У нашому черепі вчені виявили нову анатомічну структуру – надзвичайно тонкий, але сильний захисний шар. Ця мембрана утворює власний четвертий шар мозкової оболонки і може відігравати визначальну роль для імунного захисту та збалансування рідини в мозку. Це відбувається тому, що цей шар, який назвали SLYM, містить власні імунні клітини і перешкоджає проникненню більших молекул, зокрема білків, до мозку, повідомляють дослідники в журналі “Science”.
Наша мозкова оболонка складається з чотирьох шарів, а не з трьох, як вважали раніше: четверта – нещодавно виявлена мембрана SLYM (зелена). Зображення: Peter Kusk und Virginia Pla.
Анатомію людини вивчають століттями, але вона все ще приховує несподіванки. Зокрема, впродовж останніх років завдяки новим технологіям візуалізації й аналітики вчені відкрили кілька нових структур у нашому тілі. Вони варіюються від раніше нерозпізнаних зв'язків і шарів тканин до цілої мережі глімфатичних шляхів у нашому мозку. Цю глімфатичну систему утворюють вузькі порожнини навколо судин головного мозку, котрі регулюють транспорт спинномозкової рідини.
Учені відкрили ще одну раніше невідому анатомічну структуру мозку. К’єльд Мельґорд (Kjeld Møllgård) з Копенгагенського університету та його колеги хотіли дізнатися, як спинномозкова рідина рухається через мозкові оболонки та їхні інтерстиціальні простори. Для цього у спинномозкову рідину мишей науковці додали флуоресцентний маркер і простежили його рух через двофотонну мікроскопію.
У субарахноїдальному просторі (просторі між середньою ретикулярною оболонкою і делікатною внутрішньою оболонкою, що найбільш наближена до мозку) вони натрапили на раніше нерозпізнану структуру: крім трьох уже відомих оболонок, виявили четвертий дуже тонкий, але суцільний шар. “Цей шар розділяє субарахноїдальний простір на зовнішню поверхневу і внутрішню ділянки, остання оточує мозок”, – описали вчені свою знахідку.
Так, Мельґорд та його колеги довели існування четвертого менінгеального шару, який назвали субарахноїдальною лімфоїдною мембраною (Subarachnoidal Lymphatic-like Membrane, SLYM). Він існує не тільки у мишей, а й у людей, повідомили вчені.
Розташування мембрани SLYM. Зображення: University of Copenhagen.
SLYM складається лише з декількох шарів клітин і нагадує мезотелій – тонку мембрану, яка оточує внутрішні органи та порожнини тіла. Незважаючи на незначну товщину, мембрана SLYM, очевидно, виконує важливу функцію перешкоди. Адже більші молекули не можуть пройти крізь неї, що засвідчують тести з кольоровими частинками різного розміру. “SLYM запобігає тому, щоб із зовнішньої та внутрішньої частини субарахноїдального простору сюди-туди переходили пептиди і білки – зокрема бета-амілоїд і тау-білки”, – пояснили вчені.
Згідно з дослідженням, нещодавно відкритий шар може допомогти відокремити чисту, свіжу спинномозкову рідину від старої, яка сповнена відходами і потенційно шкідливими молекулами. “Відкриття нової анатомічної структури, яка контролює і розділяє потік спинномозкової рідини в мозку і навколо нього, демонструє важливу роль спинномозкової рідини”, – пояснив старший автор дослідження Майкен Недергаард (Maiken Nedergaard) із Рочестерського університету.
Подібно до мембран мезотелію навколо органів, оболонка SLYM навколо мозку має власну “ударну силу” імунної системи. Вона містить більшу кількість захисних клітин, зокрема макрофагів і дендритних клітин, важливих для “розпізнавання ворога”, засвідчив аналіз. “Це дає змогу припустити, що SLYM також слугує ланкою імунного нагляду”, –пояснили вчені.
Крім того, нещодавно відкрита мембрана SLYM може виконувати функцію своєрідної амортизації: вона зменшує тертя між мозком і черепом, наприклад, під час сильних рухів головою або ударів.
Мембрана SLYM розділяє субарахноїдальний простір на два відсіки і не пропускає молекули (червоні, сині) розміром в один мікрометр. Зображення: Peter Kusk und Virginia Pla.
Тобто за умови пошкодження захисної мембрани SLYM постраждати може весь імунний захист мозку і його “каналізаційна система”. Адже тоді потенційно шкідливі забрудники зможуть проникати у внутрішній субарахноїдальний простір і мозок. Водночас перервуться важливі канали потоків.
“Це може пояснити порушення кровотоку в глімфатичній системі після черепно-мозкової травми”, – кажуть учені. Нейрозапальні ускладнення після важкого струсу мозку і навіть підвищений ризик розвитку хвороби Альцгеймера після такої травми також можна пов'язати з пошкодженням мембрани SLYM, пояснили Мельґорд та його колеги. У дослідах на мишах учені змогли продемонструвати, що такі розриви бар'єра насправді призводять до локального накопичення захисних клітин і запальних процесів.
“Виявлення четвертого шару мозкової мембрани важливе не лише для транспортування рідини”, – стверджують учені. Подальші дослідження повинні з'ясувати, який вплив має мембрана SLYM та її дефекти на функцію мозку, неврологічні захворювання, а також на проходження активних речовин до мозку.
Nadja Podbregar
Science, University of Rochester Medical Center, 6.01.2023
Anatomie: Neue Hirnstruktur entdeckt (Science, 2023, doi: 10.1126/science.adc8810)
12.02.2023