뇌는 어떻게 쓰레기를 버리나요?
이 스포트라이트에서는 뇌의 전용 폐기물 제거 시스템 인 glymphatic 시스템을 소개합니다. 이제 다양한 조건에 연루되어 우리가 알게 된시기입니다.
우리 중 많은 사람들이 림프계에 비교적 익숙합니다. 그것은 여러 역할을 수행하는데, 그 중 하나는 간질 공간이라고하는 세포 사이의 틈에서 대사 폐기물을 제거하는 것입니다.
그러나 뇌와 척수를 구성하는 중추 신경계 (CNS)에는 실제 림프관이 없습니다.
CNS는 매우 활동 적이기 때문에 대사 폐기물이 빠르게 축적 될 수 있습니다.
CNS는 또한 환경의 변동에 매우 민감하기 때문에 신체는 어떻게 든 세포 쓰레기를 제거해야합니다. 이것이 glymphatic system이 들어오는 곳입니다.
이 뇌 기반 쓰레기 처리 시스템이 발견되기 전에 과학자들은 각 개별 세포가 자체 대사 물질을 처리한다고 믿었습니다.
노화로 인해 세포 시스템이 과부하되거나 느려지면 대사성 쓰레기가 세포 사이에 쌓일 것입니다. 이 쓰레기에는 알츠하이머 병과 관련된 단백질 인 베타-아밀로이드와 같은 제품이 포함됩니다.
아스트로 글 리아
"glymphatic"이라는 용어는이 시스템을 발견 한 덴마크 신경 과학자 Maiken Nedergaard에 의해 만들어졌습니다. 이름은이 폐기물 제거 시스템에 필수적인 신경교 세포에 대한 참조입니다.
신경 교세포는 뇌에 많지만 신경 세포에 비해 상대적으로 적은 범위를 차지합니다. 그들은 오랫동안 낮은 지원 세포로 간주되었지만 이제는 더 높은 평가를 받고 있습니다.
Glia는 뉴런을 보호하고, 영양을 공급하고, 절연합니다. 그들은 또한 면역 체계와 우리가 지금 알고 있듯이 glymphatic system에서 역할을합니다.
특히 astroglia로 알려진 glial 세포의 한 유형이 중요합니다. 이 세포에있는 아쿠아 포린 -4 채널이라고하는 수용체는 뇌척수액 (CSF)이 CNS로 이동하여 시스템을 통해 유체를 분로시키는 전류를 설정합니다.
CSF는 CNS를 둘러싸고있는 투명한 액체로, 무엇보다도 기계적 및 면역 학적 보호를 제공합니다.
동맥과 평행하게 움직이는 glymphatic system은 또한 혈액 순환을 이용하여 사물을 계속 움직이게합니다.
혈관이 리드미컬하게 확장됨에 따라 간질 공간과 CSF 사이의 화합물 교환을 유도합니다.
glymphatic system은 CNS를 덮는 결합 조직의 두꺼운 막인 dura에서 나머지 신체의 림프계와 연결됩니다.
수면의 중요성
Nedergaard의 발견 이후, 그녀는이 시스템이 작동하는 방식과 가장 활동적인시기를 더 잘 이해하기 위해 마우스에 대한 일련의 실험을 실행했습니다. 특히 수면과 알츠하이머에 집중했습니다.
Nedergaard와 그녀의 팀은 동물들이 잠을자는 동안 glymphatic system이 가장 바쁘다는 것을 발견했습니다. 그들은 쥐가 자고있는 동안 틈새 공간의 부피가 60 % 증가했음을 보여주었습니다.
이 부피 증가는 또한 CSF와 간질 액의 교환을 촉진하여 아밀로이드 제거 속도를 높였습니다. 그들은 다음과 같은 결론을 내 렸습니다.
"수면의 회복 기능은 깨어있을 때 축적되는 잠재적 인 신경 독성 노폐물 [CNS]의 제거가 강화 된 결과 일 수 있습니다."
이 초기 연구는 새로운 연구의 물결을 불러 일으켰으며 가장 최근의 연구는 이번 달에 발표되었습니다. 연구원들은 고혈압이 glymphatic system의 기능에 미치는 영향을 조사했습니다.
시간이 지남에 따라 고혈압으로 인해 혈관이 탄력을 잃고 점점 뻣뻣 해집니다. 동맥벽의 규칙적인 맥동이 glymphatic system을 구동하기 때문에 이러한 강화는 그 기능을 방해합니다.
고혈압 마우스 모델을 사용하여 과학자들은 고혈압으로 인한 동맥 경화가 쓰레기 처리 시스템이 작동하는 방식을 방해한다는 것을 입증했습니다. 그것은 베타 아밀로이드와 같은 뇌의 큰 분자를 효율적으로 제거하는 것을 방해했습니다.
이 발견은 과학자들이 혈압 상승과인지 기능 저하 및 치매 사이의 연관성을 발견 한 이유를 설명하는 데 도움이 될 수 있습니다.
파킨슨 병
파킨슨 병은 뇌에 단백질이 축적되는 또 다른 질환입니다. 이 경우 단백질은 알파 시누 클레인입니다.
이로 인해 일부 연구자들은 glymphatic system이 여기에도 관련이 있는지 궁금해했습니다.
파킨슨 병에서는 뇌의 도파민 경로에 장애가 있습니다. 이러한 경로는 수면-각성주기와 일주기 리듬에서 중요한 역할을합니다. 따라서 파킨슨 병 환자는 종종 수면 장애를 경험합니다.
에 게시 된 리뷰 신경 과학 및 생체 행동 리뷰 중단 된 수면 패턴은 알파-시누 클레인을 포함한 파편의 glymphatic 제거를 방해하여 뇌에 축적되도록 도울 수 있다고 제안합니다.
뇌 외상
만성 외상성 뇌병증은 머리에 반복적 인 타격을 가하여 발생합니다. 그것은 권투 선수에서 발생하기 때문에 "펀치 음주"증후군이라고 불렀습니다.
증상으로는 기억 상실, 기분 변화, 혼란,인지 저하 등이 있습니다.
일부 연구자들은 뇌 외상으로 인한 glymphatic 시스템의 장애가 만성 외상성 뇌병증 발병 위험을 증가시킬 수 있다고 믿습니다.
이 리뷰의 저자는 외상성 뇌 손상 이후 "수면 시작 및 유지 문제가 가장 일반적으로보고되는 증상 중 하나"라고 썼습니다.
우리가 살펴본 바와 같이, 이것은 수면 중 간질 공간에서 단백질의 glymphatic 제거를 방해합니다.
동시에, 이러한 유형의 손상은 aquaporin-4 채널 (glymphatic clear에 필수적인 천체 아교 세포의 중요한 수용체)을 간질 공간에서 정크 단백질의 제거를 방해하는 위치로 재배치 할 수 있습니다.
저자들은이 시스템의 붕괴가“반복적 인 [외상성 뇌 손상]과 이후의 신경 퇴화를 연결하는 설명 사슬에서 하나의 연결 고리를 제공 할 수있을 것”이라고 믿습니다.
당뇨병
신경 학적 상태에서 가능한 역할을 넘어서 일부 연구자들은 glymphatic system의 장애가 당뇨병의인지 증상에 어떻게 관여 할 수 있는지 조사했습니다.
과학자들은 당뇨병이 질병의 진행 초기와 더 나아가 다양한인지 기능에 영향을 미칠 수 있음을 보여주었습니다.
일부 연구자들은 glymphatic system도 여기에 관련되어 있는지 묻고 있습니다. 생쥐에서 수행 된 연구는 MRI 스캔을 사용하여 다른 작업 중에서도 새로운 기억을 형성하는 데 관여하는 뇌의 일부인 해마에서 CSF의 움직임을 시각화했습니다.
과학자들은 제 2 형 당뇨병이있는 마우스에서 CSF의 제거가 "3 배 느려졌다"는 것을 발견했습니다. 그들은 또한인지 장애와 glymphatic system 장애 사이의 상관 관계를 발견했습니다. 쓰레기가 치워지지 않으면 사고 능력이 저하되었습니다.
노화
나이가 들어감에 따라 특정 수준의인지 저하는 거의 불가피합니다. 다양한 요인이 관련되어 있으며 일부 과학자들은 glymphatic system이 역할을 할 수 있다고 믿습니다.
2014 년에 발표 된 한 연구는 생쥐의 노화에 따른 glymphatic system의 효율성을 조사했습니다. 저자들은 "효율성의 급격한 감소"를 발견했습니다.
glymphatic system과 질병 및 노화에서의 역할에 대한 검토에서 저자는 우리가 나이가 들어감에 따라 시스템의 활동 감소가 "잘못 접 히고 과인산 화 된 단백질의 축적에 기여"하여 신경 퇴행성 질환의 위험을 증가시킬 수 있다고 썼습니다. 인지 장애를 악화시킵니다.
우리는 여전히 glymphatic system에 대해 거의 알지 못합니다. 그러나 가장 민감하고 복잡한 기관을 정화하기 때문에 전반적인 건강에 어느 정도 영향을 미칠 가능성이 있습니다.
glymphatic system은 신경 퇴행성 질환 및 그 이상에 대한 우리의 모든 질문에 대한 답을 포함하지 않을 수 있지만 흥미로운 새로운 관점의 열쇠를 보유 할 수 있습니다.
