Harvardas biologi ir atklājuši neparastus kanālus, kas savieno kaulu smadzenes galvaskausa biezumā ar smadzeņu audiem, kas var izskaidrot, kā iekaisuma laikā imūnās šūnas nonāk smadzenēs. Viņu atklājumi tika prezentēti žurnālā Nature Neuroscience.
“Mēs plānojam izpētīt, kā šie kanāli ietekmē Alcheimera slimības attīstību, insultu, hipertensiju un citas kaites, kas saistītas ar iekaisuma procesiem. Turklāt tos var izmantot, lai tieši nogādātu narkotikas smadzenēs,”saka Matiass Nahrendorfs no Hārvardas universitātes (ASV).
Neieņemams cietoksnis
Mūsu smadzenes no pārējā ķermeņa ir izolētas ar tā saukto asins-smadzeņu barjeru (BBB) - blīvu īpašu astrocītu šūnu slāni, kas ieskauj visus smadzeņu asinsvadus un nelaiž iekšā neko citu kā tikai skābekli un barības vielas.
Kā skaidro zinātnieki, šī barjera nav monolīta siena, bet savdabīgu “ķieģeļu” šūnu kopums, starp kuriem ir mazi cauruļvadi, tā sauktie ciešie kontakti. Nesen biologi ir atklājuši, ka šie kontakti noteiktos apstākļos var paplašināties un palīdzēt smadzenēm attīrīties no gruvešiem.
Narendorfs un viņa kolēģi nejauši atklāja vēl vienu iespējamo "aizmugurējo durvju", lai infekcijas vai imūnās šūnas nonāktu cilvēka smadzenēs, pētot, kā peles imūnsistēma reaģēja uz dažāda veida insultu, ko izraisīja operācija vai ķīmija.
Viņa komanda, kā atzīmē biologs, interesējās par to, no kurienes nāk mazie ķermeņi, kuri pirmie reaģēja uz asinsvadu bojājumiem un smadzeņu asiņošanu. Lai atbildētu uz šo jautājumu, viņi injicēja dažādas kaulu smadzeņu daļas, kur veidojas neitrofīli, imūnās šūnas "ātri reaģēja", īpašu krāsu, kas lika tām mirdzēt dažādās krāsās, un sekoja viņu migrācijai.
Reklāmas video:
Liels Narendorfa pārsteigums bija tas, ka stilba kaulā, kas ir šādu šūnu galvenā "rūpnīca", izveidojās nevis imūnās ķermeņa daļas, bet gan viņu "brālēni", kas radās galvaskausa kaulos, kas vispirms iekļuva bojātajos peļu smadzeņu asinsvados.
Smadzeņu "dienesta ieeja"
Kaut kas tamlīdzīgs iepriekš tika uzskatīts par neiespējamu, jo biologi uzskatīja, ka šūnām, kas rodas galvaskausa iekšienē, nav iespējas iesūkties caur BBB un nokļūt smadzenēs. Mēģinot saprast, kā tas notika, raksta autori sīki izpētīja robežas struktūru starp galvaskausu un tā iekšpusi.
Mēs skatījāmies uz galvaskausa kauliem no visiem iespējamiem leņķiem, mēģinot saprast, kā neitrofīli varētu būt iekļuvuši smadzenēs. Pārsteidzoši, mēs atradām daudzus mikroskopiskus kanālus, kas tieši savieno kaulu smadzenes ar smadzenēm,”turpina Narendorfs.
Turpmāka šo kanālu novērošana parādīja, ka šūnas pārvietojas pa tiem tikai tad, kad smadzenēs parādās infekcija vai insultu laikā tiek bojāti tās trauki. Citos gadījumos neitrofīli nenonāk smadzenēs, bet traukos, kas baro galvaskausa kaulus, un izplatās visā pārējā ķermenī.
Līdzīgas struktūras, kas ir aptuveni piecas reizes lielākas, ir arī cilvēka galvaskausā. Viņi, kā norāda zinātnieki, var iziet ne tikai neitrofilus, bet arī cita veida šūnas, kuras vēl jāatklāj un jāpēta.
To novērošana, Hārvardas biologu cerībā, palīdzēs mums saprast, kā rodas dažādi smadzeņu iekaisumi un kā tie var būt saistīti ar neirodeģeneratīvām un autoimūnām slimībām.