От болезни Альцгеймера страдают миллионы людей по всему миру. У больных прогрессирует потеря памяти, изменение сознания и поведения. Ученые давно выяснили, что эти симптомы связаны с белковыми отложениями в мозге: бета-амилоидными бляшками и тау-клубками.
Недавно исследователи обнаружили, что существует система очистки отходов нейронов. Свое открытие они опубликовали в Journal of Comparative Neurology, рассказывает Psypost.
Ученые обнаружили, что специальные глиальные клетки используют микроскопические каналы для удаления отходов нейронов в крошечные резервуары. Повреждение этой системы провоцирует отеки и разрушение нейронов.
Нейробиолог Рут Фабиан-Файн случайно обнаружила, что у некоторых центральноамериканских странствующих пауков из ее лаборатории проявились ранние признаки нейродегенерации. Чтобы спасти колонию пауков, исследователь решила выяснить, почему деградировала нервная система членистоногих.
Она пристально изучила их мозг и обнаружила, что причина поражения кроется в нарушении сети глиальных клеток, образующих покрытые миелином «каналы», которые проникают в нейроны и удаляют их отходы. У здоровых пауков система глиальных каналов четко функционировала и выводила отходы, у старых — каналы расширялись и становились дезорганизованными.
Вместе с невропатологом Джоном К. ДеВиттом из университета Вермонта Фабиан-Файн исследовала ткани мозга крыс и людей, здоровых и умерших от болезни Альцгеймера. Они использовали передовые методы визуализации, в том числе электронную микроскопию и маркировку РНК. В результате они обнаружили почти идентичную систему каналов в тканях гиппокампа человека.
Эти каналы образованы эпендимными глиальными клетками, которые экспрессируют белок аквапорин-4, отвечающий за водный обмен и образующий длинные миелинизированные отростки, которые соединяют близлежащие нейроны. Процесс выведения отходов, по мнению ученых, зависит от аквапорина-4, который способствует перемещению воды через клеточные мембраны: поток воды перемещает отходы в глиальные клетки, откуда они выводятся через дренажные каналы.
Когда система очистки выходит из строя, глиальные клетки набухают и деформируются, а их отростки превращаются в крупные шарообразные структуры. При набухании нейроны теряют цитоплазму и умирают. Исследователи также обнаружили, что накопители содержали белки, связанные с болезнью Альцгеймера. На поздней стадии болезни переполненные структуры расширялись, отходы заполняли внутреннюю часть нейронов и приобретали губчатую, полую структуру, характерную для ткани мозга, пораженной болезнью. Ученые назвали этот процесс «глиатоз».
То, что у пауков и людей есть сходный механизм очистки мозга, может говорить о том, что он очень древний и сохранялся на протяжении миллионов лет. Следовательно, он важен для поддержания здоровой работы мозга у разных видов животных.
Ранее Наука Mail рассказывала о вакцине против болезни Альцгеймера.
