Płyn mózgowo-rdzeniowy (PMR) jest dializatem osocza krwi wytwarzanym przez splot naczyniowy. Wypełnia przestrzeń podpajęczynówkową, komory mózgowia oraz kanał środkowy rdzenia kręgowego. Pełni wiele ważnych funkcji – m.in. chroni mózg i amortyzuje wstrząsy oraz odżywia mózgowie i rdzeń kręgowy. Już we wcześniejszych badaniach udowodniono, że fizjologiczny przepływ PMR jest zakłócony w przebiegu chorób neurodegeneracyjnych, w tym choroby Alzheimera i wodogłowia. Mechanizm ten nie został jednak w pełni wyjaśniony. W najnowszym badaniu uczeni z Washington University School of Medicine w St. Louis monitorowali krążenie PMR w mózgach gryzoni, używając techniki mikrotomografii rentgenowskiej wzmocnionej nanocząsteczkami złota. Wyniki okazały się obiecujące – płyn mózgowo-rdzeniowy przepływa do obszarów mózgu niezbędnych dla jego prawidłowego rozwoju i funkcjonowania i może odgrywać rolę w etiologii chorób neurodegeneracyjnych.
“Zaburzona dynamika przepływu płynu mózgowo-rdzeniowego może odpowiadać za zmiany w rozwoju mózgu, które obserwujemy u dzieci z wodogłowiem i innymi nieprawidłowościami rozwojowymi. W wielu chorobach nie znamy przyczyn opóźnień w rozwoju. Możliwe, że w niektórych przypadkach dochodzi do zmiany funkcji obszarów mózgu, przez które krąży płyn mózgowo-rdzeniowy” – mówi profesor Jennifer Strahle, główna autorka badania i profesor neurochirurgii, pediatrii i chirurgii ortopedycznej, która na co dzień zajmuje się leczeniem dzieci z wodogłowiem w Szpitalu Dziecięcym St. Louis w Waszyngtonie.
Już wcześniej przeprowadzono wiele badań monitorujących krążenie płynu mózgowo-rdzeniowego w mózgach dorosłych. Wciąż nie wiadomo jednak, z którymi komórkami mózgu on oddziałuje. U małych dzieci ścieżka krążenia jest inna niż u dorosłych, co świadczy o tym, że najprawdopodobniej droga przepływu płynu zmienia się wraz z wiekiem.
Aby prześledzić krążenie PMR w skali mikrometra, naukowcy opracowali technikę obrazowania rentgenowskiego przy użyciu nanocząsteczek złota. Badanie przeprowadzono na młodych myszach i szczurach, od których pozyskano płyn mózgowo-rdzeniowy. Odkryto, że dostawał się on do mózgu z przestrzeni podpajęczynówkowej inną drogą niż u osobników dorosłych – małymi kanałami zlokalizowanymi u podstawy mózgu. Naukowcy odkryli, że przepływał on następnie do określonych obszarów, krytycznych dla prawidłowego funkcjonowania i rozwoju mózgu.
“Te obszary funkcjonalne mózgu zawierają określone skupiska komórek, w tym neuronów, które są związane z wciąż rozwijającymi się głównymi strukturami anatomicznymi mózgu. Naszym następnym krokiem jest zbadanie, dlaczego płyn mózgowo-rdzeniowy przepływa do tych konkretnych neuronów i jakie cząsteczki są przenoszone razem z nim” – mówi profesor Strahle.
Naukowcy podejrzewają, że oddziaływanie czynników wzrostu (przenoszonych razem z płynem mózgowo-rdzeniowym) z neuronami niektórych obszarów mózgu jest kluczowe w prawidłowym rozwoju tego narządu. Stąd mniejszy przepływ PMR i przerwanie tej interakcji może skutkować rozwojem chorób neurodegeneracyjnych. Taka sytuacja ma miejsce u wcześniaków z wodogłowiem. Aby to sprawdzić, Strahle i współpracownicy stworzyli u młodych szczurów warunki przypominające proces wodogłowia wcześniaków. Po trzech dniach zaobserwowali u nich skrócenie kanalików przenoszących PMR z zewnętrznej powierzchni mózgu do środka. W rezultacie krążenie płynu obniżyło się w stopniu znaczącym w 15 z 24 skupiskach neuronów. Biorąc pod uwagę powyższe wyniki, naukowcy przewidują, że regulacja przepływu płynu mózgowo-rdzeniowego odgrywa istotną rolę w przebiegu chorób neurodegeneracyjnych. Związek ten nadal pozostaje niejasny. Potrzebne są dalsze badania z udziałem ludzi, co stanowi obiecującą perspektywę w przyszłości.
„W przypadku wodogłowia często obserwuje się dysfunkcje poznawcze, które utrzymują się nawet po pomyślnym odprowadzeniu nadmiaru płynu. Zaburzona dynamika przepływu płynu mózgowo-rdzeniowego w tych funkcjonalnych obszarach mózgu może ostatecznie wpłynąć na rozwój mózgu, a normalizacja przepływu do tych obszarów jest potencjalnym podejściem do zmniejszenia problemów rozwojowych” – podsumowuje profesor Strahle.
