Новый неинвазивный метод визуализации позволяет оценить работу лимфатических сосудов мозга практически в режиме реального времени. Новая методика визуализации была разработана группой ученых из Медицинского университета Южной Каролины (MUSC) и Университета Флориды. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Communications. Мозг представляет собой сложно организованный орган и визуализация лимфатических сосудов составляла большую проблему.
Улучшенная визуализация лимфатической системы мозга позволит лучше понимать, как функционируют здоровый мозг. Также это позволит выявить нарушения при таких нейродегенеративных заболеваниях, как болезнь Альцгеймера, и определить механизмы восстановления мозга после ЧМТ.
Как известно, мозг является наиболее метаболически требовательным органом в организме — он весит около 3 фунтов, но ему требуется 20% кислорода, поступающего в организм.
Когда кровь, насыщенная кислородом, проникает в ткани, она доставляет жизненно необходимые питательные вещества в ткани. В то же время собираются продукты метаболизма и поврежденные клетки. Затем жидкость через лимфатические сосуды попадает в лимфатические узлы, которые нейтрализуют вредные продукты жизнедеятельности.
Мозг в черепе можно сравнить с яблоком, подвешенным внутри банки. Внутренняя часть «банки» или черепа покрыта тонкими мембранами, известными как мозговые оболочки. Жидкость омывающая мозг называется спинномозговой. Считалось, что жидкость с отходами вытекала в спинномозговую жидкость по кровеносным сосудам, выводилась из черепа и затем стекала в вены. Как показали исследования, проведенные в последние годы, этот процесс оказался гораздо сложнее и было предположено, что в мозге существуют специальные лимфатические сосуды, удаляющие отходы.
Однако наблюдение за этими сосудами в живом человеческом мозгу имело определенные ограничения. Главной проблемой была необходимость использовать контраст с гадолинием для качественной МРТ визуализации структур головного мозга. Гадолиний имеет определенную токсичность и частое применение его связано с рисками для здоровья. В проведенном исследовании ученым удалось преодолеть это ограничение и использовать МРТ для визуализации лимфатических сосудов в мозговых оболочках без контрастирования. Вместо контраста ученые для создания контрастного градиента решили использовать различия в содержании собственного белка в мозге. Структуры с низким содержанием белка визуализируются темными, а структуры с высоким содержанием белка — светлыми, и такая визуализация имеет высокое разрешение с возможностью видеть сложные детали.
Такой достаточно простой подход позволил исследователям получить четкие изображения лимфатических сосудов с высоким содержанием белка — примерно в 50 раз выше, чем у спинномозговой жидкости. Это связано с тем, что они соединяют области мозга с лимфатическими узлами на шее.
Затем ученые провели сравнение мозга пожилых и молодых людей и обнаружили, что в старшем возрасте снижена очистка от отходов.
С помощью созданной учеными методики МРТ ученые могут определить, как меняются лимфатические сосуды при болезни Альцгеймера или после перенесенной ЧМТ.