Mfumo wa limfu una jukumu muhimu katika kuondolewa kwa taka na kazi ya kinga. Hadi 2012 ilifikiriwa kuwa hakuna mfumo kama huo wa kuondoa taka uliokuwepo kwenye ubongo. Inageuka astrocytes kuwezesha kazi hii.

Mfumo wa limfu una jukumu muhimu katika mwili wa kuondoa taka ikiwa ni pamoja na bidhaa mbalimbali za kupoteza kimetaboliki, mkusanyiko wa protini mumunyifu na maji ya ziada ya ndani. Inajumuisha mtandao wa capillaries za limfu, nodi na ducts ambazo husogeza limfu, maji safi yaliyojaa taka kutoka kwa tishu, huchuja na kurudisha maji kwenye mkondo wa damu. Pia sehemu ya mfumo wa limfu ni wengu na thymus ambayo hutoa seli nyeupe za damu na ina jukumu muhimu katika ulinzi wa kinga.

Kwa kushangaza, kama utakavyoona kwenye picha hapa chini, mfumo wa lymphatic huacha kwenye shingo. Vipi kuhusu ubongo? Hakika ubongo pia unahitaji mfumo wa kuondoa taka ili kufanya kazi kwa ufanisi. Walakini, anatomiki hakuna mishipa ya limfu iliyopatikana na hadi hivi karibuni ilifikiriwa kuwa hakukuwa na mfumo wa limfu kwenye ubongo. Badala yake, kuondolewa kwa taka kulifikiriwa kutokea kwa aina fulani ya mchakato wa uharibifu.

Kibali cha msingi wa astrocyte au mfumo wa glymphatic

Inageuka kuwa mfumo wa lymphatic upo sana kwenye ubongo – inaonekana tofauti tu. Katika ubongo kazi ya limfu inafanywa na astrocytes, aina ya kawaida ya seli ya glial katika kile kinachoitwa ‘mfumo wa glymphatic’ [1]. Miguu ya astrocytes hizi huzunguka mishipa kwenye ubongo na kuelezea kituo cha aquaporin-4 ambayo inaruhusu astrocytes kusonga CSF ndani ya ubongo kando ya nafasi ya perivascular ya ateri na kwenye nafasi ya ndani ya tishu za ubongo na kisha kwenye nafasi za perivascular na perineuronal, kusafisha solutes kutoka kwa neuropil hadi kwenye vyombo vya mifereji ya maji ya limfu ya meningeal na kizazi.

Ugunduzi huu ulifanywa kwa mara ya kwanza mnamo 2012 na maabara ya Nedergaard kwa kuingiza vifuatiliaji kwenye CSF ya panya na kuzipiga picha kwa hadubini ya fotoni mbili ili kufuatilia kiwango cha harakati na kibali cha molekuli za ukubwa tofauti. Molekuli hizi zilipatikana kusonga kwa urahisi kupitia nafasi ya para-arterial na kutoka kwenye nafasi ya para-venous kwa viwango ambavyo vilipunguzwa mara 100 kwa kasi zaidi kuliko kiwango cha kueneza ambacho kilipendekeza mchakato hai wa kuondolewa. Astrocytes kama wahusika wakuu iligunduliwa kwa kutumia panya wa transgenic ambao hawakuwa na aquaporin-4 ambapo kupunguzwa kwa asilimia 70 kulipatikana katika kibali cha vimumunyisho vikubwa, kama vile Amyloid-β, mkusanyiko ambao ni alama kuu ya shida ya akili ya Alzheimer’s. Hii, hata hivyo, bado ni mada ya mjadala fulani.

Vipengele kadhaa vya mifumo ya lymphatic ya glymphatic na meningeal imeonyeshwa kuwepo kwa wanadamu. Njia ya kutofautisha ya MRI imetumika kuonyesha kuwa CSF inapita kwenye njia zinazofanana kwa karibu na mfumo wa glymphatic ulioelezewa katika panya. Hata hivyo, glia kwa wanadamu hutofautiana sana na glia katika panya kwa ukubwa na usemi wa jeni na sifa fulani za utendaji. Hata hivyo, astrocytes za binadamu pia zina usemi wa polarized aquaporin-4 kwenye miguu yao ya mwisho. Hata hivyo, utafiti bado unahitajika ili kuthibitisha ikiwa mambo mahususi yanayoendesha mtiririko wa glymphatic katika panya pia yanatumika kwa wanadamu.

Inafanya kazi wakati umelala

Kipengele kimoja muhimu cha mfumo wa glymphatic ni kwamba inafanya kazi zaidi wakati wa usingizi [2]. Hapa kibali cha metabolites hatari kama vile amyloid β (Aβ) huongezeka mara mbili ikilinganishwa na hali ya kuamka. Zaidi ya hayo, tafiti za PET zimebaini kuwa Aβ hujilimbikiza katika ubongo wa binadamu wenye afya baada ya usiku mmoja tu wa kunyimwa usingizi, na kupendekeza kwamba njia ya glymphatic ya binadamu inaweza pia kuwa hai wakati wa usingizi. Amyloid B ni metabolite moja tu ya mamia. Ukosefu wa jumla wa uondoaji mzuri wa taka unaweza kuwa nyuma ya usingizi mbaya wa usiku na sababu ya aina anuwai ya shida ya akili na neva. Tumejua kwa muda mrefu kuwa usingizi ni muhimu kwa ubongo. Hii inaweza kuwa sababu moja kuu kwa nini. Inaeleweka kwamba uondoaji wa taka unahitaji shughuli kuu ya ubongo kufungwa, labda sawa na kwanini kusafisha mitaa yetu na kuhamisha takataka kawaida hufanyika wakati wengi wamelala ili kuepuka trafiki ya mchana.

Tazama chapisho linalohusiana Profaili za Afya ya Akili ya Kukaa na Kunyimwa Usingizi.

Mfumo wa glymphatic na shida za neva na afya ya akili

Mfano bora zaidi uliosomwa ni ule wa Amyloid β na ugonjwa wa Alzheimers. Uchunguzi wa PET kwa wanadamu umeonyesha kuwa kibali cha CSF cha wafuatiliaji wa Aβ na tau hupunguzwa kwa wale walio na ugonjwa wa Alzheimer’s ikilinganishwa na vidhibiti vyenye afya. Kupunguzwa kwa kibali cha CSF pia kulihusishwa na kuongezeka kwa viwango vya kijivu vya Aβ katika ubongo wa binadamu. Wengine hivi majuzi wameunda itifaki ya kukusanya maji ya limfu ya ubongo kutoka kwa mishipa ya limfu inayofaa ya nodi za lymph za kina za seviksi (dcLNs) zinazoonyesha kuwa ina metabolites nyingi zaidi kuliko CSF [3]. Hii inaibua uwezekano wa kuvutia wa BLF kama kiashiria nyeti hali ya patholojia. Kuwa na njia nzuri ya kupima metabolites katika maji ya limfu ya ubongo inaweza kuwa muhimu sana katika kuanzisha viungo vya mienendo ya ubongo na matokeo yasiyofaa.

Marejeo

[1] Rasmussen et al., Njia ya glymphatic katika matatizo ya neva Lancet Neurol. 2018 Novemba; 17(11):1016-1024.

[2] Xie L, et al. Usingizi huendesha kibali cha metabolite kutoka kwa ubongo wa watu wazima. Sayansi 2013; 342(6156): 373–7.

[3] Yeye W. et al., Anatomy na metabolome ya mfumo wa limfu katika ubongo katika afya na magonjwa Patholojia ya Ubongo 2019 Nov