговой оболочке у мышей, это стало настоящим сюрпризом для специалистов: «Я был очень удивлён. В медицинском институте нас учили, что в мозге нет лимфатической системы», — говорит д-р Рейх. После того открытия он и задался вопросом: а что, если такая же система есть и в человеческом мозге?

Во время эксперимента в кровеносную систему пяти добровольцев ввели гадобутрол — парамагнитное контрастное средство для магнитно-резонансной визуализации. Обычно оно используется для выявления повреждённых кровеносных сосудов. Молекулы гадобутрола достаточно малы, чтобы просочиться из кровеносных сосудов в твёрдую мозговую оболочку, но слишком велики, чтобы преодолеть гемоэнцефалический барьер и проникнуть в другие части мозга. После перенастройки аппарата для магнитно-резонансной томографии исследователи увидели яркую и разветвлённую сеть лимфатических сосудов в твёрдой оболочке мозга.

Более того, дальнейшее исследование выявило аналогичную сеть лимфатических сосудов в твёрдой мозговой оболочке у других приматов, не только у человека. Это значит, что данная система является стандартным способом удаления отходов жизнедеятельности из мозга. Очевидно, сбои в её работе связаны с возникновением различных неврологических заболеваний, так что сейчас у учёных будет новая зацепка, чтобы более внимательно изучить причины и варианты лечения этих болезней.

Научная статья опубликована 3 октября 2017 года в журнале eLife (doi: 10.7554/eLife.29738).

Лимфатическая система головного мозга

У лимфатической системы всё-таки есть собственное представительство в головном мозге: синусы мозговой оболочки оказались очень похожи на её сосуды, в них есть иммунные клетки и они связаны с шейными лимфоузлами.

У лимфатической системы много функций, одна из важнейших – защитная и «мусороуборочная»: иммунные клетки и белки лимфы обезвреживают бактерии и токсины. Лимфа проникает во все ткани тела, за исключением мозга. Как известно, мозг настолько хорошо огорожен от всего остального, что даже антитела с иммунными клетками не могут в него проникнуть. Однако, несмотря на свои «крепостные стены», мозг всё же не застрахован от проникновения патогенов. Но тогда у самого мозга должны быть какие-то свои системы защиты от вторжения вирусов и бактерий. С другой стороны, в ходе метаболизма накапливаются всевозможные молекулярные отходы, от которых тоже нужно как-то избавляться – а как, если лимфа в мозг не проникает, а в кровеносных сосудах стоит мощный гематоэнцефалический барьер, через который не всякая молекула пролезет? 

Кровеносные сосуды на поверхности мозга. (Фото Dr. Thomas Deerinck / Visuals Unlimited / Corbis.)

Оболочки мозга (жёлтым окрашена твёрдая оболочка, зелёным – пространство между паутинной и мягкой) и мозговые вены с синусами твёрдой оболочки. (Wikipedia.)

Синусы твёрдой мозговой оболочки (обозначены синим). (Wikipedia.)

Синусы твёрдой мозговой оболочки (обозначены синим). (Spina.pro.)
‹ ›

Физиологов этот вопрос интриговал давно. С одной стороны, мозг может сам перерабатывать вредные вещества в специальных клетках. С другой, в нём есть ещё так называемые глиальные, или вспомогательные клетки – некоторые из них выполняют те же функции, что и обычные иммунные клетки, то есть разыскивают и уничтожают всё чужеродное. Наконец, со временем удалось найти дополнительные механизмы, помогающие избавляться от нежелательных веществ. Желудочки мозга выделяют так называемую спинномозговую жидкость, которая свободно циркулирует между ними и спинномозговым каналом, сами же клетки тоже что-то выделяют во внешнее пространство, в результате получается единая система межклеточной и спинномозговой жидкости. Как происходит её очистка от биохимического мусора?

Несколько лет назад сотрудники Рочестерского университета обнаружили, что кровеносные сосуды в мозге окружены «чехлами» из отростков астроцитов – вспомогательных, или глиальных клеток. Получается двойная трубка, и в промежуток между её двумя стенками проникает «замусоренная» межклеточная жидкость, которая фильтрует мусор в кровеносный сосуд. Причём астроциты создают в ней давление, так что фильтрация здесь не пассивная, а активная. Систему назвали глимфатической: функционировала она подобно обычной лимфатической, только сделана была из глиальных клеток.

Однако, как оказалось, обычная лимфатическая система в мозге всё-таки есть – нашли её Джонатан Кипнис (Jonathan Kipnis) с коллегами из Университета Вирджинии; чья статья только что появилась в Nature.

Здесь нужно сделать небольшой экскурс в анатомию. Как известно, головной и спинной мозг одеты тремя оболочками: мягкой, паутинной и твёрдой, самой верхней из трёх. В некоторых местах твёрдая оболочка внедряется в щели головного мозга, образуя каналы – их и называют синусами. В них собирается венозная кровь из сосудов мозга, самой твёрдой оболочки и костей черепа, которая потом поступает в яремные вены. (Хотя синусы на рисунках очень похожи на кровеносные сосуды, они в кровеносную систему не входят, это отдельные образования.)

Оказалось, что в синусах есть иммунные клетки и молекулярные маркеры, свойственные лимфатическим сосудам. Когда исследователи ввели краситель мышам в субарахноидальное пространство – полость между мягкой и паутинной мозговыми оболочками, заполненную спинномозговой жидкостью – краска вскоре оказалась в синусах. Значит, спинномозговая жидкость проходит через синусы.

Более того, краситель оказывался в шейных лимфатических узлах. Авторам работы удалось также показать, что жидкость из лимфатических узлов может переходить в мозговые синусы.

Напомним, до недавнего времени считалось, что лимфатическая система никак с мозгом не контактирует. Теперь же эту точку зрения придётся во многом пересмотреть, поскольку оказалось, что синусы твёрдой оболочки выполняют функцию лимфатических сосудов и служат резиденцией иммунных клеток. Мусор и токсины, скапливающиеся в спинномозговой жидкости, могут выводиться из неё через синусы, хотя детали процесса предстоит ещё выяснять. Стоит также добавить, что иммунные клетки, несмотря ни на какие барьеры, в мозг всё-таки проникают, в последнее время их тут находят всё чаще и чаще. Хотя раньше полагали, что их появление в мозговых тканях – однозначный признак патологии (например, тяжёлой инфекции), однако, по-видимому, они приходят и в здоровый мозг тоже. И, скорее всего, синусы играют здесь не последнюю роль. Разумеется, большой интерес новые сведения вызовут у медиков – всё-таки мозг и иммунитет оказались связаны теснее, чем думали.

По материалам The Scientist.

Ежедневно Ваш мозг занят напряженной работой: обработкой информации, поступающей от органов чувств, процессами запоминания/вспоминания, регулированием эмоций, интерпретацией и интеграцией полученных данных, координацией движений и контролем всех происходящих в организме процессов. Активно работающие клетки мозга, как и другие клетки организма, в процессе деятельности выделяют побочные продукты. До недавнего времени процесс очищения мозга от продуктов жизнедеятельности клеток оставался загадкой. Estet-portal.com расскажет, что такое глимфатическая система, какую роль она играет в здоровье мозга, а также что мы можем сделать, чтобы улучшить ее функционирование.

Наш организм оснащен системой самоочищения – лимфатической системой, которая удаляет омертвевшие клетки крови и прочие отходы через систему лимфатических сосудов. Однако мозг пользуется другим методом очищения.

Гематоэнцефалический барьер – естественная ограда, которая отделяет мозг от остального тела. Такой барьер подобен КПП, через который проходят только определенные молекулы, имеющие «пропуск». Именно поэтому в мозг не проникает неотфильтрованная кровь, соответственно, он защищен от вирусов, бактерий и прочих патогенов.  

Таким образом, мозг изолирован от потенциальных опасностей, но в то же время он огражден от лимфатической системы. Как же он умудряется поддерживать чистоту?
В 2012 году доктору Джефри Илиффу и Мейкену Недергаарду из Университета Рочестера посчастливилось открыть «канализационную систему» мозга, благодаря которой его ткани очищаются от отходов, – глимфатическую систему.

Кровеносные сосуды мозга окружены отростками астроцитов – глиальных клеток, которые обволакивают сосуд, создавая дополнительное пространство. Именно в него проникает «засоренная» межклеточная жидкость, которая фильтрует отходы в кровеносный сосуд.

Глимфатическая система использует митохондрии клеток для удаления клеточных отходов из мозга. Прозрачная спинномозговая жидкость отвечает за «вымывание» токсинов из мозга. Принцип ее работы схож с лимфатической системой.

В 2015 году в мозге были обнаружены менингиальные лимфатические сосуды, которые вместе с артериями, венами и нервами выходят из черепа, т.е. мозг все-таки связан с иммунной системой через шейные лимфатические узлы. Поэтому глимфатическая система не является единственным «спасением» мозга от токсинов.

Специалисты полагают, что нарушения в работе глимфатической системы могут быть причиной болезни Альцгеймера и прочих нарушений мозговой деятельности, вызванных накоплением токсичных отходов в мозге. В частности, многие ученые считают, что болезнь Альцгеймера – результат неспособности мозга вывести токсичные тау-протеины.

Дело в том, что у пациентов с болезнью Альцгеймера наблюдается большое количество белка под названием бета-амилоид, который приводит к повреждению нервных клеток. Проведенные исследования показали, что здоровая глимфатическая система отлично справляется с выведением бета-амилоида, в отличие от глимфатической системы, функции которой нарушены. 

Исследователи надеются, что результаты исследования можно будет использовать в лечении многих заболеваний, которые затрагивают мозг – болезни Альцгеймера, Паркинсона, инсультов и травм мозга. 

Повышение активности глимфатической системы может предотвратить накопление амилоидов или прочих триггеров заболеваний мозга.

Лимфатическая система головного мозга

Ежедневно Ваш мозг занят напряженной работой: обработкой информации, поступающей от органов чувств, процессами запоминания/вспоминания, регулированием эмоций, интерпретацией и интеграцией полученных данных, координацией движений и контролем всех происходящих в организме процессов.

Активно работающие клетки мозга, как и другие клетки организма, в процессе деятельности выделяют побочные продукты. До недавнего времени процесс очищения мозга от продуктов жизнедеятельности клеток оставался загадкой. Estet-portal.com расскажет, что такое глимфатическая система, какую роль она играет в здоровье мозга, а также что мы можем сделать, чтобы улучшить ее функционирование.

Глимфатическая система: полезная «промывка мозгов»

Наш организм оснащен системой самоочищения – лимфатической системой, которая удаляет омертвевшие клетки крови и прочие отходы через систему лимфатических сосудов. Однако мозг пользуется другим методом очищения. Гематоэнцефалический барьер – естественная ограда, которая отделяет мозг от остального тела.

Такой барьер подобен КПП, через который проходят только определенные молекулы, имеющие «пропуск». Именно поэтому в мозг не проникает неотфильтрованная кровь, соответственно, он защищен от вирусов, бактерий и прочих патогенов.  

Читайте: Воспаление лимоузлов под мышкой: причины и лечение

Таким образом, мозг изолирован от потенциальных опасностей, но в то же время он огражден от лимфатической системы. Как же он умудряется поддерживать чистоту?

В 2012 году доктору Джефри Илиффу и Мейкену Недергаарду из Университета Рочестера посчастливилось открыть «канализационную систему» мозга, благодаря которой его ткани очищаются от отходов, – глимфатическую систему.

Кровеносные сосуды мозга окружены отростками астроцитов – глиальных клеток, которые обволакивают сосуд, создавая дополнительное пространство. Именно в него проникает «засоренная» межклеточная жидкость, которая фильтрует отходы в кровеносный сосуд.

Глимфатическая система использует митохондрии клеток для удаления клеточных отходов из мозга. Прозрачная спинномозговая жидкость отвечает за «вымывание» токсинов из мозга. Принцип ее работы схож с лимфатической системой.

В 2015 году в мозге были обнаружены менингиальные лимфатические сосуды, которые вместе с артериями, венами и нервами выходят из черепа, т.е. мозг все-таки связан с иммунной системой через шейные лимфатические узлы. Поэтому глимфатическая система не является единственным «спасением» мозга от токсинов.

К чему приводят нарушения в работе глимфатической системы?

Специалисты полагают, что нарушения в работе глимфатической системы могут быть причиной болезни Альцгеймера и прочих нарушений мозговой деятельности, вызванных накоплением токсичных отходов в мозге. В частности, многие ученые считают, что болезнь Альцгеймера – результат неспособности мозга вывести токсичные тау-протеины.

Узнайте больше: Йога для улучшения тока лимфы: 8 максимально эффективных асан

Дело в том, что у пациентов с болезнью Альцгеймера наблюдается большое количество белка под названием бета амилоид, который приводит к повреждению нервных клеток. Проведенные исследования показали, что здоровая глимфатическая система отлично справляется с выведением бета амилоида, в отличие от глимфатической системы, функции которой нарушены. 

Исследователи надеются, что результаты исследования можно будет использовать в лечении многих заболеваний, которые затрагивают мозг – болезни Альцгеймера, Паркинсона, инсультов и травм мозга. 

Повышение активности глимфатической системы может предотвратить накопление амилоидов или прочих триггеров заболеваний мозга.

Что можно сделать для повышения активности глимфатической системы?

Можно ли как-нибудь улучшить работу глимфатической системы, чтобы мозгу было проще выводить токсичные вещества? Существует несколько способов сделать это и улучшить функционирование мозга, снизить риск развития деменции из-за накопления токсинов в мозговых тканях.

Чтиайте: Аппаратный лимфодренажный массаж для улучшения циркуляции лимфы

Способы улучшения работы глимфатической системы мозга

1. Самое главное – сон. Дело в том, что во время сна мозг занят не только структурированием данных, формированием воспоминаний и регулированием работы организма. В 2013 году доктора Илифф и Недергаард установили, что глимфатическая система во время сна работает в два раза быстрее, чем во время бодрствования. Именно этим фактом авторы исследования объясняют восстанавливающий эффект сна и пагубное влияние недосыпа на мозг.
2. Поза сна. В 2015 году в ходе исследования было установлено, что даже поза сна влияет на работу глимфатической системы. Так, было установлено, что наиболее эффективно глимфатическая система работает именно во время сна на боку. Наименее эффективная работа наблюдалась в позе сна на животе.

Таким образом, чтобы улучшить функции системы самоочищения мозга, необходимо побеспокоиться о здоровом сне: правильное питание, техники релаксации (медитация, йога), свежий воздух, достаточное количество воды и физической активности – ключ к здоровью, в том числе и глимфатической системы.

И помните, что физические упражнения – лучший путь к правильной работе лимфатической системы!