glymphatic system

Μέχρι προ τινος υπήρχε η άποψη ότι το κεντρικό νευρικό σύστημα στερείται λεμφαγγείων. Πρόσφατα, έχει αποδειχθεί η ύπαρξη ενός αυθεντικού λεμφικού συστήματος του εγκεφάλου, γνωστού ως γλυμφικού συστήματος, που αποτελείται από παρααγγειακούς διαύλους  που διεισδύουν στα αρτηριακά και φλεβικά αγγεία του εγκεφάλου και τα λεμφαγγεία της σκληράς μήνιγγος, που καθαρίζουν τον διάμεσο χώρο. 

Το γλυμφατικό σύστημα είναι ένα μακροσκοπικό σύστημα εκκαθάρισης αποβλήτων που ανακαλύφθηκε πρόσφατα και χρησιμοποιεί ένα μοναδικό σύστημα περιαγγειακών καναλιών, που σχηματίζονται από αστρογλοιακά κύτταρα, για την προώθηση της αποτελεσματικής αποβολής διαλυτών πρωτεϊνών και μεταβολιτών από το κεντρικό νευρικό σύστημα.

Το 2012, υπήρξε η πρώτη αναφορά ενός συστήματος μεταφοράς υγρών στον εγκέφαλο, το οποίο ονομάστηκε το λεμφικό σύστημα που σχετίζεται με τη γλοία ή το «γλυμφατικό σύστημα» [1]. 

Το γλυμφατικό σύστημα αποτελείται από τρία λειτουργικά διαμερίσματα, καθένα από τα οποία διευκολύνει την κίνηση του εγκεφαλονωτιαίου υγρού (ΕΝΥ) και του διάμεσου υγρού (ISF) στον εγκέφαλο). Το πρώτο διαμέρισμα, η γλυμφατική ​​εισροή , εμφανίζεται στον υπαραχνοειδή χώρο, όπου το εγκεφαλονωτιαίο υγρό  εισέρχεται με μαζική ροή στους περιαρτηριακούς χώρους που περιβάλλουν τις αρτηρίες που διεισδύουν βαθιά στο εγκεφαλικό παρέγχυμα[1].

Το δεύτερο διαμέρισμα , η ανταλλαγή εγκεφαλονωτιαίου υγρού και διάμεσου υγρού , συμβαίνει στον διάμεσο χώρο του εγκεφαλικού παρεγχύματος.

Το τρίτο τμήμα του γλυμφικού συστήματος, το οποίο είναι κοινό στον εγκέφαλο και το μάτι, αποτελείται από περιφλεβική εκροή διάμεσου υγρού, το οποίο παροχετεύεται στα λεμφικά αγγεία της σκληράς μήνιγγας που περιβάλλουν τον εγκέφαλο και το οπτικό νεύρο ( πράσινος)[6]. 

Τελικά, η παροχέτευση των περιφλεβωδών αποβλήτων από το μάτι καταλήγει στους τραχηλικούς λεμφαδένες, που αποτελούν το τέταρτο τμήμα του συστήματος μεταφοράς υγρών. Έτσι, τα υγρά τόσο από τον εγκέφαλο όσο και από το μάτι παροχετεύονται μέσω των αυχενικών λεμφικών αγγείων, τα οποία εκκενώνονται στο φλεβικό σύστημα στο επίπεδο των υποκλείδιων φλεβών.

Το γλυμφατικό σύστημα είναι ένα σύστημα μεταφοράς υγρών που έχει πρόσβαση σε όλες τις περιοχές του εγκεφάλου. Διευκολύνει την ανταλλαγή του εγκεφαλονωτιαίου υγρού και του διάμεσου υγρού και καθαρίζει τα απόβλητα από τον μεταβολικά ενεργό εγκέφαλο. Τα αστροκυτταρικά τελικά πόδια ή ακροπόδια  και η πυκνή τους έκφραση των καναλιών νερού aquaporin-4 προάγουν την ανταλλαγή υγρών μεταξύ των περιαγγειακών χώρων και τoυ νευροπιλίου (neuropil). 

Τo εγκεφαλονωτιαίo και τα διάμεσo υγρό μεταφέρονται μαζί πίσω στο αγγειακό διαμέρισμα από τα μηνιγγικά και τα αυχενικά λεμφικά αγγεία. Πολλαπλές γραμμές εργασίας δείχνουν ότι οι νευρολογικές ασθένειες γενικά βλάπτουν τη μεταφορά του γλυμφατικού υγρού. Στο βαθμό που το γλυμφατικό σύστημα παίζει έναν ψευδο-λεμφικό ρόλο στο κεντρικό νευρικό σύστημα, είναι έτοιμο να παίξει ρόλο στη νευροφλεγμονή. 

Η ακουαπορίνη-4, που βρίσκεται στα πόδια των αστροκυττάρων που συνδέονται με τους παρααγγειακούς χώρους, παίζει βασικό ρόλο στην κάθαρση των μορίων αποβλήτων, όπως οι πρωτεΐνες β-αμυλοειδούς ή τάου. Η δραστηριότητα αυτού του συστήματος αυξάνεται κατά τη διάρκεια του ύπνου, κυρίως στη φάση των αργών κυμάτων και κατά τον ύπνο στη μία πλευρά, και με την άσκηση, και μειώνεται με τη γήρανση [2]. 

Εκτός από την εξάλειψη των αποβλήτων, το γλυμφικό σύστημα διευκολύνει επίσης την κατανομή σε ολόκληρο τον εγκέφαλο πολλών ενώσεων, συμπεριλαμβανομένης της γλυκόζης, των λιπιδίων, των αμινοξέων, των αυξητικών παραγόντων και των νευροτροποποιητικών ουσιών. 

Περιέργως, το γλυμφικό σύστημα λειτουργεί κυρίως κατά τη διάρκεια του ύπνου και αποδεσμεύεται σε μεγάλο βαθμό κατά τη διάρκεια της εγρήγορσης. Η βιολογική ανάγκη για ύπνο σε όλα τα είδη μπορεί επομένως να αντανακλά ότι ο εγκέφαλος πρέπει να εισέλθει σε μια κατάσταση δραστηριότητας που να επιτρέπει την εξάλειψη των δυνητικά νευροτοξικών αποβλήτων, συμπεριλαμβανομένου του β-αμυλοειδούς. 

Η  γλυμφική  ​​λειτουργία καταστέλλεται σε διάφορες ασθένειες. Η  αποτυχία της γλυμφικής λειτουργίας με τη σειρά της μπορεί να συμβάλει στην παθολογία των  νευροεκφυλιστικών  διαταραχών, της τραυματικής  εγκεφαλικής βλάβης και του αγειακού εγκεφαλικού επεισοδίου [3].

Η γλυμφική ιδέα μαζί με την ανακάλυψη των μηνιγγικών λεμφικών αγγείων έχουν, τα τελευταία χρόνια, τονίσει ότι το υγρό μεταφέρεται κατευθυντικά μέσα στο κεντρικό νευρικό σύστημα (ΚΝΣ). Οι απεικονιστικές μελέτες, καθώς και οι χειρισμοί μεταφοράς υγρών, υποδεικνύουν έναν βασικό ρόλο του γλυμφικού-λεμφικού συστήματος στην κάθαρση του αμυλοειδούς-β και άλλων πρωτεϊνών. 

Ως εκ τούτου, το γλυμφικό-λεμφικό σύστημα αντιπροσωπεύει έναν νέο στόχο για την καταπολέμηση των νευροεκφυλιστικών ασθενειών. Όχι απροσδόκητα, η εισαγωγή ενός νέου συστήματος υδραυλικών εγκαταστάσεων στον εγκέφαλο έχει προκαλέσει διαμάχες [4].

Περίπου το 10% των ασθενών με άνοια έχουν ιδιοπαθή υδροκέφαλο φυσιολογικής πίεσης (iNPH), μια διάταση  των εγκεφαλικών κοιλιών που είναι γεμάτες εγκεφαλονωτιαίο υγρό (ΕΝΥ). Το iNPH και η νόσος του Alzheimer (AD) παρουσιάζουν και οι δύο διαταραχές ύπνου, συσσώρευση εγκεφαλικών μεταβολικών αποβλήτων και πλακών αμυλοειδούς-β (Αβ), περιαγγειακή αντιδραστική αστρογλοίωση και εσφαλμένη εντόπιση του αστροκυττάρου aquaporin-4 (AQP4). 

Το γλοιο-λεμφικό (γλυμφικό) σύστημα διευκολύνει την κάθαρση του εγκεφαλικού υγρού και την απομάκρυνση των αποβλήτων κατά τη διάρκεια του ύπνου μέσω των περιαγγειακών καναλιών που υποστηρίζονται από γλοία. 

Η συνεχής έρευνα για το ρόλο της βιολογίας του γλυμφικού συστήματος στα μοντέλα AD και iNPH θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέες στρατηγικές για τη βελτίωση της υγείας του εγκεφάλου, αποκαθιστώντας τον ομοιοστατικό μεταβολισμό του εγκεφάλου και τη δυναμική του εγκεφαλονωτιαίου υγρού [4].

Παρόλο που τα δεδομένα είναι ακόμη προκαταρκτικά, το γλυμφικό σύστημα θα μπορούσε να συμμετάσχει αποφασιστικά στην παθοφυσιολογία νευρολογικών διαταραχών όπως οι νευροεκφυλιστικές και απομυελινωτικές ασθένειες, υδροκέφαλος κανονικής πίεσης, εγκεφαλικό επεισόδιο ή ορισμένοι πονοκέφαλοι. Η ανακάλυψη αυτού του συστήματος θα πρέπει να προσφέρει νέες ευκαιρίες για τη θεραπεία αυτών των νευρολογικών διαταραχών [5].