Лимфа и поражения мозга. Как лимфатическая система поддерживает когнитивные функции человека

Если вспомнить о самых частых страхах, вероятно, очень многие назовут змей, публичные выступления, случайное нажатие кнопки «Ответить всем» и прочие ужасы. Если же говорить о здоровье, то здесь все индивидуально. Один человек видит в каждом листике салата рассадник кишечной палочки. Другой, наоборот, даже не задумывается, что там происходит с его организмом («Лови момент!»).

Конечно, обобщать не совсем корректно, однако многие исследования показывают: в списке заболеваний, которых люди боятся больше всего, лидируют серьезные когнитивные нарушения, такие как болезнь Альцгеймера и др.

К сожалению, многие из нас наблюдали, как проявляется такая патология, и, что, наверное, еще важнее, ощущали, как она отражалась на окружающих. Видеть, как близкий человек теряет память, очень больно. По какой-то причине мы лучше справляемся со стрессом, когда сталкиваемся с другими страшными болезнями — даже с раком или инфарктом. Но потерять с возрастом умственные способности, утратить память? Это пугает не на шутку.

Статистические данные не внушают оптимизма: с 2000 по 2015 год число смертей от болезни Альцгеймера США выросло на 90%. В наши дни от этого расстройства страдают 5 млн американцев, а специалисты предостерегают, что к 2050 году число заболевших утроится.

И дело даже не в грозной статистике, а в том, что мы только-только приступили к планомерному изучению болезни Альцгеймера и ее последствий. Механизмы ее развития очень сложны. К тому же мозг — орган, достаточно мощный, чтобы продумать отправку управляемых аппаратов на Марс, — сам по себе представляет целую вселенную. Нам еще очень многое предстоит узнать о том, как он работает и как заболевает. Мы пока недостаточно изучили причины когнитивных расстройств (и это сильно затрудняет лечение). Однако уже известно, что лимфа может способствовать укреплению и оздоровлению мозга, а также снижать риск страшных болезней.

Прежде чем обсуждать роль лимфотока, давайте просверлим в черепе дыру (в переносном смысле!) и посмотрим, что происходит внутри. Разобравшись в устройстве нейровселенной, вы лучше поймете, как ее сохранить.

Анатомия головного мозга

Для начала интересный факт: из всех частей тела, которые мы принимаем как нечто дарованное свыше, мозг занимает нас меньше всего — мы практически никогда о нем не думаем. А ведь именно он отвечает за все, что мы делаем: размышляем, решаем проблемы, любим, плачем, ходим, танцуем, поднимаем тяжести, говорим, кричим, читаем, вспоминаем, мечтаем и понимаем каламбур о «промывании мозга» из главы 1.

Дирижер организма, головной мозг посылает сигналы во все уголки нашего тела, во все его части, чтобы они выполняли свою работу вовремя, правильно и в нужных ситуациях. Иногда дирижеру удается добиться, чтобы все действовали согласованно, но порой организм сбивается с ритма. Но как бы то ни было, мозг постоянно творит физиологические чудеса: контролирует произвольные движения, управляет органами и системами, отвечает за выработку гормонов и других веществ и ежесекундно выполняет множество иных задач.

Давайте попытаемся разобраться в анатомии головного мозга, хотя это и настоящая головоломка. Не станем вникать во все детали — исследовать доли, полушария и более мелкие зоны. Но вам стоит знать, что мозг можно разделить на три части:

• Задний мозг. Его еще называют рептильным мозгом. Эта часть управляет автоматическими движениями и функциями (дыханием, частотой сердечных сокращений, глотанием и т. п.).
• Средний мозг. Как вы, наверное, догадались, он соединяет задний и передний мозг. Однако средний мозг важен сам по себе, так как играет большую роль в выработке гормонов, росте нервных клеток, а также взаимодействует с кишечником (подробнее об этом — в главе 8).
• Передний мозг. Самый большой отдел, структуры которого отвечают практически за все, о чем только можно подумать: за память, двигательные функции, восприятие чувственной информации, метаболизм, гормоны, сон и многое другое.

Давайте подробнее рассмотрим деятельность отделов мозга, с которыми связаны нарушения памяти и ухудшение когнитивных функций.

Нейроны. Это клетки нервной системы, передающие друг другу информацию. У каждого из них есть тело и периферические отростки, называемые аксонами и дендритами.

Нейроны могут «разговаривать» друг с другом — за счет этой их способности формируется память. Сообщения отправляются от одних нейронов к другим, а контакты между нейронами, через которые и посредством которых передаются эти сообщения, называются синапсами. Так что память формируется благодаря постоянной «болтовне». В нашем мозге — миллиарды нейронов, образующих триллионы синапсов, которые непрерывно ремоделируются по мере использования и потребности в них.

Приходилось ли вам слышать выражение «Используй — или потеряешь»? Именно это происходит с нейронами.

Допустим, вы изучаете иностранный язык. Чтобы запомнить слова, освоить синтаксис и выработать правильное произношение, вы строите и сохраняете нейронные связи. Говоря на этом языке постоянно, вы укрепляете связи (и не растеряетесь, если надо будет заказать сыр в парижском ресторане). Но если не использовать новые знания, то отвечающие за них нейроны перестанут общаться между собой, словно рассорившиеся соседи. Со временем связи разрушатся окончательно и все выученное куда-то испарится.

Нейроны «общаются» благодаря электрическим импульсам, которые проходят по аксону. Миелиновая оболочка на этом отростке обеспечивает быстрое и беспрепятственное проведение импульса. Она состоит из клеток, называемых глиальными. Возможно, это слово ни о чем вам не говорит или напоминает разве что о школьном хоре из сериала. Но эти клетки чрезвычайно важны, так как выполняют некоторые незаменимые функции, например удаляют отмерший биологический материал и доставляют нейронам питательные вещества.

Рост нейронов и образование связей между ними — пластичный процесс: экосистема мозга находится в состоянии постоянного развития и разрушения. Это естественно, так как нейроны постоянно ремоделируются. (Если вы знакомы с работой костной ткани, то знаете, что в ней происходит примерно то же самое. Кости постоянно ремоделируются: старые клетки отмирают, на их месте возникают новые.) Потеря связей между нейронами — это не всегда плохо. Вы же не помните расписание уроков в первом классе, правда? Чтобы действовать эффективно, мозг позволяет разрушаться связям, которые больше не используются.

Как вы убедитесь, нейронные связи и глиальные клетки невероятно важны, и не только для формирования памяти. Именно они страдают при болезни Альцгеймера и ухудшении когнитивных функций.

Гематоэнцефалический барьер. Мозг можно сравнить с короной, венчающей организм. Как и любую драгоценность, его надо беречь от хулиганов, которые так и норовят протянуть к нему свои грязные лапы. Мозг защищается двумя способами. У него есть броня — череп, который оберегает от травм и других повреждений извне.

Но как быть с внутренними угрозами? Со всем, что может проникнуть в мозг и разрушить его? Бактерии, вирусы, токсины, раковые клетки — все они покушаются на бриллианты в короне.

В этом случае защиту обеспечивает гематоэнцефалический барьер — полупроницаемая мембрана, состоящая из сети кровеносных сосудов с плотно упакованными эндотелиальными клетками, которые играют роль моста между головным мозгом и остальным организмом. Это не дверь, которая может открываться или закрываться, а скорее жесткая, но сравнительно податливая субстанция, которая избирательно пропускает одни вещества и преграждает путь другим. Барьер похож на москитную сетку на крыльце летнего дома: комары в дом не попадут, а вот свежий воздух проникнет беспрепятственно.

Почему барьер работает именно так? Потому что мозг нуждается в питательных веществах и сигналах, поступающих из других частей тела. После расщепления в ЖКТ необходимые химические соединения должны по кровеносной системе дойти до головного мозга, чтобы обеспечить его энергией, иначе у него не будет сил управлять всеми функциями организма. В то же время барьер не допускает в мозг токсины и другие вредные агенты. Это великолепное эволюционное решение: хорошим веществам — добро пожаловать, плохим — вход воспрещен.

Однако гематоэнцефалический барьер не всегда работает идеально. Вредные вещества все же способны проникнуть в мозг (например, алкоголь и наркотики). И наоборот: иногда мы не можем доставить ему потенциально полезные вещества (скажем, лекарства).

Это большая проблема: чтобы спасти жизнь, надо преодолеть барьер, но так, чтобы не повредить его. Ведь он должен и дальше обеспечивать безопасность мозга.

Морфологические основы когнитивных нарушений

В некоторых случаях в медицине отчетливо прослеживаются причинно-следственные связи. Если неудачно упасть на тротуаре, можно получить перелом. Если курить, легкие почернеют. Если съесть несвежую курицу, велики шансы провести ночь в обнимку с унитазом.

В случае нарушения памяти мы и сами можем сказать, как они проявляются: то возникают кратковременные провалы (простите, что вы только что сказали?), то за рулем машины мы не можем вспомнить привычный маршрут, то, заблудившись, никак не найдем дорогу домой.

Но чем вызваны такие расстройства? Здесь все непросто. Когнитивные проблемы, как и многие хронические дегенеративные заболевания, сложны, многослойны и вызываются разными причинами. Невозможно обвинить только единственную бактерию, единственный токсин, единственный нейрон, единственную дисфункцию, единственную генетическую поломку. Нельзя указать только на один фактор, который привел бы к когнитивному спаду и позволил нам ответить на вопрос, почему один человек страдает когнитивными расстройствами, а другой — нет.

Итак, чтобы определить роль лимфатической системы, давайте рассмотрим некоторые биологические объяснения того, что происходит при болезни Альцгеймера и сходных с ней расстройствах. Как вы помните из обсуждения анатомии лимфатической системы и ее участия в патологических процессах, хроническое дегенеративное заболевание развивается при трех условиях:

1. Токсин — вредоносная субстанция — запускает процесс, нарушающий нормальное функционирование лимфатической системы.
2. Стресс, обусловленный токсином или раздражающим веществом, вызывает избыточный воспалительный ответ. То, что должно служить очищению от токсина, дает ему дополнительную возможность атаковать здоровые структуры.
3. Из-за недостаточного очищения токсин продолжает контактировать с тканью — достаточно для того, чтобы воспалительный ответ усилился и причинил еще больше вреда. Действие болезнетворного агента не прекращается, а сам он не удаляется из области поражения.

Все это справедливо и для ткани головного мозга. Давайте рассмотрим некоторые основные воспалительные механизмы, способные привести к поражению когнитивных функций.

Надо учитывать, что в данном случае важен и генетический компонент: вариант гена под названием ApoE4 значительно повышает риск болезни Альцгеймера. Он появился во времена, когда люди занимались охотой и собирательством и запросто могли пораниться или подхватить инфекцию. Этот ген кодирует защитный воспалительный ответ. Средняя продолжительность жизни 50 000 лет назад не превышала 30 лет. Следовательно, организму не было никакого дела до длительного повреждающего действия воспалительного ответа. Но по мере того, как человек смог достигать долго-летия, механизм, призванный защищать нас, превратился во вредоносный. Если у человека два аллеля гена ApoE4 (один от матери, а другой от отца), то вероятность болезни Альцгеймера для него приближается к 50%. Риск уменьшается, если аллель гена только один. Причина такова: присутствие каждого аллеля увеличивает число образующихся бляшек бета-амилоида, которые откладываются в клетках головного мозга.

Бета-амилоид — это часть белка амилоида, который производится в здоровом организме. Фрагмент этого белка поддерживает жизнедеятельность нейронов и укрепляет связи между ними, обеспечивающие запоминание.

У пожилых и престарелых людей бета-амилоидные фрагменты могут превращаться в бляшки, которые блокируют существующие нейронные связи и замедляют образование новых. Кроме того, из-за бляшек могут возникать нейрофибриллярные клубки: отростки разных нейронов переплетаются друг с другом (помните про дендриты, связывающие нервные клетки между собой?).

Итак, что происходит, когда бета-амилоид либо блокирует, либо перепутывает связи между нейронами? Правильно: вы забываете, что секунду назад произнесли слово «дендрит». Со временем амилоид начинает воздействовать на тау-белки — материал дендритных шипиков, тонких выростов на дендритах. Когда воздействие усиливается, дендриты отмирают.

Читайте также

«Нарушения в моем мозге зашли довольно далеко». Ученая-нейрофизиолог о когнитивных расстройствах, которые развились у нее из-за меланомы

Представьте себе провода, выходящие из стены и подведенные к телевизору, или линии электропередач, тянущиеся вдоль дорог. Эти линии связывают одни источники с другими и должны быть исправны, чтобы бесперебойно передавать информацию. Если кто-нибудь ворвется в ваш дом и перережет кабель, вы не сможете смотреть по вечерам сериал «Карточный домик». Если дерево упадет на уличные провода и порвет их, вы останетесь без электричества. То же самое происходит и в головном мозге: связь прерывается, и нейроны теряют способность общаться друг с другом, а человек — способность вспомнить одно, другое или третье.