Глимфатическая система и ее роль в развитии болезни Альцгеймера
Аннотация
Одной из основных концепций, объясняющих развитие болезни Альцгеймера, в настоящее время является амилоидная теория. Достоверно установлено, что накопление патологического белка амилоида β провоцирует запуск ряда патохимических реакций, приводящих в конечном счете к развитию синаптической дисфункции и формированию когнитивных нарушений. Белок амилоид β синтезируется и в мозге людей, не страдающих нейродегенеративной патологией. В норме он активно удаляется из головного мозга. Однако точные механизмы поддержания его клиренса не установлены. На роль такого компонента претендует недавно открытая глимфатическая система. В представленном обзоре проводится анализ предположения, что развитие ее дисфункции способствует накоплению амилоид β и развитию клинической картины болезни Альцгеймера.
Ключевые слова
аквапорин,
астроциты,
болезнь Альцгеймера,
глимфатическая система,
ликвор,
параваскулярное пространство
Об авторах
С. В. Воробьев
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр имени В. А. Алмазова» Министерства здравоохранения Российской Федерации;
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия
Россия
Воробьев Сергей Владимирович, доктор медицинских наук, главный научный сотрудник НИЛ неврологии и нейрореабилитации, РНХИ им. проф. А.Л. Поленова — филиала НМИЦ им. В.А. Алмазова, профессор кафедры клинической лабораторной диагностики ФП и ДПО СПбГПМУ
ул. Аккуратова, д. 2, Санкт-Петербург, 197341
С. Н. Янишевский
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр имени В. А. Алмазова» Министерства здравоохранения Российской Федерации;
Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования «Военно-медицинская академия имени С. М. Кирова» Министерства обороны Российской Федерации
Янишевский Станислав Николаевич, доктор медицинских наук, заведующий лабораторией НИЛ неврологии и нейрореабилитации, РНХИ им. проф. А. Л. Поленова — филиала НМИЦ им. В. А. Алмазова
ул. Аккуратова, д. 2, Санкт-Петербург, 197341
Список литературы
1. Breslin JW, Yang Y, Scallan JP, et al. Lymphatic vessel network structure and physiology. Compr Physiol 2018;9(1):207–299. DOI: 10.1002/cphy.c180015.
2. Cserr HF, Ostrach LH. Bulk flow of interstitial fluid after intracranial injection of Blue Dextran. 2000. Exp Neurol. 1974;45(1):50–60. DOI: 10.1016/0014-4886(74)90099-5.
3. Cserr HF, Cooper DN, Suri PK, et al. Efflux of radiolabeled polyethylene glycols and albumin from rat brain. Am J Physiol. 1981;240(4):F319–328. DOI: 10.1152/ajprenal.1981.240.4.F319.
4. Szentistvanyi I, Patlak CS, Ellis RA, et al. Drainage of interstitial fluid from different regions of rat brain. Am J Physiol. 1984;246(6 Pt 2):F835–844. DOI: 10.1152/ajprenal.1984.246.6.F835.
5. Rennels ML, Gregory TF, Blaumanis OR, et al. Evidence for a ‘paravascular’ fluid circulation in the mammalian central nervous system, provided by the rapid distribution of tracer protein throughout the brain from the subarachnoid space. Brain Res. 1985;326(1):47–63. DOI: 10.1016/0006-8993(85)91383-6.
6. Васина Л.В., Власов Т.Д., Петрищев Н.Н. Функциональная гетерогенность эндотелия (обзор). Артериальная гипертензия. 2017;23(2):88–102. DOI: 10.18705/1607-419Х-2017-23-2-88-102.
7. Бабиянц А.Я., Хананашвили Я.А. Мозговое кровообращение: физиологические аспекты и современные методы исследования. Журнал фундаментальной медицины и биологии. 2018;3:46–54.
8. Николенко В.Н., Оганесян М.В., Яхно Н.Н. и др. Глимфатическая система головного мозга: функциональная анатомия и клинические перспективы. Неврология, нейропсихиатрия, психосоматика. 2018;10(4):94–100. DOI: 10.14412/2074-2711-2018-4-94-100.
9. Jessen NA, Munk ASF, Lundgaard I, et al. The glymphatic system – a beginner’s guide. Neurochem Res. 2015;40(12):2583–2599. DOI: 10.1007/s11064-015-1581-6.
10. Iliff JJ, Wang M, Liao Y, et al. A paravascular pathway facilitates CSF flow through the brain parenchyma and the clearance of interstitial solutes, including amyloid β. Sci Transl Med. 2012;4(147):147ra111. DOI: 10.1126/scitranslmed.3003748.
11. Крысова А.В., Циркин В.И., Куншин А.А. Роль аквапоринов в транспорте воды через биологические мембраны. Вятский медицинский вестник. 2012;2:50–58.
12. Кондратьев А.Н., Ценципер Л.М. Глимфатическая система мозга: строение и практическая значимость. Анестезиология и реаниматология. 2019;6:72–80. DOI: 10.17116/anaesthesiology201906172.
13. Nagelhus EA, Ottersen OP. Physiological roles of aquaporin-4 in brain. Physiol Rev. 2013;93(4):1543–1562. DOI: 10.1152/physrev.00011.2013.
14. Wolburg H, Wolburg-Buchholz K, Fallier-Becker P, et al. Structure and functions of aquaporin-4-based orthogonal arrays of particles. Int Rev Cell Mol Biol. 2011;287:1–41. DOI: 10.1016/B978-0-12-386043-9.00001-3.
15. Li J, Zhou J, Shi Y. Scanning electron microscopy of human cerebral meningeal stomata. Ann Anat. 1996;178(3):259–261. DOI: 10.1016/S0940-9602(96)80059-8.
16. Aspelund A, Antila S, Proulx ST, et al. A dural lymphatic vascular system that drains brain interstitial fluid and macromolecules. J Exp Med. 2015; 212(7):991– 999. DOI: 10.1084/jem.20142290.
17. Louveau A, Smirnov I, Keyes TJ, et al. Structural and functional features of central nervous system lymphatic vessels. Nature. 2015;523(7560): 337–341. DOI: 10.1038/nature14432.
18. Antila S, Karaman S, Nurmi H, et al. Development and plasticity of meningeal lymphatic vessels. J Exp Med. 2017;214(12):3645–3667. DOI: 10.1084/jem.20170391.
19. Raper D, Louveau A, Kipnis J. How do meningeal lymphatic vessels drain the CNS? Trends Neurosci. 2016;39(9):581–586. DOI: 10.1016/j.tins.2016.07.001.
20. Kress BT, Iliff JJ, Xia M, et al. Impairment of paravascular clearance pathways in the aging brain. Ann Neurol. 2014;76(6):845–861. DOI: 10.1002/ana.24271.
21. Franceschi C, Bonafè M, Valensin S, et al. Inflammaging. An evolutionary perspective on immunosenescence. Ann N YAcad Sci. 2000;908:244–254. DOI: 10.1111/j.1749-6632.2000.tb06651.x.
22. Cornejo F, von Bernhardi R. Age-dependent changes in the activation and regulation of microglia. Adv Exp Med Biol. 2016;949:205–226. DOI: 10.1007/978-3-319-40764-7_10.
23. Simon MJ, Iliff JJ. Regulation of cerebrospinal fluid (CSF) flow in neurodegenerative, neurovascular and neuroinflammatory disease. Biochim Biophys Acta. 2016;1862(3):442–451. DOI: 10.1016/j.bbadis.2015.10.014.
24. Guzman-Martinez L, Maccioni RB, Andrade V, et al. Neuroinflammation as a common feature of neurodegenerative disorders. Front Pharmacol. 2019;10:1008. DOI: 10.3389/fphar.2019.01008.
25. Chen RL, Kassem NA, Redzic ZB, et al. Agerelated changes in choroid plexus and blood-cerebrospinal fluid barrier function in the sheep. Exp Gerontol. 2009;44(4):289–296. DOI: 10.1016/j.exger.2008.12.004.
26. Fleischman D, Berdahl JP, Zaydlarova J. Cerebrospinal fluid pressure decreases with older age. PLoS One. 2012;7(12):e52664. DOI: 10.1371/journal.pone.0052664
27. Iliff JJ, Wang M, Zeppenfeld DM, et al. Cerebral arterial pulsation drives paravascular CSF-interstitial fluid exchange in the murine brain. J Neurosci. 2013;33(46):18190– 18199. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.1592-13.2013.
28. Zeppenfeld DM, Simon M, Haswell JD, et al. Association of perivascular localization of aquaporin-4 with cognition and Alzheimer disease in aging brains. JAMA Neurol. 2017;74(1):91–99. DOI: 10.1001/jamaneurol.2016.4370.
29. Демина Т.Л., Бойко А.Н., Чехонин В.П. и др. Гематоэнцефалический барьер. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 1999;99(8):57–62.
30. Бредбери М. Концепция гемато-энцефалического барьера. М.: Медицина, 1983. 480 с.
31. Воробьев С.В., Савичева А.М., Шалепо К.В. и др. Методы лабораторной диагностики бактериальных менингитов (менинго-энцефалитов). СПб.: СПбГПМУ, 2020. 24 с.
32. Montagne A, Barnes SR, Sweeney MD, et al. Blood-brain barrier breakdown in the aging human hippocampus. Neuron. 2015;85(2):296–302. DOI: 10.1016/j.neuron.2014.12.032.
33. Bowman GL, Kaye JA, Quinn JF. Dyslipidemia and blood-brain barrier integrity in Alzheimer’s disease. Curr Gerontol Geriatr Res. 2012;2012:184042. DOI:10.1155/2012/184042.
34. Medina M, Avila J. The role of extracellular Tau in the spreading of neurofibrillary pathology. Front Cell Neurosci. 2014;8:113. DOI: 10.3389/fncel.2014.00113.
35. Lewis J, Dickson DW. Propagation of tau pathology: hypotheses, discoveries, and yet unresolved questions from experimental and human brain studies. Acta Neuropathol. 2016;131(1):27–48. DOI: 10.1007/s00401-015-1507-z.
36. Castillo-Carranza DL, Sengupta U, GuerreroMuñoz MJ, et al. Passive immunization with Tau oligomer monoclonal antibody reverses tauopathy phenotypes without affecting hyperphosphorylated neurofibrillary tangles.J Neurosci. 2014;34(12):4260–4272. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.3192-13.2014.
37. Harrison IF, Ismail O, Machhada A, et al. Impaired glymphatic function and clearance of tau in an Alzheimer’s disease model. Brain. 2020;143(8):2576–2593. DOI: 10.1093/brain/awaa179.
38. Saito S, Yamamoto Y, Ihara M. Development of a multicomponent intervention to prevent Alzheimer’s disease. Front Neurol. 2019;10:490. DOI: 10.3389/fneur.2019.00490.
Рецензия
Для цитирования:
Воробьев С.В., Янишевский С.Н. Глимфатическая система и ее роль в развитии болезни Альцгеймера. Трансляционная медицина. 2021;8(3):14-21. https://doi.org/10.18705/2311-4495-2021-8-3-14-21
For citation:
Vorobʼev S.V., Yanishevskij S.N. The glymphatic system and its role in the development of Alzheimer’s disease. Translational Medicine. 2021;8(3):14-21. (In Russ.) https://doi.org/10.18705/2311-4495-2021-8-3-14-21
Просмотров: 563
Послать статью по эл. почте 