आपका दिमाग कचरा कैसे निकालता है?

इस स्पॉटलाइट में, हम ग्लिम्फैटिक सिस्टम का परिचय देते हैं: मस्तिष्क की समर्पित अपशिष्ट निकासी प्रणाली। अब विभिन्न परिस्थितियों में फंसा हुआ है, यह उच्च समय है कि हम परिचित हो गए।

एस्ट्रोग्लिया (ऊपर वर्णित) मस्तिष्क की कचरा संग्रहण सेवा में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।

हम में से कई लसीका प्रणाली से अपेक्षाकृत परिचित हैं; यह कई भूमिकाएं करता है, जिनमें से एक कोशिकाओं के बीच अंतराल से चयापचय अपशिष्ट को साफ करना है, जिसे अंतरालीय स्थान कहा जाता है।

हालांकि, केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (CNS), जिसमें मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी शामिल हैं, में कोई भी लसीका वाहिका नहीं होती है।

क्योंकि सीएनएस अत्यधिक सक्रिय है, चयापचय अपशिष्ट जल्दी से निर्माण कर सकता है।

सीएनएस भी अपने वातावरण में उतार-चढ़ाव के प्रति बहुत संवेदनशील है, इसलिए शरीर को किसी तरह सेलुलर कचरा हटाने की जरूरत है, और जहां ग्लाइफैटिक सिस्टम आता है।

इस मस्तिष्क-आधारित कचरा निपटान प्रणाली की खोज से पहले, वैज्ञानिकों का मानना ​​था कि प्रत्येक व्यक्ति कोशिका ने अपने स्वयं के चयापचय को नियंत्रित किया है।

अगर हम वृद्ध हो जाते हैं तो सेलुलर प्रणाली अतिभारित या धीमी हो जाती है, कोशिकाओं के बीच चयापचय कचरा का निर्माण होगा। इस कचरे में बीटा-एमिलॉइड - अल्जाइमर रोग से जुड़ा प्रोटीन जैसे उत्पाद शामिल हैं।

अस्थिकणिका

शब्द "ग्लाइम्पाचिक" को एक डेनिश न्यूरोसाइंटिस्ट माईक नेपेगार्ड द्वारा गढ़ा गया था, जिन्होंने प्रणाली की खोज की थी। नाम glial cells का संदर्भ है, जो इस अपशिष्ट निकासी प्रणाली के लिए महत्वपूर्ण है।

मस्तिष्क में कई तरह के होने के बावजूद, न्यूरॉन्स के साथ तुलना में ग्लियाल कोशिकाओं को अपेक्षाकृत कम कवरेज मिलता है। उन्हें लंबे समय तक नीच समर्थन कोशिकाओं की तुलना में थोड़ा अधिक माना जाता था, लेकिन अब उच्च संबंध में आयोजित किया जाता है।

ग्लिया न्यूरॉन्स की रक्षा, पोषण और इंसुलेट करती है। वे प्रतिरक्षा प्रणाली में भी भूमिका निभाते हैं और, जैसा कि हम अब जानते हैं, ग्लाइम्पाथिक प्रणाली।

विशेष रूप से, ज्योतिषी के रूप में जाना जाने वाला एक प्रकार का ग्लियाल सेल महत्वपूर्ण है। इन कोशिकाओं पर एक्वापोरिन -4 चैनल कहे जाने वाले रिसेप्टर्स, मस्तिष्कमेरु द्रव (CSF) को CNS में जाने की अनुमति देते हैं, जिससे एक करंट निकलता है जो सिस्टम के माध्यम से तरल पदार्थ को बहा देता है।

CSF एक स्पष्ट तरल पदार्थ है जो CNS को घेरता है, इसे अन्य चीजों के साथ यांत्रिक और प्रतिरक्षात्मक सुरक्षा प्रदान करता है।

ग्लाइम्पाथिक प्रणाली, जो धमनियों के समानांतर चलती है, चीजों को गतिमान रखने में मदद करने के लिए परिसंचरण में रक्त के स्पंदन को रोकती है।

चूंकि रक्त वाहिकाएं लयबद्ध रूप से विस्तारित होती हैं, वे अंतरालीय अंतरिक्ष और सीएसएफ के बीच यौगिकों के आदान-प्रदान को चलाते हैं।

ग्लाइफैटिक सिस्टम ड्यूरा में शरीर के बाकी हिस्सों के लसीका तंत्र से जुड़ता है, संयोजी ऊतक की एक मोटी झिल्ली जो सीएनएस को कवर करती है।

नींद का महत्व

नेदरगार्ड की खोज के बाद, उसने चूहों पर कई प्रयोगों को चलाया, ताकि यह समझ सके कि यह प्रणाली कैसे काम करती है और जब यह सबसे अधिक सक्रिय थी। विशेष रूप से, टीम ने नींद और अल्जाइमर पर ध्यान केंद्रित किया।

नेप्गार्ड और उनकी टीम ने पाया कि ग्लाइम्पेटिक सिस्टम सबसे ज्यादा व्यस्त था क्योंकि जानवर सोते थे। उन्होंने दिखाया कि चूहों के सोते समय अंतरालीय अंतरिक्ष की मात्रा में 60% की वृद्धि हुई।

इस मात्रा में वृद्धि ने सीएसएफ और अंतरालीय द्रव के आदान-प्रदान को भी बढ़ावा दिया, जिससे एमिलॉइड को हटाने में तेजी आई। उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि:

"नींद का पुनर्स्थापना कार्य संभावित न्यूरोटॉक्सिक अपशिष्ट उत्पादों को बढ़ाने के परिणामस्वरूप हो सकता है जो जाग [CNS] में जमा होते हैं।"

इस शुरुआती कार्य ने नए अध्ययनों की एक लहर को प्रेरित किया, जिनमें से सबसे हाल ही में इस महीने प्रकाशित किया गया था। शोधकर्ताओं ने ग्लाइम्पाथिक प्रणाली के कार्य पर उच्च रक्तचाप के प्रभाव को देखा।

समय के साथ, उच्च रक्तचाप के कारण रक्त वाहिकाएं अपनी लोच खो देती हैं, तेजी से कठोर हो जाती हैं। क्योंकि धमनियों की दीवारों के नियमित स्पंदन ग्लाइम्पाथिक प्रणाली को संचालित करते हैं, इसलिए यह कठोरता अपने कार्य में बाधा डालती है।

उच्च रक्तचाप के एक माउस मॉडल का उपयोग करते हुए, वैज्ञानिकों ने प्रदर्शित किया कि उच्च रक्तचाप से प्रेरित धमनी की कठोरता ने उस तरीके के साथ हस्तक्षेप किया जो कचरा निपटान प्रणाली ने काम किया था; यह मस्तिष्क में बड़े अणुओं जैसे बीटा-एमिलॉइड से कुशलतापूर्वक छुटकारा पाने से रोकता है।

यह खोज यह समझाने में मदद कर सकती है कि वैज्ञानिकों ने उच्च रक्तचाप और संज्ञानात्मक गिरावट और मनोभ्रंश के बीच संबंध क्यों पाया है।

पार्किंसंस रोग

पार्किंसंस रोग मस्तिष्क में प्रोटीन के निर्माण की विशेषता है। इस मामले में, प्रोटीन अल्फा-सिन्यूक्लिन है।

इसने कुछ शोधकर्ताओं को आश्चर्यचकित कर दिया है कि क्या ग्लाइम्पेटिक प्रणाली को यहां भी फंसाया जा सकता है।

पार्किंसंस रोग में, मस्तिष्क के डोपामाइन मार्गों में व्यवधान होता है। ये मार्ग स्लीप-वेक साइकल और सर्कैडियन लय में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं; इसलिए, पार्किंसंस वाले लोग अक्सर नींद की गड़बड़ी का अनुभव करते हैं।

में प्रकाशित एक समीक्षा तंत्रिका विज्ञान और Biobehavioral समीक्षा प्रस्तावित करता है कि बाधित नींद पैटर्न मलबे के ग्लाइफैटिक हटाने में बाधा डाल सकती है, जिसमें अल्फा-सिन्यूक्लिन शामिल है, जो मस्तिष्क में निर्माण करने में मदद करता है।

मस्तिष्क आघात

क्रोनिक दर्दनाक एन्सेफैलोपैथी के परिणाम बार-बार सिर से लगते हैं; इसे "पंच-ड्रंक" सिंड्रोम कहा जाता था क्योंकि यह मुक्केबाजों में होता है।

मस्तिष्क की चोटें ग्लाइफैटिक जल निकासी के साथ हस्तक्षेप कर सकती हैं।

लक्षणों में मेमोरी लॉस, मूड में बदलाव, भ्रम और संज्ञानात्मक गिरावट शामिल हो सकते हैं।

कुछ शोधकर्ताओं का मानना ​​है कि मस्तिष्क आघात के कारण ग्लाइम्पेटिक प्रणाली में व्यवधान से क्रोनिक ट्रॉमाटिक एन्सेफैलोपैथी विकसित होने का खतरा बढ़ सकता है।

समीक्षा के लेखक एक दर्दनाक मस्तिष्क की चोट के बाद लिखते हैं, "नींद की शुरुआत और रखरखाव के साथ कठिनाइयां सबसे अधिक सूचित लक्षणों में से हैं।"

जैसा कि हमने देखा है, यह नींद के दौरान अंतरालीय अंतरिक्ष से प्रोटीन के ग्लाइम्पाथिक निकासी में हस्तक्षेप करता है।

इसी समय, इस प्रकार की चोट से एक्वापोरिन -4 चैनलों के स्थानांतरण का कारण बन सकता है - एस्ट्रोलिया पर उन महत्वपूर्ण रिसेप्टर्स जो ग्लाइफैप्टिक निकासी के लिए महत्वपूर्ण हैं - एक ऐसी स्थिति में जो इंटरस्टीशियल स्पेस से जंक प्रोटीन को हटाने में बाधा डालती है।

लेखकों का मानना ​​है कि इस प्रणाली का व्यवधान "बाद में न्यूरोडीजेनेरेशन के साथ दोहराव [दर्दनाक मस्तिष्क की चोट] को जोड़ने वाली व्याख्यात्मक श्रृंखला में एक लिंक प्रदान कर सकता है।"

मधुमेह

न्यूरोलॉजिकल स्थितियों में एक संभावित भूमिका से परे, कुछ शोधकर्ताओं ने जांच की है कि मधुमेह के संज्ञानात्मक लक्षणों में ग्लाइम्पेटिक प्रणाली में गड़बड़ी कैसे हो सकती है।

वैज्ञानिकों ने दिखाया है कि मधुमेह रोग के कई प्रकार के संज्ञानात्मक कार्यों को प्रभावित कर सकता है, जो रोग की प्रगति के आरंभ में और रेखा के नीचे है।

कुछ शोधकर्ता पूछ रहे हैं कि क्या ग्लाइम्पेटिक प्रणाली यहां भी शामिल हो सकती है। अन्य कार्यों के बीच, नई यादों को बनाने में शामिल मस्तिष्क के एक हिस्से हिप्पोकैम्पस में सीएसएफ के आंदोलन की कल्पना करने के लिए एमआरआई स्कैन का उपयोग करने वाले चूहों में किए गए एक अध्ययन।

वैज्ञानिकों ने पाया कि टाइप 2 डायबिटीज वाले चूहों में, CSF की निकासी "तीन के एक कारक से धीमी" थी। उन्होंने संज्ञानात्मक घाटे और ग्लाइम्पाथिक प्रणाली की हानि के बीच एक संबंध भी पाया - अगर कचरा साफ नहीं हो रहा था, तो सोच कौशल में बाधा उत्पन्न हुई।

उम्र बढ़ने

हम उम्र के रूप में, संज्ञानात्मक गिरावट का एक निश्चित स्तर लगभग अपरिहार्य है। इसमें कई प्रकार के कारक शामिल हैं, और कुछ वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि ग्लाइम्पाथिक प्रणाली एक भूमिका निभा सकती है।

2014 में प्रकाशित एक अध्ययन ने चूहों के ग्लाइम्पेटिक सिस्टम की दक्षता की जांच की, जैसा कि वे वृद्ध थे; लेखकों को "दक्षता में नाटकीय गिरावट" मिली।

ग्लाइफैटिक सिस्टम और रोग और उम्र बढ़ने में इसकी भूमिका की समीक्षा में, लेखक लिखते हैं कि सिस्टम में गतिविधि कम हो जाती है क्योंकि हम "misfolded और hyperphosphorylated प्रोटीन के संचय में योगदान दे सकते हैं," न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों के जोखिम को बढ़ाते हैं और शायद, शायद। संज्ञानात्मक शिथिलता।

हम अभी भी ग्लाइम्पाथिक प्रणाली के बारे में तुलनात्मक रूप से बहुत कम जानते हैं। हालांकि, क्योंकि यह हमारे सबसे संवेदनशील और जटिल अंग को साफ करता है, यह हमारे समग्र स्वास्थ्य को कुछ हद तक प्रभावित करने की संभावना है।

ग्लाइम्पाथिक प्रणाली में न्यूरोडीजेनेरेटिव बीमारियों और उससे आगे के हमारे सभी सवालों के जवाब शामिल नहीं हो सकते हैं, लेकिन यह कुछ दिलचस्प नए दृष्टिकोणों की कुंजी पकड़ सकता है।