研究表明人脑如何排出液体

RUSH 的新研究正在改变目前对大脑的理解，揭示了有关用稳定的流体流清除大脑中的液体和废物的结构的新知识。

这个系统被称为大脑的淋巴系统——液体如何从大脑中逸出并排入细管——它允许大脑废液的循环和清除。

该研究由拉什大学病理学系和拉什阿尔茨海默病中心的医师科学家兼副教授 Rupal Mehta 医学博士领导。

与当前的医学文献不同，该研究表明，液体会从人脑中逸出并排入大脑外层组织层的通道中。在保护大脑的外叶状覆盖物中有三层薄薄的脑膜组织。

这一发现发表在网上和 2023 年 2 月出版的《实验医学杂志》上。对这个以前未知领域的新研究可能有助于揭示有关各种脑部疾病及其可能发挥的作用的可能新线索。

“在这项研究中，我们描述了蛛网膜颗粒，它们是大脑内部覆盖物的小蘑菇形外翻，作为连接大脑管道系统与相邻淋巴通道的出口，”梅塔说。

“当离开大脑时，液体和碎片会被带到蛛网膜颗粒中。因此，颗粒可能会告诉我们很多关于大脑中发生的事情以及大脑如何运作和自我清洁的信息。未来对颗粒的研究可能有助于解释一系列脑部疾病并导致新的治疗方法。”

研究人员发现，很大一部分肉芽与骨骼和淋巴管或细管接壤，而不是像以前的医学文献所暗示的那样与大脑的大静脉接壤。医学文献将蛛网膜颗粒描述为大脑表面的结构，这些结构被动地排他性地流入大脑的大静脉，称为硬脑膜静脉窦。

在人们广泛认识到大脑有淋巴系统之前，没有理由质疑蛛网膜肉芽结构。但随着最近在该领域的其他发现，Mehta 和 RADC 团队决定自己进行调查。

作者分析了多个脑标本中的 400 多个颗粒。他们使用各种显微镜和组织制备技术，采用最先进的方法检查脆弱的组织。

近年来，科学家们描述了淋巴系统，这是一种大脑内清除毒素的液体灌溉系统。结合最近发现的大脑外膜中的淋巴管，该系统可以从大脑中排出有害物质。

这种淋巴系统已被证明可以从大脑中携带大脑废物，沿着颅骨到达颈部区域的淋巴结，在那里毒素被免疫系统清除。现在有几项研究表明，这种脑引流系统在一系列疾病中起着重要作用。然而，人类的液体出口或淋巴-淋巴连接区域一直是个谜。

在这项新研究中，作者 Trishna Shah 及其同事使用具有特殊染色和 MRI 技术的高分辨率显微镜来表征不同年龄人群中这些肉芽组织各部分的形状和排列。作者发现，颗粒的内部框架由胶原蛋白条组成，形成精致的海绵状网状物或筛子，并包含不同类型的免疫细胞。还发现颗粒的外胶囊被穿孔。

这些发现与历史和现代教科书中发表的内容不同。此外，颗粒结构表明，液体和免疫物质通过海绵状组织渗出，逃逸到大脑覆盖物的另一侧，那里有淋巴管和骨骼。

“这些结构看起来就像一个过滤器，可以捕获大脑废物和免疫细胞。它们具有外周淋巴结的几种形态特征，”梅塔说。“研究结果表明，人脑具有完善的内置机制来过滤和清除大脑废物。”

研究表明这些微小结构是多么被忽视，但梅塔说，几十年前还没有广泛使用的特殊高倍显微镜有助于使结构可视化。到目前为止，尚未使用较新的显微镜进行详细分析。科学家和医生尚未完全了解蛛网膜颗粒的功能。

数百年来，它们一直被认为是被动组织，大脑覆盖物被认为是膜结合密封。以前，人们并未完全认识到蛛网膜颗粒含有免疫元素或与上覆组织中的空间相通。

“大脑的这个区域很少被分析，并且在大脑尸检检查中被忽视，”阿尔茨海默氏病研究中心的共同作者兼主任朱莉施奈德说。“鉴于蛛网膜颗粒经历了显着的老化变化，它可能表明它在阿尔茨海默病等脑部疾病中发挥作用。”

除了这些部分出乎意料的位置、形状和排列外，作者还发现蛛网膜肉芽含量随年龄发生明显变化。这些观察结果很重要，因为它们可能填补了医生和科学家对大脑老化和大脑 免疫系统独特细节的了解的重要空白。

此外，这些发现可能对与衰老相关的疾病具有重要意义，例如中风、外伤和各种形式的痴呆症。作者希望这一发现能为患有神经系统疾病的患者带来新的见解。Mehta 说，在未来的研究中，RADC 团队将研究阿尔茨海默病患者大脑中蛛网膜颗粒退化与淀粉样蛋白积聚之间的关联。

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