人類的大腦是如何排出液體的
一項關于最近發現的大腦淋巴系統的新研究，可能會為各種腦部疾病以及液體引流可能發揮的作用提供新的線索。
拉什大學
12月14日消息
拉什大學（Rush University）的新研究正在改變目前對大腦的理解，揭示了有關用穩定的液體流清洗大腦中的液體和廢物的結構的新知識。
這個系統被稱為大腦的淋巴系統（液體如何從大腦流出并流入細管中），它幫助腦廢液的循環和清除。
該研究由醫學博士 Rupal Mehta 領導，她是拉什大學病理學系和拉什阿爾茨海默病中心（RUSH Alzheimer’s DiseaseCenter，RADC）的醫師兼科學家和副教授。
與目前的醫學文獻不同的是，這項研究表明， 液體會逸出人腦，并排入周圍外部組織層的通道中。在保護大腦的外葉狀覆蓋層中有三層薄薄的腦膜組織。
這一發現近日在線發表在《實驗醫學雜志》（Journal of Experimental Medicine）上。對這一未知區域的新研究可能有助于為各種腦部疾病及其可能發揮的作用提供可能的新線索。
研究于2022年12月5日發表在《Journal of Experimental Medicine》（最新影響因子：17．579）雜志上
Mehta 說：“在這項研究中，我們將蛛網膜顆粒（Arachnoid granulation，AG）描述為連接大腦管道系統和鄰近淋巴通道的出口，蛛網膜顆粒是大腦內層覆蓋的小蘑菇狀的外囊。”
“當離開大腦時，液體和碎片被帶到蛛網膜顆粒中。因此，蛛網膜顆粒可以告訴我們很多關于大腦中發生了什么，以及大腦是如何運作和自我凈化的。未來對蛛網膜顆粒的研究可能有助于解釋一系列腦部疾病，并帶來新的治療方法。”
研究人員發現，相當大比例的蛛網膜顆粒位于顱骨和淋巴管或細管的邊緣，而不是像以前的醫學文獻所認為的那樣位于大腦的大靜脈。醫學文獻將蛛網膜顆粒描述為大腦表面的結構，它被動地只流入稱為硬腦膜靜脈竇的大腦大靜脈。
在人們廣泛認識到大腦有淋巴系統之前，沒有理由質疑蛛網膜顆粒結構。但隨著該領域最近的其他發現，Mehta 和 RADC 團隊決定自己進行調查。
作者分析了多個腦標本中的 400 多個顆粒。使用各種顯微鏡和組織制備技術，他們使用最先進的方法檢查了脆弱的組織。
近年來，科學家們描述了類淋巴系統（glymphatic system），一種在大腦內清除毒素的液體沖洗系統。結合最近發現的存在于大腦外膜的淋巴管，這個系統將有害物質從大腦中排出。
這種類淋巴系統已被證明從大腦中攜帶腦廢物，沿著顱骨和頸部區域的淋巴結，在那里毒素被免疫系統清除。
現在有幾項研究表明，這種腦引流系統在一系列疾病中起著重要作用。然而，在人體中，流體出口或類淋巴－淋巴連接區域一直是一個謎。
在這項新研究中，作者 Trishna Shah 和同事們使用帶有特殊染色和 MRI 技術的高分辨率顯微鏡來表征不同年齡人群中這些蛛網膜顆粒各個部分的形狀和排列。
作者發現，顆粒的內部框架由膠原蛋白條組成，形成一個精致的海綿狀網格或篩子，并包含不同類型的免疫細胞。顆粒的外囊也被發現穿孔。
這些發現不同于歷史和現代教科書中公布的內容。此外，顆粒的結構表明，液體和免疫物質通過海綿狀組織滲透到大腦覆蓋物的另一側，也就是淋巴管和顱骨所在的地方。
“這些結構似乎就像一個過濾器，可以捕獲大腦廢物和免疫細胞。它們具有外周淋巴結的幾個形態學特征，” Mehta 說，“研究結果表明，人腦具有完善的內置機制來過濾和清除大腦廢物。”
這項研究表明，這些微小的結構是如何被忽視的，但 Mehta 說，幾十年前還沒有廣泛使用的特殊高分辨率顯微鏡幫助人們對這些結構進行可視化。到目前為止，還沒有使用更新的顯微鏡進行詳細的分析。蛛網膜顆粒的功能尚未被科學家和醫生完全了解。
高分辨率下的蛛網膜顆粒
數百年來，它們一直被認為是被動組織，而大腦覆蓋物被認為是膜結合的密封件。在此之前，蛛網膜顆粒中含有免疫因子或與覆蓋組織中的間隙進行通信，這一點沒有得到充分認識。
“大腦的這個區域很少被分析，在大腦解剖檢查中也被忽視了，”合著者兼 RADC 主任 Julie Schneider 說，“考慮到蛛網膜顆粒經歷了顯著的衰老變化，它可能在阿爾茨海默病等腦部疾病中發揮作用。”
除了這些部分意想不到的位置、形狀和排列外，作者還發現蛛網膜顆粒含量有可區分的年齡相關變化。這些觀察很重要，因為它們可能填補了醫生和科學家對大腦衰老和大腦免疫系統獨特的里里外外所知的重要空白。
此外，這些發現可能對與衰老相關的疾病有重要意義，如卒中、創傷和各種形式的失智。作者希望這一發現能為患有神經系統疾病的患者帶來新的見解。Mehta 說，在未來的研究中，RADC 團隊將研究阿爾茨海默病患者大腦中蛛網膜顆粒惡化和淀粉樣蛋白積聚之間的關系。
創立于1972年的拉什大學
參考文獻
Source：Rush University Medical Center
Research Shows How the Human Brain Drains Fluid
Reference：
Shah T， Leurgans SE， Mehta RI， Yang J， Galloway CA， de Mesy Bentley KL， Schneider JA， Mehta RI． Arachnoid granulations are lymphatic conduits that communicate with bone marrow and dura－arachnoid stroma． J Exp Med． 2023 Feb 6；220（2）：e20220618． doi： 10．1084／jem．20220618． Epub 2022 Dec 5． PMID： 36469302； PMCID： PMC9728136．
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原文標題 : 人類的大腦是如何排出液體的
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