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

Пряк път между черепа и мозъка може да бъде един от възможните начини човешката имунна система да заобиколи кръвно-мозъчната бариера.

Изследователите наскоро откриха серия от миниатюрни канали в миши и човешки черепи 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 един вид неврологична митническа врата, бариера, която разделя кръвоносните канали от важна невронна тъкан.

Сега изглежда, че в крайна сметка няма нужда да се върви по дългия път. Имунните клетки в самата кост, която заобикаля мозъка, изглежда имат по-пряк път.

Миналата година изследователите откриха голям брой имунни клетки, криещи се в костния мозък на миши черепи. Когато се сблъскат с вирус или тумор в мозъка, тези клетки преминават през каналите на черепа в цереброспиналната течност.

Сега изглежда, че тази тайна пътека всъщност е двупосочна.

Имунните клетки в капачката на черепа могат не само да текат към мозъка, но изследователите откриха, че цереброспиналната течност също може да изтече в черепа.

Експертите смятат, че той действа като своеобразен имунен пит стоп.

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

Тъй като прозрачната течност, която попива мозъка на бозайниците, тече през пукнатини в черепа, клетките в костния мозък го следят внимателно за заплахи.

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

Флуоресцентните индикатори, инжектирани в цереброспиналната течност на мишките, ясно показват, че цереброспиналната течност преминава през субмилиметрови канали в капачката на черепа до костния мозък.

Когато изследователите инжектират в мозъка на мишки бактерията, която причинява менингит, която предизвиква възпаление на мозъчната мембрана или менингите, инфекцията започва да циркулира в цереброспиналната течност.

И течността, и бактериите нахлуват в черепа през тези малки канали и стимулират реакцията на имунната система.

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

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

„Сега знаем, че мозъкът може да изпраща сигнали до този център на имунитета, с други думи, да се обади за помощ в случай, че нещата се объркат, като например по време на инфекция и възпаление“, казва Матиас Нарендорф, който работи в Масачузетската обща болница и Харвард Университет.

“Клетките в костния мозък на черепа наблюдават цереброспиналната течност, напускаща мозъка през каналите в черепа, които открихме по-рано.”

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

През годините оттогава стана ясно, че черепът е пренебрегван източник на имунен надзор. Преди това се приемаше, 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 костта 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 справя първо с неврологични инфекции.

„Като цяло, медулата на черепа заслужава по-внимателно изследване поради близостта си и кръстосаните смущения с менингите и [central nervous system]“, пишат авторите в новата си статия.

„Постоянно вземане на проби от [cerebrospinal fluid] отливът предполага, че състоянието на черепния мозък може да отразява здравето на мозъка и че черепният мозък има важна роля в регулирането [central nervous system] възпаление.”

По-внимателен поглед с имунооцветяването разкри, че костният мозък в черепа на мишката има малко по-различен състав от имунни 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 да предприемат действия, са значително обогатени след инжектиране на бактерии в мозъка на мишката. Тези имунни клетки също се групират 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. В допълнение, имунните клетки могат да напуснат костния мозък на черепа в отговор на сигнали от цереброспиналната течност.

През повечето време този маршрут е полезен. Като постоянно проверява цереброспиналната течност за нашественици и реагира съответно, имунната система на черепа поддържа мозъка на бозайниците здрав.

И така, какво ще стане, ако тази имунна система се засили?

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

Въпреки че констатациите все още не са възпроизведени сред хората, вероятно мозъците ни показват подобна система, която заобикаля кръвно-мозъчната бариера. Използвайки микро CT сканиране, авторите вече са открили подобни малки канали, свързващи човешкия череп с мозъчните обвивки, всеки с около 1,5 милиметра в диаметър.

Не е ясно 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, се характеризират със свръхактивен имунен отговор, но как се инициира този отговор все още не се разкрива.

„Нашата работа може да бъде полезна и при изучаване на ситуации, при които имунният отговор е вреден, като например, когато имунните клетки, получени от костен мозък в 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 невронаука за природата.

.

Add Comment