مغز برای حفظ عملکرد طبیعی خود، علاوه بر تامین انرژی و پردازش اطلاعات، باید مواد زائد و پروتئین های اضافی را نیز دفع کند. تجمع برخی از این پروتئین ها می تواند با آسیب به سلول های عصبی و بیماری های تحلیل برنده مغز ارتباط داشته باشد. با این حال، دانشمندان هنوز تمام مسیرهای انتقال و خروج مواد زائد از مغز را به طور کامل نمی شناسند.
اکنون پژوهشگران کالج دانشگاهی لندن (UCL) شبکه ای از مجراهای میکروسکوپی را شناسایی کرده اند که ممکن است در انتقال پروتئین های مرتبط با بیماری آلزایمر نقش داشته باشد. آزمایش ها روی موش ها نشان داده اند که پروتئین های بتا آمیلوئید و تاو می توانند وارد این مجراها شوند و به سمت سطح مغز حرکت کنند. ساختارهای مشابهی نیز در نمونه های بافت مغز انسان مشاهده شده اند، اما عملکرد دقیق آنها در مغز زنده انسان هنوز مشخص نیست.
چرا دفع پروتئین های مضر از مغز اهمیت دارد؟
مغز به سازوکارهای مختلفی برای حفظ تعادل محیط داخلی خود نیاز دارد. یکی از این سازوکارها، انتقال و دفع مواد زائد حاصل از فعالیت سلول ها است. اگر تولید، پردازش یا حذف برخی پروتئین ها دچار اختلال شود، احتمال تجمع آنها در بافت مغز افزایش پیدا می کند؛ فرایندی که در بعضی بیماری های عصبی اهمیت دارد.
در بیماری آلزایمر، تجمع پروتئین بتا آمیلوئید و شکل های غیرطبیعی پروتئین تاو از ویژگی های شناخته شده بیماری است. پژوهشگران برای درک بهتر این فرایند، علاوه بر بررسی چگونگی تولید این پروتئین ها، مسیرهای انتقال و دفع آنها را نیز مطالعه می کنند.
شناخت این مسیرها می تواند به روشن شدن چند پرسش مهم کمک کند:
- چگونگی خروج پروتئین ها: مواد زائد و پروتئین های اضافی از چه مسیرهایی از بافت مغز خارج می شوند؟
- علت تجمع پروتئین ها: آیا اختلال در انتقال یا دفع آنها می تواند در افزایش تجمعشان نقش داشته باشد؟
- ارتباط با بیماری های عصبی: آیا تغییر عملکرد این مسیرها با فرایندهای مرتبط با آلزایمر ارتباط دارد؟
شبکه میکروسکوپی تازه کشف شده چگونه عمل می کند؟
پژوهشگران مجراهایی با قطر تقریبی دو میکرومتر شناسایی کرده اند که به یکدیگر متصل می شوند و شبکه ای در اطراف رگ های خونی تشکیل می دهند. این ساختارها تا پرده های پوشاننده مغز و مسیر اعصاب خروجی آن امتداد دارند. به نظر می رسد سلول های تشکیل دهنده این مجراها شباهت هایی با سلول های موجود در غدد لنفاوی داشته باشند؛ سلول هایی که در انتقال مایعات و مواد حل شده نقش دارند.
برای بررسی عملکرد این شبکه، محققان پروتئین های بتا آمیلوئید و تاو را با نشانگرهای فلورسنت علامت گذاری کردند. سپس حرکت این پروتئین ها را در مغز موش ها زیر نظر گرفتند. نتایج نشان داد که پروتئین های علامت گذاری شده وارد مجراها می شوند و در امتداد آنها حرکت می کنند.
در برخی آزمایش ها، مواد ردیاب تنها ۷٫۵ دقیقه پس از تزریق به مجراهای نزدیک سطح بالایی مغز رسیدند. این مشاهده نشان می دهد که شبکه می تواند در انتقال سریع برخی مواد نقش داشته باشد، اما به تنهایی ثابت نمی کند که تمام پروتئین های مضر مغز از این مسیر دفع می شوند.
ارتباط شبکه تازه کشف شده با بیماری آلزایمر چیست؟
یکی از پرسش های اصلی پژوهشگران این بود که آیا مجراهای شناسایی شده فقط مواد آزمایشی را منتقل می کنند یا در جابه جایی پروتئین های طبیعی مغز نیز نقش دارند. برای بررسی این موضوع، آنها موش هایی را که برخی ویژگی های آلزایمر را داشتند مطالعه کردند.
در این آزمایش ها، پروتئین بتا آمیلوئید تولید شده در مغز خود حیوانات درون مجراها مشاهده شد. این یافته احتمال می دهد که شبکه تازه کشف شده در انتقال پروتئین های موجود در مغز نقش طبیعی داشته باشد و صرفا مسیر عبور مواد تزریق شده از بیرون نباشد.
با این حال، هنوز مشخص نیست که اختلال در عملکرد این شبکه تا چه اندازه می تواند در شکل گیری یا پیشرفت آلزایمر موثر باشد. برای پاسخ به این پرسش باید عملکرد مجراها در مراحل مختلف بیماری و ارتباط آن با میزان تجمع پروتئین ها بررسی شود.
آیا این شبکه در مغز انسان نیز وجود دارد؟
برای بررسی احتمال وجود ساختار مشابه در انسان، پژوهشگران نمونه های بافت مغز پنج بیمار را که تحت جراحی تومور مغزی قرار گرفته بودند، مطالعه کردند. پس از افزودن پروتئین های علامت گذاری شده به نمونه ها، تجمع آنها در مجراهایی مشابه ساختارهای مشاهده شده در موش ها گزارش شد.
این یافته شواهد اولیه ای از وجود ساختارهای مشابه در بافت مغز انسان ارائه می دهد، اما محدودیت مهمی دارد. نمونه های بررسی شده خارج از بدن قرار داشتند و آزمایش روی آنها نمی تواند ثابت کند که این شبکه در مغز زنده انسان دقیقا به همان شکل فعالیت می کند.
برای تایید عملکرد این مسیر در انسان، به پژوهش های بیشتری نیاز است. همچنین باید مشخص شود که این مجراها در افراد سالم و مبتلایان به بیماری های عصبی چه تفاوت هایی دارند و آیا فعالیت آنها با میزان تجمع پروتئین های مرتبط با آلزایمر ارتباط دارد یا خیر.
چه چیزی حرکت پروتئین ها در این مجراها را هدایت می کند؟
یکی از پرسش های مهمی که همچنان بی پاسخ مانده، نیروی محرک حرکت مایعات و پروتئین ها درون شبکه است. پژوهشگران احتمال می دهند ضربان رگ های خونی در جابه جایی مواد نقش داشته باشد، اما سازوکار دقیق انتقال هنوز مشخص نیست.
دیوید اتول، عصب شناس کالج دانشگاهی لندن، بر ضرورت بررسی ارتباط احتمالی میان عملکرد این مسیر و بیماری آلزایمر تاکید کرده است. یکی از موضوعات مهم برای تحقیقات آینده این است که آیا کند شدن انتقال مواد درون این مجراها می تواند در آغاز یا پیشرفت بیماری نقش داشته باشد.
از جمله پرسش های مورد توجه پژوهشگران می توان به این موارد اشاره کرد:
- آیا عملکرد این شبکه با افزایش سن تغییر می کند؟
- آیا در افراد مبتلا به آلزایمر، انتقال پروتئین ها از این مسیر مختل می شود؟
- آیا تغییر عملکرد شبکه می تواند به کاهش تجمع پروتئین های مضر کمک کند؟
پاسخ به این پرسش ها ممکن است در آینده به درک بهتر سازوکارهای پاکسازی مغز کمک کند، اما در حال حاضر هیچ روش درمانی بر اساس این شبکه در مطالعه مورد بحث آزمایش نشده است.
جمع بندی
پژوهشگران کالج دانشگاهی لندن شبکه ای از مجراهای میکروسکوپی را شناسایی کرده اند که ممکن است در انتقال پروتئین های مرتبط با آلزایمر به سمت سطح مغز نقش داشته باشد. آزمایش های انجام شده روی موش ها و بررسی نمونه های بافت مغز انسان، شواهد اولیه ای از وجود این ساختار و توانایی آن در انتقال برخی پروتئین ها ارائه می دهند.
با این حال، عملکرد دقیق شبکه در مغز زنده انسان و ارتباط آن با بروز یا پیشرفت آلزایمر هنوز مشخص نیست. این پژوهش که در پایگاه علمی bioRxiv منتشر شده، می تواند مسیر تازه ای برای مطالعه سازوکارهای دفع مواد زائد از مغز باز کند، اما پیش از تبدیل این یافته ها به روش های تشخیصی یا درمانی، به بررسی های مستقل و آزمایش های بیشتری نیاز است.
بدون نظر! اولین نفر باشید