У лимфатической системы всё-таки есть собственное представительство в головном мозге: синусы мозговой оболочки оказались очень похожи на её сосуды, в них есть иммунные клетки и они связаны с шейными лимфоузлами.

У лимфатической системы много функций, одна из важнейших – защитная и «мусороуборочная»: иммунные клетки и белки лимфы обезвреживают бактерии и токсины. Лимфа проникает во все ткани тела, за исключением мозга. Как известно, мозг настолько хорошо огорожен от всего остального, что даже антитела с иммунными клетками не могут в него проникнуть. Однако, несмотря на свои «крепостные стены», мозг всё же не застрахован от проникновения патогенов. Но тогда у самого мозга должны быть какие-то свои системы защиты от вторжения вирусов и бактерий. С другой стороны, в ходе метаболизма накапливаются всевозможные молекулярные отходы, от которых тоже нужно как-то избавляться – а как, если лимфа в мозг не проникает, а в кровеносных сосудах стоит мощный гематоэнцефалический барьер, через который не всякая молекула пролезет? 

Кровеносные сосуды на поверхности мозга. (Фото Dr. Thomas Deerinck / Visuals Unlimited / Corbis.)

Оболочки мозга (жёлтым окрашена твёрдая оболочка, зелёным – пространство между паутинной и мягкой) и мозговые вены с синусами твёрдой оболочки. (Wikipedia.)

Синусы твёрдой мозговой оболочки (обозначены синим). (Wikipedia.)

Синусы твёрдой мозговой оболочки (обозначены синим). (Spina.pro.)

Физиологов этот вопрос интриговал давно. С одной стороны, мозг может сам перерабатывать вредные вещества в специальных клетках. С другой, в нём есть ещё так называемые глиальные, или вспомогательные клетки – некоторые из них выполняют те же функции, что и обычные иммунные клетки, то есть разыскивают и уничтожают всё чужеродное. Наконец, со временем удалось найти дополнительные механизмы, помогающие избавляться от нежелательных веществ. Желудочки мозга выделяют так называемую спинномозговую жидкость, которая свободно циркулирует между ними и спинномозговым каналом, сами же клетки тоже что-то выделяют во внешнее пространство, в результате получается единая система межклеточной и спинномозговой жидкости. Как происходит её очистка от биохимического мусора?

Несколько лет назад сотрудники Рочестерского университета обнаружили, что кровеносные сосуды в мозге окружены «чехлами» из отростков астроцитов – вспомогательных, или глиальных клеток. Получается двойная трубка, и в промежуток между её двумя стенками проникает «замусоренная» межклеточная жидкость, которая фильтрует мусор в кровеносный сосуд. Причём астроциты создают в ней давление, так что фильтрация здесь не пассивная, а активная. Систему назвали глимфатической: функционировала она подобно обычной лимфатической, только сделана была из глиальных клеток.

Однако, как оказалось, обычная лимфатическая система в мозге всё-таки есть – нашли её Джонатан Кипнис (Jonathan Kipnis) с коллегами из Университета Вирджинии; чья статья только что появилась в Nature. Здесь нужно сделать небольшой экскурс в анатомию. Как известно, головной и спинной мозг одеты тремя оболочками: мягкой, паутинной и твёрдой, самой верхней из трёх. В некоторых местах твёрдая оболочка внедряется в щели головного мозга, образуя каналы – их и называют синусами. В них собирается венозная кровь из сосудов мозга, самой твёрдой оболочки и костей черепа, которая потом поступает в яремные вены. (Хотя синусы на рисунках очень похожи на кровеносные сосуды, они в кровеносную систему не входят, это отдельные образования.)

Оказалось, что в синусах есть иммунные клетки и молекулярные маркеры, свойственные лимфатическим сосудам. Когда исследователи ввели краситель мышам в субарахноидальное пространство – полость между мягкой и паутинной мозговыми оболочками, заполненную спинномозговой жидкостью – краска вскоре оказалась в синусах. Значит, спинномозговая жидкость проходит через синусы. Более того, краситель оказывался в шейных лимфатических узлах. Авторам работы удалось также показать, что жидкость из лимфатических узлов может переходить в мозговые синусы.

Напомним, до недавнего времени считалось, что лимфатическая система никак с мозгом не контактирует. Теперь же эту точку зрения придётся во многом пересмотреть, поскольку оказалось, что синусы твёрдой оболочки выполняют функцию лимфатических сосудов и служат резиденцией иммунных клеток. Мусор и токсины, скапливающиеся в спинномозговой жидкости, могут выводиться из неё через синусы, хотя детали процесса предстоит ещё выяснять. Стоит также добавить, что иммунные клетки, несмотря ни на какие барьеры, в мозг всё-таки проникают, в последнее время их тут находят всё чаще и чаще. Хотя раньше полагали, что их появление в мозговых тканях – однозначный признак патологии (например, тяжёлой инфекции), однако, по-видимому, они приходят и в здоровый мозг тоже. И, скорее всего, синусы играют здесь не последнюю роль. Разумеется, большой интерес новые сведения вызовут у медиков – всё-таки мозг и иммунитет оказались связаны теснее, чем думали.

По материалам The Scientist.