Малките канали, открити в човешкия череп, могат да бъдат жизненоважни за мозъка

Пряк път между черепа и мозъка може да бъде възможен начин за човешката имунна система да заобиколи кръвно-мозъчната бариера.

Изследователите наскоро откриха серия от малки канали в черепите на мишки и хора и поне при мишки тези малки пътища представляват неочакван източник на мозъчен имунитет.

Преди това учените предполагаха, че имунната система се свързва с мозъка, като се плъзга през някакъв вид неврологична порта – бариера, разделяща кръвоносните канали от важна невронна тъкан.

Сега изглежда, че все пак няма нужда да се отива далеч. Имунните клетки в самата кост, която заобикаля мозъка, изглежда имат по-пряк път.

Миналата година изследователите откриха множество имунни клетки, скрити в костния мозък на миши черепи. Когато се сблъскат с вирус или тумор в мозъка, тези клетки преминават през черепните канали и навлизат в цереброспиналната течност.

Сега изглежда, че тази тайна пътека всъщност е двупосочна.

Не само имунните клетки от черепната капачка могат да изтекат към мозъка, но изследователите са открили, че цереброспиналната течност може да изтече и към черепа.

Експертите смятат, че действа малко като имунен пит стоп.

Канал в човешкия череп. (Hérisson et al., Nature Neuroscience, 2022)

Тъй като прозрачната течност, която прониква в мозъка на бозайниците, се оттича през пукнатини в черепа, тя се следи внимателно за заплахи от клетките на костния мозък.

Ако се открие патоген, костният мозък реагира, като произвежда имунни клетки за борба с инфекцията.

Флуоресцентните индикатори, инжектирани в цереброспиналната течност на мишки, ясно показват, че цереброспиналната течност преминава през субмилиметрови канали от черепната капачка до костния мозък.

Когато изследователите инжектират мозъка на мишки с бактериите, отговорни за менингит, който предизвиква възпаление на мембраната или менингите на мозъка, инфекцията започва да циркулира в цереброспиналната течност.

След това течности и бактерии нахлуват в черепа през тези малки канали и стимулират реакцията на имунната система.

FRwwnMZUYAA2jGY Бактерии (зелени), навлизащи в черепния канал в мозъка на мишката. (Hérisson et al., Nature Neuroscience, 2022)

Един час след инжектирането на бактерията в мозъка на мишката, 99% от стволовите клетки в костния мозък на черепа са белязани със съответно антитяло.

„Сега знаем, че мозъкът може да сигнализира на този имунен център – с други думи, да се обади за помощ, когато нещо се обърка, като например по време на инфекция и възпаление“, казва Матиас Нарендорф, който работи в Масачузетската обща болница и Харвардския университет.

“Клетките на костния мозък в черепа следят цереброспиналната течност, излизаща от мозъка през черепните канали, които открихме по-рано.”

През 2018 г. Нарендорф и колегите му разбраха, че костният мозък в черепа на бозайниците е директно свързан с менингите чрез малки малки съдови канали в костта.

През годините след това стана ясно, че черепът е пренебрегван източник на имунен надзор. Преди това се предполагаше, че здравето на мозъка на бозайниците се наблюдава от отдалечени имунни места на други места в тялото.

Но новото изследване предполага, че тези други сайтове не са толкова ангажирани, поне не първоначално. Един час след като изследователите инжектират мишки с интрацеребрален патоген, периферният костен мозък в кост на крака на мишка не показва клетки, белязани с антитела. Костният мозък на черепа обаче го направи.

Това предполага, че имунната система, вградена в черепа, се грижи първо за неврологични инфекции.

„Като цяло костният мозък заслужава по-нататъшно изследване поради близостта си и кръстосаните смущения до менингите и [central nervous system]“, пишат авторите в новата си статия.

„Постоянно вземане на проби от [cerebrospinal fluid] потокът предполага, че състоянието на черепната медула може да отразява здравето на мозъка и че черепната медула играе важна роля в регулирането [central nervous system] възпаление.”

По-нататъшно изследване с имунооцветяване разкри, че костният мозък от черепа на мишката има малко по-различен състав на имунните клетки от костния мозък от тибията на мишката.

В черепа неутрофилите, които са първата защитна линия на имунната система, и моноцитите, които убиват нашественици или предупреждават други кръвни клетки за действие, са значително обогатени след инжектиране на бактерии в мозъка на мишката. Тези имунни клетки също са групирани близо до синусите, където тече цереброспиналната течност и костният мозък е богат.

Резултатите показват, че цереброспиналната течност има директен достъп до костния мозък на черепа. Освен това имунните клетки могат да излязат от костния мозък на черепа в отговор на сигнали от цереброспиналната течност.

През повечето време този път е полезен. Чрез непрекъснато наблюдение на цереброспиналната течност за нашественици и реагирайки съответно, имунната система в черепа поддържа мозъка на бозайниците здрав.

И така, какво се случва, ако тази имунна система е претоварена?

„Това вероятно има огромни последици за състояния като деменция и болестта на Алцхаймер, тъй като тези заболявания имат възпалителен компонент“, казва Нарендорф.

Въпреки че резултатите все още не са възпроизведени при хората, вероятно мозъците ни показват подобна система, която заобикаля кръвно-мозъчната бариера. Използвайки микро-КТ сканиране, авторите преди това са открили подобни малки канали, свързващи човешкия череп с менингите на мозъка, всеки с около 1,5 милиметра в диаметър.

Не е известно дали белите кръвни клетки и цереброспиналната течност също протичат през тези канали в нашия собствен вид.

Човешките неврологични състояния като множествена склероза, миастения гравис и синдром на Гилен-Баре са белязани от свръхактивен имунен отговор, но как се задейства този отговор остава да се определи.

„Нашата работа може да бъде полезна и за изучаване на ситуации, при които имунният отговор е вреден, като например когато имунните клетки, получени от костния мозък на черепа, увреждат мозъка и околните нерви“, добавя Нарендорф.

“Разбирането на това какво подхранва невровъзпалението е първата стъпка към успешното му модулиране.”

Проучването е публикувано в Естествена невронаука.

.

Add Comment