Kabar Kesehatan – Bagaimana Otak Manusia Membuang Sampah Bagian 1

Dalam Spotlight ini, kami memperkenalkan sistem glymphatic: sistem pembuangan limbah khusus otak. Sekarang terlibat dalam berbagai kondisi, sudah saatnya kita berkenalan.

Banyak dari kita yang relatif akrab dengan sistem limfatik; itu melakukan sejumlah peran, salah satunya adalah membersihkan sisa metabolisme dari celah antar sel, disebut sebagai ruang interstitial.

Namun, sistem saraf pusat (SSP), yang terdiri dari otak dan sumsum tulang belakang, tidak memiliki pembuluh limfatik sejati.

Karena SSP sangat aktif, sisa metabolisme dapat menumpuk dengan cepat.

CNS juga sangat sensitif terhadap fluktuasi di lingkungannya, sehingga tubuh perlu membuang sampah seluler, dan di situlah sistem glymphatic masuk.

Sebelum ditemukannya sistem pembuangan sampah berbasis otak ini, para ilmuwan percaya bahwa setiap sel individual menangani detritus metaboliknya sendiri.

Jika sistem seluler menjadi kelebihan beban atau melambat seiring bertambahnya usia, sampah metabolik akan menumpuk di antara sel-sel. Sampah ini termasuk produk seperti beta-amiloid – protein yang terkait dengan penyakit Alzheimer .

Astroglia

Istilah ” glymphatic ” diciptakan oleh Maiken Nedergaard, seorang ilmuwan saraf Denmark yang menemukan sistem tersebut. Namanya adalah referensi ke sel glial, yang sangat penting untuk sistem pembersihan limbah ini.

Sel glial mendapatkan cakupan yang relatif sedikit, dibandingkan dengan neuron, meskipun sama banyaknya di otak. Mereka lama dianggap sedikit lebih dari sel pendukung yang rendah, tetapi sekarang dianggap lebih tinggi.

Glia melindungi, memelihara, dan melindungi neuron. Mereka juga berperan dalam sistem kekebalan tubuh dan, seperti yang kita ketahui sekarang, sistem glymphatic.

Secara khusus, jenis sel glial yang dikenal sebagai astroglia penting. Reseptor, yang disebut saluran aquaporin-4, pada sel-sel ini memungkinkan cairan serebrospinal (CSF) untuk bergerak ke dalam SSP, mengatur arus yang mengeluarkan cairan melalui sistem.

CSF adalah cairan bening yang mengelilingi SSP, memberikan perlindungan mekanis dan imunologis, di antaranya.

Sistem glymphatic, yang berjalan paralel dengan arteri, juga memanfaatkan denyut darah yang beredar untuk membantu menjaga segala sesuatu bergerak.

Saat pembuluh darah mengembang secara ritmis, mereka mendorong pertukaran senyawa antara ruang interstitial dan CSF.

Sistem glymphatic terhubung dengan sistem limfatik dari seluruh tubuh di dura, membran tebal jaringan ikat yang menutupi SSP.

Pentingnya tidur

Setelah penemuan Nedergaard, ia menjalankan serangkaian percobaan pada tikus untuk mengembangkan pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana sistem ini bekerja dan kapan itu paling aktif. Secara khusus, tim fokus pada tidur dan Alzheimer.

Nedergaard dan timnya menemukan bahwa sistem glymphatic paling sibuk ketika hewan-hewan tidur. Mereka menunjukkan bahwa volume ruang interstitial meningkat 60% saat tikus tidur.

Peningkatan volume ini juga mendorong pertukaran CSF dan cairan interstitial, mempercepat penghapusan amiloid. Mereka menyimpulkan bahwa:

“Fungsi restoratif tidur mungkin merupakan konsekuensi dari peningkatan pembuangan produk-produk limbah neurotoksik yang berpotensi menumpuk di [CNS] yang terjaga.”

Karya awal ini menginspirasi gelombang studi baru, yang terbaru diterbitkan bulan ini. Para peneliti melihat dampak tekanan darah tinggi pada fungsi sistem glymphatic.

Seiring waktu, tekanan darah tinggi menyebabkan pembuluh darah kehilangan elastisitasnya, menjadi semakin kaku. Karena denyut dinding arteri yang teratur mendorong sistem glymphatic, kekakuan ini menghambat fungsinya.

Dengan menggunakan model hipertensi tikus , para ilmuwan menunjukkan bahwa pengerasan pembuluh darah yang diinduksi tekanan darah tinggi memang mengganggu cara kerja sistem pembuangan sampah; itu mencegahnya secara efisien menyingkirkan molekul besar di otak, seperti beta-amiloid.

Bersambung ke bagan dua …