あなたの脳はどのようにゴミを取り出しますか？
このスポットライトでは、脳の専用の老廃物除去システムであるグリンパティックシステムを紹介します。さまざまな状況に巻き込まれている今、私たちが知り合う時が来ました。
私たちの多くはリンパ系に比較的精通しています。それは多くの役割を果たしますが、そのうちの1つは、間質腔と呼ばれる細胞間のギャップから代謝廃棄物を取り除くことです。
しかし、脳と脊髄で構成される中枢神経系（CNS）には、真のリンパ管がありません。
CNSは非常に活発であるため、代謝廃棄物はすぐに蓄積する可能性があります。
CNSは環境の変動にも非常に敏感であるため、体は何らかの方法で細胞のゴミを取り除く必要があります。そこで、グリンパティックシステムが登場します。
この脳ベースのごみ処理システムが発見される前は、科学者たちは個々の細胞がそれぞれ独自の代謝デトリタスを処理していると信じていました。
加齢とともに細胞系が過負荷になったり減速したりすると、細胞間に代謝ゴミがたまります。このゴミには、アルツハイマー病に関連するタンパク質であるベータアミロイドなどの製品が含まれています。
アストログリア
「グリンパティック」という用語は、このシステムを発見したデンマークの神経科学者であるMaikenNedergaardによって造られました。この名前は、この廃棄物除去システムに不可欠なグリア細胞への言及です。
グリア細胞は、脳内に同じ数であるにもかかわらず、ニューロンと比較して比較的少ないカバレッジを取得します。それらは長い間、支持度の低い細胞に過ぎないと考えられていましたが、現在はより高い評価を受けています。
グリアはニューロンを保護し、栄養を与え、絶縁します。それらはまた、免疫系、そして今私たちが知っているように、グリンパ系でも役割を果たしています。
特に、アストログリアとして知られているグリア細胞のタイプが重要です。これらの細胞のアクアポリン4チャネルと呼ばれる受容体は、脳脊髄液（CSF）がCNSに移動することを可能にし、システムを介して流体をシャントする電流を設定します。
CSFは、CNSを取り囲む透明な液体であり、とりわけ機械的および免疫学的保護を提供します。
動脈と平行に走るグリンパティックシステムはまた、循環中の血液の脈動を利用して物事を動かし続けるのを助けます。
血管がリズミカルに拡張するにつれて、血管は間質腔と脳脊髄液の間の化合物の交換を促進します。
グリンパ系は、中枢神経系を覆う結合組織の厚い膜である硬膜で体の他の部分のリンパ系と接続しています。
睡眠の重要性
Nedergaardの発見に続いて、彼女はこのシステムがどのように機能し、いつ最もアクティブであったかをよりよく理解するために、マウスで一連の実験を実行しました。特に、チームは睡眠とアルツハイマー病に焦点を合わせました。
Nedergaardと彼女のチームは、動物が眠っているときにグリンパ系が最も忙しいことを発見しました。彼らは、マウスが眠っている間に間質腔の体積が60％増加したことを示した。
この量の増加はまた、CSFと間質液の交換を促進し、アミロイドの除去を加速しました。彼らは次のように結論付けました。
「睡眠の回復機能は、覚醒状態に蓄積する潜在的に神経毒性のある老廃物の除去の強化の結果である可能性があります[CNS]。」
この初期の研究は新しい研究の波に影響を与え、その最新のものは今月発表されました。研究者たちは、高血圧がリンパ系の機能に与える影響を調べました。
時間が経つにつれて、高血圧は血管の弾力性を失い、ますます硬くなる。動脈壁の定期的な脈動がリンパ系を駆動するため、この硬化はその機能を妨げます。
科学者たちは、高血圧のマウスモデルを使用して、高血圧によって誘発された動脈硬化がごみ処理システムの機能を妨げることを実証しました。それは、ベータアミロイドなどの脳内の大きな分子を効率的に取り除くことを妨げました。
この発見は、科学者が高血圧と認知機能低下および認知症との関連を発見した理由を説明するのに役立つかもしれません。
パーキンソン病
パーキンソン病は、脳内のタンパク質の蓄積を特徴とする別の状態です。この場合、タンパク質はα-シヌクレインです。
これにより、一部の研究者は、リンパ系がここにも関係しているのではないかと疑問に思いました。
パーキンソン病では、脳のドーパミン経路に混乱があります。これらの経路は、睡眠と覚醒のサイクルと概日リズムにおいて重要な役割を果たします。したがって、パーキンソン病の人はしばしば睡眠障害を経験します。
で公開されたレビュー 神経科学および生物行動学的レビュー 睡眠パターンの乱れは、α-シヌクレインを含む残骸のグリンパティック除去を妨げ、脳内に蓄積するのを助ける可能性があると提案しています。
脳外傷
慢性外傷性脳症は、頭への繰り返しの打撃から生じます。ボクサーで発生するため、以前は「パンチ酔い」症候群と呼ばれていました。
症状には、記憶喪失、気分の変化、混乱、認知機能の低下などがあります。
一部の研究者は、脳外傷によって引き起こされるグリンパ系の混乱が慢性外傷性脳症を発症するリスクを高める可能性があると考えています。
レビューの著者は、外傷性脳損傷に続いて、「睡眠の開始と維持の困難は、最も一般的に報告されている症状の1つです」と書いています。
私たちが見てきたように、これは睡眠中の間質腔からのタンパク質のグリンパティッククリアランスを妨害します。
同時に、これらのタイプの損傷は、アクアポリン4チャネル（グリンパティッククリアランスに不可欠なアストログリア上の重要な受容体）を、間質腔からのジャンクタンパク質の除去を妨げる位置に再配置する可能性があります。
著者らは、このシステムの崩壊は、「反復的な[外傷性脳損傷]とその後の神経変性を結びつける説明の連鎖に1つのリンクを提供する」可能性があると考えています。
糖尿病
神経学的状態における可能な役割を超えて、一部の研究者は、リンパ系の障害が糖尿病の認知症状にどのように関与しているのかを調査しました。
科学者たちは、糖尿病が病気の進行の初期とその後の両方で、さまざまな認知機能に影響を与える可能性があることを示しています。
一部の研究者は、ここでもリンパ系が関与しているのではないかと質問しています。マウスで実施された研究では、MRIスキャンを使用して、新しい記憶の形成に関与する脳の一部である海馬のCSFの動きを視覚化しました。
科学者たちは、2型糖尿病のマウスでは、CSFのクリアランスが「3倍遅くなった」ことを発見しました。彼らはまた、認知障害とグリンパティックシステムの障害との間に相関関係があることを発見しました—ゴミが取り除かれていなければ、思考スキルが妨げられていました。
エージング
私たちが年をとるにつれて、ある程度の認知機能の低下はほぼ避けられません。さまざまな要因が関係しており、一部の科学者は、グリンパ系が役割を果たす可能性があると考えています。
2014年に発表された研究では、マウスの老化に伴うグリンパティックシステムの効率が調査されました。著者らは、「効率の劇的な低下」を発見しました。
リンパ系とその疾患および老化における役割のレビューで、著者らは、加齢に伴うシステムの活動の低下が「誤って折りたたまれ、高リン酸化されたタンパク質の蓄積に寄与し」、神経変性疾患のリスクを高める可能性があると書いています。認知機能障害を悪化させる。
私たちはまだグリンパ系については比較的ほとんど知りません。しかし、それは私たちの最も敏感で複雑な器官を浄化するので、それは私たちの全体的な健康にある程度影響を与える可能性があります。
グリンパティックシステムには、神経変性疾患以降に関するすべての質問に対する回答が含まれているとは限りませんが、いくつかの興味深い新しい視点の鍵を握ることができます。
