Lenfatik sistem, atıkların uzaklaştırılmasında ve bağışıklık fonksiyonunda önemli bir rol oynar. 2012 yılına kadar beyinde böyle bir atık giderme sisteminin olmadığı düşünülüyordu. Astrositlerin bu işi kolaylaştırdığı ortaya çıktı.

Lenfatik sistem, çeşitli metabolik atık ürünler, çözünür protein birikimleri ve aşırı interstisyel sıvı dahil olmak üzere atıkların uzaklaştırılmasında vücutta önemli bir rol oynar. Lenfleri hareket ettiren, dokulardan atıklarla dolu berrak bir sıvı olan, onları filtreleyen ve sıvıyı kan dolaşımına geri döndüren lenfatik kılcal damarlar, düğümler ve kanallardan oluşan bir ağdan oluşur. Ayrıca lenfatik sistemin bir parçası, beyaz kan hücreleri üreten ve bağışıklık savunmasında önemli bir rol oynayan dalak ve timustur.

Gizemli bir şekilde, aşağıdaki resimde fark edeceğiniz gibi, lenfatik sistem boyunda durur. Peki ya beyin? Elbette beynin de etkili bir şekilde çalışması için bir atık giderme sistemine ihtiyacı vardır. Ancak anatomik olarak lenfatik damar bulunamamıştı ve yakın zamana kadar beyinde lenfatik sistem olmadığı düşünülüyordu. Bunun yerine, atıkların uzaklaştırılmasının bir tür bozunma süreciyle gerçekleştiği düşünülüyordu.

Astrosit bazlı bir temizleme veya glifatik sistem

Beyinde bir lenfatik sistemin çok fazla var olduğu ortaya çıktı – sadece farklı görünüyor. Beyinde lenfatik fonksiyon, ‘glifatik sistem’ olarak adlandırılan yaygın bir glial hücre türü olan astrositler tarafından gerçekleştirilir [1]. Bu astrositlerin ayakları beyindeki damar sistemini sarar ve astrositlerin BOS’u arteriyel perivasküler boşluk boyunca beyne ve beyin dokusunun interstisyel boşluğuna ve daha sonra venöz perivasküler ve perinöronal boşluklara taşımasına izin veren bir kanal aquaporin-4’ü ifade eder.

Bu keşif ilk olarak 2012 yılında Nedergaard laboratuvarı tarafından farelerin BOS’una izleyiciler enjekte edilerek ve farklı büyüklükteki moleküllerin hareket hızını ve temizlenmesini izlemek için iki foton mikroskobu ile görüntülenerek yapıldı. Bu moleküllerin para-arteriyel boşlukta kolayca hareket ettiği ve para-venöz boşluktan difüzyon hızından 100 kat daha hızlı çıkan hızlarda çıktığı bulundu, bu da aktif bir uzaklaştırma sürecini düşündürdü. Astrositler, birikimi Alzheimer demansının önemli bir özelliği olan Amiloid-β gibi büyük çözünen maddelerin temizlenmesinde yüzde 70’lik bir azalmanın bulunduğu, aquaporin-4’ten yoksun transgenik fareler kullanılarak keşfedildi. Ancak bu hala bazı tartışmaların konusudur.

Glifatik ve meningeal lenfatik sistemlerin çeşitli özelliklerinin insanlarda mevcut olduğu gösterilmiştir. BOS’un kemirgenlerde tanımlanan glifatik sisteme çok benzeyen yollar boyunca aktığını göstermek için kontrastlı MRG yöntemi kullanılmıştır. Bununla birlikte, insanlardaki glia, boyut, gen ekspresyonu ve belirli fonksiyonel özellikler açısından kemirgenlerdeki glia’dan önemli ölçüde farklıdır . Bununla birlikte, insan astrositlerinin uç ayaklarında da polarize aquaporin-4 ekspresyonu vardır. Bununla birlikte, kemirgenlerde glifatik akışı yönlendiren belirli faktörlerin insanlar için de geçerli olup olmadığını doğrulamak için hala araştırmaya ihtiyaç vardır.

Uyurken aktif

Glifatik sistemin önemli bir yönü, ağırlıklı olarak uyku sırasında aktif olmasıdır [2]. Burada amiloid β (Aβ) gibi zararlı metabolitlerin klirensi uyanıklık durumuna göre iki kat artar. Ayrıca, PET çalışmaları, Aβ’nın sağlıklı insan beyninde sadece bir gecelik uyku yoksunluğundan sonra biriktiğini ortaya koymuştur, bu da insan glifatik yolunun da öncelikle uyku sırasında aktif olabileceğini düşündürmektedir. Amiloid B, yüzlerce metabolitten sadece biridir. Atıkların etkili bir şekilde uzaklaştırılmasının genel eksikliği, kötü bir gece uykusunun arkasında olabilir ve çeşitli zihinsel ve nörolojik işlev bozukluklarının bir nedeni olabilir. Uykunun beyin için önemli olduğunu uzun zamandır biliyoruz. Bunun önemli bir nedeni bu olabilir. Atıkların uzaklaştırılmasının beynin ana faaliyetinin kapatılmasına ihtiyaç duyması mantıklıdır, belki de sokaklarımızı temizlemenin ve çöpleri dışarı çıkarmanın genellikle gündüz trafiğinden kaçınmak için çoğu kişi uyurken gerçekleşmesine benzer.

İlgili gönderiye bakın : Hareketsiz ve Uykusuzların Ruh Sağlığı Profilleri.

Glifatik sistem ve nörolojik ve zihinsel sağlık bozuklukları

En iyi çalışılmış örnek, Amiloid β ve Alzheimer hastalığıdır. İnsanlarda yapılan PET çalışmaları, Alzheimer hastalığı olanlarda sağlıklı kontrollere kıyasla Aβ ve tau izleyicilerinin BOS klirensinin azaldığını göstermiştir. BOS klirensindeki azalma, insan beynindeki Aβ’nın artan gri madde konsantrasyonları ile de ilişkilendirildi. Diğerleri yakın zamanda derin servikal lenf düğümlerinin (dcLN’ler) afferent lenfatik damarlarından beyin lenfatik sıvısını toplamak için bir protokol geliştirdiler ve bunun BOS’tan çok daha fazla metabolit içerdiğini gösterdiler [3]. Bu, patolojik durumların hassas bir göstergesi olarak BLF’nin ilginç olasılıklarını ortaya çıkarmaktadır. Beyin lenfatik sıvısındaki metabolitleri ölçmenin iyi bir yoluna sahip olmak, beyin dinamikleri ve düzensiz sonuçlarla bağlantı kurmada son derece yararlı olabilir.

Başvuru

[1] Rasmussen ve diğerleri, Nörolojik bozukluklarda glifatik yol, Lancet Neurol. 2018 Kasım; 17(11):1016-1024.

[2] Xie L, et al. Uyku, yetişkin beyninden metabolit klirensini sağlar. Bilim 2013; 342(6156): 373–7.

[3] He W. ve diğerleri, Sağlık ve hastalıkta beyindeki lenfatik sistemin anatomisi ve metabolomu Beyin Patolojisi 2019 Kasım