مغز انسان یک شگفتی سه پوندی است که می‌تواند در کنار رفتارهای روزمره چیزهای شگفت‌انگیزی انجام دهد، به طوری که ما حتی متوجه وجود آنها نمی‌شویم. مغز از دو نوع سلول تشکیل شده است. نورون‌ها که پیام‌ها و دستورات را به بقیه سلول‌های مغز و بدن می‌فرستند و به ما اجازه می‌دهند عمل کنیم، فکر کنیم و برنامه‌ریزی کنیم، و سلول‌های گلیال که نورون‌های ما را حفظ کرده و بعد از آن‌ها را تمیز می‌کنند.

برای مدت طولانی، نورون ها به دلیل قابلیت ارسال و دریافت پیام، مهم ترین سلول های مغز در نظر گرفته می شدند. با این حال، شواهد اخیر نشان می دهد که سلول های گلیال چیزی بیش از یک خانه دار برای CNS هستند. همچنین به نظر می رسد که نقشی در شکل پذیری سیناپسی (تغییر در نحوه اتصال نورون ها به یکدیگر، شکل گیری تجربه)، یادگیری و حافظه دارند.

بیشتر اوقات سلول های گلیال و عصبی خارج از آگاهی ما عمل می کنند. به عنوان مثال، من از پیام‌هایی که سلول‌های مغزم هنگام نوشتن این مطلب ارسال می‌کنند، آگاه نیستم، و پاکسازی سلول‌های گلیال معمولاً زمانی اتفاق می‌افتد که ما در خواب هستیم. اما هر چند وقت یکبار مشکلی در یکی از سیستم ها پیش می آید و در نتیجه رفتار ما آسیب می بیند. اگر یکی از عزیزانتان از یک بیماری تخریب کننده عصبی رنج می برد، متأسفانه این موضوع را از نزدیک و شخصی دیده اید.

محقق Maiken Nedergaard بیماری های عصبی را به سادگی خلاصه می کند. او می‌گوید که «اساساً تمام بیماری‌های تخریب‌کننده عصبی با تجمع نادرست محصولات زائد سلولی مرتبط هستند» (ندرگارد، 2013، صفحه 1529).

پلاک و بیماری آلزایمر

در مغز مبتلا به AD، سطوح غیرطبیعی پروتئین بتا آمیلوئید به هم می پیوندند و پلاک هایی (به رنگ قهوه ای) تشکیل می دهند که بین نورون ها جمع می شوند و عملکرد سلول را مختل می کنند. مجموعه‌های غیرطبیعی پروتئین تاو در نورون‌ها انباشته می‌شوند و درهم (به رنگ آبی) ایجاد می‌کنند که به ارتباط سیناپسی بین سلول‌های عصبی آسیب می‌زند.

منبع: گالری تصاویر NIH از Bethesda، مریلند، ایالات متحده، دامنه عمومی، از طریق Wikimedia Commons

در بیماری آلزایمر (AD) که احتمالاً شناخته شده ترین بیماری تخریب کننده عصبی است، این مواد زائد به شکل پروتئین های بتا آمیلوئید هستند که پلاک ها را تشکیل می دهند. پلاک ها توده هایی از تکه های این پروتئین ها هستند که در خارج از نورون های مغز جمع می شوند. آن‌ها نورون‌ها را احاطه کرده و می‌توانند پیام‌هایی را که سلول‌ها به طور معمول به یکدیگر ارسال می‌کنند مسدود کنند، التهاب را تحریک کرده و در نهایت اثر سمی روی سلول‌های مغز داشته باشند. پروتئین‌های بتا آمیلوئید با نوع دیگری از پروتئین به نام پروتئین‌های تاو که ساختار اسکلتی نورون‌ها را تشکیل می‌دهند، برهم‌کنش می‌کنند و باعث می‌شوند که آن‌ها در داخل سلول‌ها به هم چسبیده شوند و چیزی را که به آن گره می‌گویند، تشکیل دهند. این گره خوردن ها در داخل نورون ها باعث از هم پاشیدن ساختار داخلی نورون و اختلال در عملکرد سلول های عصبی می شود. وجود پلاک ها در خارج از نورون ها در مغز به همراه وجود گره ها در داخل سلول ها از علائم بیماری AD هستند.

پروتئین ها از اسیدهای آمینه ساخته شده اند که سپس به شکل مناسب خود تا می شوند. گاهی اوقات روند تا شدن به اشتباه پیش می رود. پروتئین‌های بدشکل یا به شکل مناسب خود بازگردانده می‌شوند یا از طریق سیستمی شبیه به سیستم لنفاوی که بقیه بدن شما را از عفونت و سلول‌های قدیمی یا آسیب‌دیده که به آن نیاز ندارد، از بین می‌رود. ندرگارد این اصطلاح را ابداع کرد سیستم گلیمفاتیک برای نسخه عصبی سیستم لنفاوی، به دلیل شباهت آن به سیستم لنفاوی محیطی، و برای سلول های مغزی که مسئول حذف مواد زائد هستند، سلول های گلیال. شکست این فرآیند پاکسازی می‌تواند منجر به تجمع این پروتئین‌های بدشکل در پلاک‌ها شود. این امر درک فرآیند متابولیسم این پروتئین ها را در ایجاد درمان برای AD و سایر اختلالات عصبی مهم می کند.

شماتیکی که اجزای تشریحی مسیر پاکسازی گلیمفاتیک را نشان می دهد. نورون ها به رنگ خاکستری و نوعی از سلول های گلیال به نام آستروسیت با رنگ زرد نشان داده شده است.

منبع: Jeffrey J. Iliff، دامنه عمومی، از طریق Wikimedia Commons

الیگودندروسیت ها و پاکسازی

در ابتدا، محققان فکر می کردند که پروتئین های بتا آمیلوئید توسط نورون های تحریک کننده در مغز تولید می شود، اما شواهد جدیدتر نشان می دهد که هم نورون ها و هم سلول های گلیال در بار آمیلوئید بتا در CNS نقش دارند. محققان (ساسمیتا، دپ، نازارنکو، و همکاران، 2024) دریافتند که نوعی سلول گلیال به نام الیگودندروسیت به ویژه درگیر است. الیگودندروسیت ها عملکرد مهمی در مغز دارند. آنها غلاف‌های میلین را در اطراف آکسون‌های نورون ایجاد می‌کنند که امکان ارسال سریعتر و کارآمدتر پیام توسط سلول‌ها را فراهم می‌کند. از دست دادن میلین یکی دیگر از علائم AD و عاملی برای اختلال در عملکرد مغز در این اختلال است. دپ و همکاران (2023) گزارش کرد که عملکرد غیر طبیعی میلین، مرتبط با افزایش سن، رسوب بتا آمیلوئید را تحریک می کند.

به طور خاص، مطالعات نشان داده اند که میلین نقش مهمی در یادگیری و حافظه ایفا می کند و ورودی به سلول های هیپوکامپ را همگام می کند، بخشی از مغز که در درجه اول مسئول ایجاد حافظه است. الیگودندروسیت ها این کار را با تسهیل سرعت و زمان رسیدن پیام ها به هیپوکامپ و با تأثیر بر نحوه ادغام ورودی توسط سلول های هیپوکامپ انجام می دهند. اختلال در غلاف میلین باعث اختلال در حافظه می شود که علامت اصلی بیماری AD است. (مونیشیاکا و فیلدز، 2022). با این حال، دقیقاً چرا عملکرد میلین با افزایش سن مختل می شود، هنوز ناشناخته است.

الیگودندروسیت (به رنگ آبی) که بخش هایی از میلین را در اطراف آکسون های چندین نورون تشکیل می دهد. نقاط خالی بین بخش های میلین برای ارسال پیام عصبی در مغز سالم ضروری است.

منبع: اثر هنری هالی فیشر، CC BY 3.0 از طریق Wikimedia Commons

یکی از تمرکز تحقیقاتی که در حال حاضر بر روی بیماری‌های عصبی انجام می‌شود، این است که بفهمیم این مواد زائد از کجا می‌آیند و چرا انباشته می‌شوند. تصور این است که اگر بتوانیم شناسایی کنیم که تجمع بتا آمیلوئیدها کجا و چرا شروع می شود، می توانیم درمانی برای معکوس یا کند کردن این تجمع و در انجام این کار، معکوس یا کند کردن AD طراحی کنیم.