El sistema altamente organizado actúa como una serie de tubos que aprovecha los vasos sanguíneos del cerebro, una especie de un sistema de tuberías que parece servir la misma función en el cerebro como el sistema linfático hace en el resto del cuerpo – para drenar los productos de desecho.
“La separación de residuos es de vital importancia para todos los órganos, y ha habido desde hace mucho tiempo preguntas sobre cómo el cerebro se deshace de sus residuos”, dijo Maiken Nedergaard, MD, DMSc., Autor principal del artículo y co-director de la Centro de la Universidad de Neuromedicine traslacional.
“Este trabajo demuestra que el cerebro se está limpiando de una manera más organizada y en una escala mucho más grande que se ha realizado con anterioridad.” Tenemos la esperanza de que estos resultados tienen implicaciones para muchas condiciones que afectan al cerebro, como una lesión cerebral traumática , la enfermedad de Alzheimer, derrame cerebral y la enfermedad de Parkinson “, agregó.
Equipo de Nedergaard ha denominado el nuevo sistema “el sistema glifatico”, ya que actúa al igual que el sistema linfático, pero está gestionado por las células del cerebro conocidas como células gliales.
El equipo hizo los descubrimientos en ratones, cuyos cerebros son muy similares al cerebro humano. Los científicos han sabido que el líquido cefalorraquídeo o CSF juega un papel importante la limpieza del tejido cerebral, llevando para fuera los productos de desecho y llevando nutrientes al tejido cerebral a través de un proceso conocido como difusión.
El sistema recientemente descubierto circula LCR a todos los rincones del cerebro de manera más eficiente, a través de lo que los científicos llaman el flujo global o convección. “Es como si el cerebro tiene dos transportistas de basura – un proceso lento que hemos sabido, y uno rápido que acabas de conocer”, dijo Nedergaard.
“Dada la alta tasa de metabolismo en el cerebro, y su exquisita sensibilidad, no es de extrañar que sus mecanismos para deshacerse de los residuos son más especializados y amplia que se creía.” Mientras que el sistema previamente descubierto funciona más como un goteo, se filtra líquido cefalorraquídeo a través del tejido cerebral, el nuevo sistema está bajo presión, empujando a grandes volúmenes de líquido cefalorraquídeo en el cerebro todos los días para llevar a los residuos de distancia con más fuerza.
El sistema glifatico es como una capa de tubería que rodea a los buques existentes sanguíneos del cerebro. El equipo encontró que las células gliales llamadas astrocitos utilizan las proyecciones conocidas como “patas de finales” para formar una red de conductos en torno a las afueras de las arterias y venas dentro del cerebro, similar a la forma de un dosel de ramas de los árboles a lo largo de una calle muy arbolada podría crear una especie de canal por encima de la calzada. Esos pies finales se llenan con estructuras conocidas como canales de agua o acuaporinas, que se mueven LCR a través del cerebro.
El equipo encontró que el CSF se bombea en el cerebro a lo largo de los canales que rodean las arterias, luego se lava a través del tejido cerebral antes de recoger en los canales alrededor de las venas y el drenaje del cerebro.
¿Cómo ha sido este sistema eludido la atención de los científicos hasta ahora?
Los científicos dicen que el sistema sólo funciona cuando está intacto y en funcionamiento en el cerebro vivo, por lo que es muy difícil de estudiar para los científicos anteriores que no están directamente puede visualizar el flujo de LCR en un animal vivo, y muchas veces tenía que estudiar las secciones de tejido cerebral que ya había muerto.
Los científicos dicen que el sistema sólo funciona cuando está intacto y en funcionamiento en el cerebro vivo, por lo que es muy difícil de estudiar para los científicos anteriores que no están directamente puede visualizar el flujo de LCR en un animal vivo, y muchas veces tenía que estudiar las secciones de tejido cerebral que ya había muerto.
Para estudiar la vida, de todo el cerebro, el equipo utilizó una tecnología conocida como microscopia de dos fotones, lo que permite a los científicos observar el flujo de la sangre, líquido cefalorraquídeo y otras sustancias en el cerebro de un animal vivo. Mientras que algunos científicos dos o tres décadas atrás la hipótesis de que el flujo de LCR en el cerebro es más extenso que se ha realizado, no pudieron probarlo porque la tecnología para analizar el sistema en un animal vivo no existía en ese momento.
“Es un sistema hidráulico”, dijo Nedergaard. “Una vez que se abre, rompe las conexiones, y no puede ser estudiado. Tenemos la suerte de contar con la tecnología actual que nos permite estudiar el sistema intacto, para ver en funcionamiento.” El primer autor Jeffrey Iliff, Ph.D., profesor asistente de investigación en el laboratorio Nedergaard, tomó una mirada en profundidad a la beta amiloide, la proteína que se acumula en el cerebro de los pacientes con enfermedad de Alzheimer. S
e encontró que más de la mitad del amiloide retirado del cerebro de un ratón en condiciones normales se elimina a través del sistema glifatico. “La comprensión de cómo se las arregla el cerebro con los residuos es fundamental. En todos los órganos, el aclaramiento de los residuos es tan básico un problema ya que la cantidad de nutrientes son entregados.
En el cerebro, es un tema especialmente interesante, ya que en prácticamente todas las enfermedades neurodegenerativas, incluyendo la enfermedad de Alzheimer, la proteína residuos se acumulan y, finalmente, se ahoga y mata a la red neuronal del cerebro “, dijo Iliff. “Si el sistema falla glymphatic para limpiar el cerebro como se entiende que, ya sea como consecuencia del envejecimiento normal, o en respuesta a la lesión cerebral, los residuos pueden empezar a acumularse en el cerebro. Esto puede ser lo que sucede con los depósitos de amiloide en la enfermedad de Alzheimer “, dijo Iliff.
“Tal vez el aumento de la actividad del sistema glymphatic podría ayudar a prevenir la deposición de amiloide se acumule o podría ofrecer una nueva forma de limpiar las acumulaciones de material en establecer la enfermedad de Alzheimer”, añadió.
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