Как мозг – привилегированный орган, так и глаза. Уникальные исследования, которые часто поэтически называют окнами души, начали рассматривать глаза по-другому. Как и в мозгу, в глазах отсутствуют классические лимфатические сосуды, отвечающие за циркуляцию жидкости и удаление продуктов жизнедеятельности, что является обычным явлением в периферических органах. В последние годы было обнаружено, что мозг обладает уникальным "глимфатический" система, привилегированный метод осушения и удаления молекулярных отходов только для мозга. Эта транспортная система, когда она здорова, включает выведение нейротоксичных белков, таких как амилоид-β, из мозга. С другой стороны, нездоровая система позволяет амилоиду накапливаться в опасные, разрушающие разум бляшки.
Теперь международная команда во главе с доктором. Майкен Недергаард, нейробиолог из Копенгагенского университета в Дании, и Сяовей Ван из Копенгагенского и Рочестерского университетов в Нью-Йорке обнаружили доказательства наличия глимфатической системы в глазах млекопитающих. Недергаард – первооткрыватель системы утилизации отходов мозга и ученый, придумавший термин "глимфатический."
Новые результаты объясняют, как глимфатическая система поддерживает здоровье глаз, и подчеркивают, что нарушение (засорение) этого жизненно важного пути отхода может привести к глаукоме, основной причине слепоты во всем мире. Недергаард определил "глимфатический" как смесь слов глиальный и лимфатический. Глиальные клетки – это основные клеточные компоненты, поддерживающие нейроны – нервные клетки. Глимфатический путь заменяет лимфатическую систему, которой нет ни в мозгу, ни в глазу.
В статье для журнала Science Translational Medicine исследователи сообщили, что глимфатическая система глаза очень похожа на функцию глимфатического пути в головном мозге. Более того, они пришли к выводу, что дренажная система отвечает за удаление метаболического, клеточного и другого мусора из глаз. Открытие было сделано обширной исследовательской группой, в которую помимо Дании и Нью-Йорка входили сотрудники Калифорнийского университета в Беркли, университетской больницы Хаукеланд в Норвегии, Университета Людвига Максимилиана в Германии и ряда других ведущих исследовательских центров.
"Подобно мозгу внутри свода черепа, внутренние структуры глаза находятся в замкнутом пространстве, что требует жесткого контроля над гомеостазом жидкости," Недергаард написал. "Тем не менее, и глаз, и мозг в значительной степени лишены традиционных лимфатических сосудов, которые имеют решающее значение для вывода жидкости и растворенных веществ из периферических тканей."
Чтобы выяснить, существует ли на самом деле глимфатическая система в глазах, ученые обратились к лабораторным мышам как к предпочитаемым ими млекопитающим. Путем инъекции флуоресцентно меченых индикаторов, включая меченый человеческий амилоид-β, в прозрачную гелеобразную стекловидную жидкость внутри глаз мышей, исследователи смогли отследить токсичные амилоидные белки, когда они выходили из глазных яблок по дискретным каналам в мозге. Зрительный нерв. В конечном итоге мусор был доставлен в лимфатические сосуды шеи.
Интересно то, что команда обнаружила, что лимфатические сосуды связаны с теми же путями, которые выводят отходы из мозга. Это открытие является первым научным и открывает новое окно в понимание того, как глаза очищают метаболический и клеточный мусор. Результаты также проливают новый свет на то, как глаза и мозг разделяют важные пути.
Несмотря на то, что открытие является новым, система очистки мозга от отходов была впервые определена Недергаардом в 2012 году. Путь включает лабиринт сложных периваскулярных туннелей, которые образованы глиальными клетками, которые лежат в основе эффективного удаления растворимых метаболитов из центральной нервной системы. Помимо удаления отходов, Недергаард и его коллеги также обнаружили, что эти пути способствуют распределению важных питательных веществ и соединений по всему мозгу, веществ, которые включают глюкозу, аминокислоты, факторы роста и липиды.
Она и ее команда обнаружили в основном ночную систему, касающуюся глимфатической системы мозга. В более ранних исследованиях они сообщили, что глимфатические процессы функционируют только во время цикла сна и отключаются во время бодрствования. В совместном исследовании, проведенном пять лет назад с Университетом Рочестера, Университетом Стоуни-Брук и Медицинским центром Нью-Йорка в Лангоне (Нью-Йорк), Недергаард обнаружил, что сон на боку лучше всего способствует функционированию глимфатической системы мозга и очищению от мусора. В то время она отметила, что положение для сна на боку – сон на левом или правом боку – распространено среди млекопитающих. Люди, спящие медведи, домашние собаки и кошки – многочисленные представители животного мира – проводят часть или все свое время в течение цикла сна на боку.
"Интересно, что положение для сна на боку является наиболее популярным у людей и большинства животных, даже в дикой природе," Недергаард сказал в то время.
Однако в своем последнем исследовании Недергаард и ее команда обнаружили, что не сон и темнота вытеснили отходы из глаз. Вместо этого воздействие света активировало отток клеточного и метаболического мусора из глаз подопытных животных.
Кроме того, команда хотела узнать, как эта система связана с заболеваниями глаз, когда транспортировка отходов не функционирует должным образом. Чтобы лучше понять связь между потоком отходов и глаукомой, исследователи изучили две разные модели глаукомы на мышах. Глаукома вызывает слепоту из-за повреждения зрительного нерва.
Несмотря на то, что исследователи предсказывали, что более высокое внутриглазное давление будет более эффективно выводить амилоид из глаз, мыши с глаукомой вместо этого сохраняют большую часть токсичного белка в своих глазах. Недергаард и ее команда говорят, что их результаты предполагают связь между глаукомой и нарушением работы лимфатических путей оттока глаз.