Как мозг очищает себя

Л. Стрельникова

Хочу рассказать вам о потрясающем научном открытии мирового уровня, автор которого, несомненно, заслуживает Нобелевской премии по физиологии и медицине. Автор открытия — доктор биологических наук Оксана Валерьевна Семячкина-Глушковская, заведующая кафедрой физиологии человека и животных в Саратовском государственном университете имени Н.Г. Чернышевского.

pic_2023_03_2.jpg
Профессор О.В. Семячкина-Глушковская, заведующая кафедрой физиологии животных и человека Саратовского национального исследовательского государственного университета имени Н.Г.Чернышевского, со своими студентами и аспирантами. Фотографии Виктории Викторовой

Открытие связано с нашим мозгом — со столь же сложным объектом исследования, что и Вселенная.

Мозг человека ученые исследуют не одну сотню лет. И казалось бы, все его видимые структурные элементы давно уже выявлены и описаны. Поэтому сегодня с мозгом разбираются нейрофизиологи. Современные технологии позволяют им вживлять в мозг крошечный датчик и наблюдать за работой одного нейрона. Согласитесь, даже звучит запредельно фантастично.

А теперь представьте, что в Саратове исследовательская группа под руководством Оксаны Валерьевны Семячкиной-Глушковской открыла новую макроструктуру в мозге — лимфатические сосуды. Не крошечный нейрон, а целые сосуды! Это настоящая сенсация.

Спрашивается, а что же их никто раньше не разглядел? Да потому что они, во-первых, прозрачные и очень тонкие. А во-вторых — вялые. Когда человек бодрствует, они бездействуют и напоминают слипшиеся стенки полиэтиленового пакета. Однако ночью они оживают и принимаются за работу.

Конечно, это поразительное открытие было сделано не на пустом месте. Вопросом, почему в теле человека есть лимфатическая система, а в мозге ее нет, ученые задавались давно. У лимфатической системы в нашем теле очень ответственный участок работы.Она предоставляет свои магистрали клеткам иммунной системы, которые носятся по всему организму в поисках чужаков и вредителей, чтобы их уничтожить.

Она выводит токсины и метаболиты, которые образуются в клетках в процессе их жизнедеятельности. Она работает как дренаж, убирая лишнюю воду из межклеточного пространства, и препятствует образованию отеков.

Лимфатические сосуды в теле человека хорошо видны. А в мозге их нет, сколько ни смотри. Хотя из мозга тоже ведь надо выводить и токсины, и продукты жизнедеятельности.

О том, что лимфатическая система обязательно должна быть в мозге, первым задумался молодой итальянский анатом Паоло Масканьи больше 200 лет назад. Он предположил, что поскольку не видит сосуды, они могут быть невидимками. Чтобы сделать их видимыми, он закачивал ртуть в мозг вместе со спинномозговой жидкостью. И действительно — ртуть заполняла невидимые каналы и проявляла их.

pic_2023_03_3-2.jpg

Правда, опыт удался только с семью трупами из ста. А дальнейшие попытки других анатомов повторить опыты Масканьи и вовсе не увенчались успехом. Поэтому гипотеза Масканьи была принята с большим скепсисом, а если точнее  — как полнейшая чушь. И лишь спустя 200 лет к ней вернулись физиологи.

Сначала американские исследователи с помощью специальной техники окрашивания нашли лимфатические сосуды в мозге крыс. Затем финские коллеги вывели трансгенных мышей с флуоресцентной лимфой и тоже увидели, что светящаяся жидкость бежит в мозге по невидимым каналам, делая их видимыми.

Так исследователи доказали, что у млекопитающих лимфатические сосуды в мозге есть. Однако у человека найти их не могли. В распоряжении исследователей был только посмертный мозг. Но как ни пытались окрашивать стенки сосудов — ничего не получалось.

И вот — победа. Саратовским физиологам удалось открыть этих невидимок в человеческом мозге. Оказалось, что окрасить стенки лимфатических сосудов можно лишь в течение часа после смерти мозга. А потом не получится, поскольку белки стенок очень быстро деградируют. Можно сказать, что они буквально растворяются. По этой причине никто и не мог их увидеть. Так состоялось мировое открытие буквально два года назад.

А затем наши исследователи научились рассматривать лимфодренажные функции живого мозга с помощью оптической когерентной томографии. И тут им открылась и вовсе потрясающая картина.

Уже широко ходила гипотеза, что мозг очищает себя с помощью лимфы и происходит это ночью. Причем ночью из мозга выводятся те самые ужасные токсичные белки  — бета-амилоид и альфа-синуклеин, избыток которых в мозге приводит к потере памяти и дрожанию рук, а в пределе — к болезням Альцгеймера и Паркинсона.

В 2019 году было выполнено исследование на студентах-добровольцах. Они не спали 24 часа, а затем их мозг рассмотрели с помощью позитронно-эмиссионной томографии. Количество этих вредоносных белков увеличилось на 5%.

Теперь мы уже знаем, что чем лучше и глубже мы спим, тем быстрее и эффективнее очищается наш мозг. Саратовские исследователи с помощью своей особой методики в режиме реального времени увидели, как в мозге человека, погрузившегося в глубокий сон, буквально включается душ. Приток воды в мозг с лимфой резко увеличивается, и она умывает мозг, унося с собой всякую дрянь.

pic_2023_03_4.jpg

Однако группа Оксаны Валерьевны Семячкиной-Глушковской не только открыла лимфатические сосуды в мозге человека и рассмотрела, как работает очистительный душ. Она еще придумала, как воспользоваться этим фундаментальным знанием. И это тоже потрясающе.

Оказывается, процесс лимфотока в мозге можно активизировать с помощью инфракрасного излучения. Оно усиливает приток воды в мозг и приводит в тонус лимфатические сосуды. Они начинают активнее работать и выводить из мозга ненужное. В первую очередь — кровь, которая образовалась в результате, например, черепно-мозговых травм.

Это также очень важно и для недоношенных малышей. Почти у половины из них происходят кровоизлияния в мозг во время родов по разным причинам — родовая травма, стресс и пр. Никаких клинических признаков нет, но последствия могут проявиться потом, по мере развития ребенка, — это проблемы когнитивного свойства. Поэтому желательно как можно скорее начать выводить из мозга кровь, вырвавшуюся из сосудов, потому что она очень агрессивна по отношению к тканям мозга.

Саратовские физиологи сделали специальную шапочку для недоношенных младенцев. Она беспроводная. На внутренней стороне шапочки расположены два датчика, позволяющие снимать электроэнцефалограмму. Это необходимо, чтобы понять, когда малыш погрузился в глубокий сон. И тогда включается красный свет, источник которого тоже закреплен внутри шапочки. Просто и гениально.

Риски минимальные — никаких препаратов, никаких инъекций, а просто шапочка. Сейчас проходят клинические испытания этого симпатичного устройства для недоношенных детей. И если все сложится по самому оптимистичному сценарию, то уже в этом году такая шапочка войдет в медицинскую практику.

Так что в открытии Оксаны Валерьевны Семячкиной-Глушковской с ее сотрудниками есть и яркая фундаментальная составляющая, которая уже сегодня войдет в учебники, и крайне полезная прикладная сторона, которая позволяет новое знание немедленно поставить на службу человеку.

Вы бы дали за это Нобелевскую премию? Я бы дала. Правда, в нынешних обстоятельствах Нобелевку вряд ли дадут российским ученым. Хотя Буду за этим следить и призываю своих коллег информационно поддержать эту потрясающую историю.

pic_2023_03_5.jpg

Разные разности
Липучка против трипсов
Химики ищут замену инсектицидам, подсматривая за тем, как разные растения сами защищаются от вредных насекомых. Некоторые растения выделяют липкие вещества из так называемых железистых волосков. К ним прилипают насекомые-вредители и погибают. Эта стр...
Этанол против гриппа
Во время пандемии ковида в соцсетях распространилось видео, на котором наш соотечественник демонстрировал свой метод лечения ковида — ингаляцию парами этанола. Но тогда над ним посмеялись и отмахнулись. Похоже — зря. Японские исследователи ...
Пишут, что...
…за последнее десятилетие плотность тихоокеанских устриц Magallana gigas в двух заливах Южной Калифорнии увеличилась в 32 раза, что совпадает с летним повышением температуры морской воды на 2–4°C… …пластырь с микроиглами против ...
Маскировка, подсказанная цикадой
Тело цикады покрывают брохосомы. Эти структуры отлично поглощают свет, тем самым помогая ей маскироваться от животных, глаза которых видят в том числе и ультрафиолетовый свет. Используя 3D-принтер, исследователи создали искусственные аналоги брохосом...