Jak woda przedostaje się z krwi do mózgu?

Naukowcy z Uniwersytetu w Kopenhadze odkryli, w jaki sposób woda przedostaje się z krwi do mózgu. Dzięki tej wiedzy możliwe będzie zastąpienie trepanacji czaszki nieinwazyjnymi metodami leczenia podniesionego ciśnienia śródczaszkowego. Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Nature Communications.

 

Codziennie aż pół litra wody jest dostarczane przez naczynia krwionośne do mózgu, gdzie staje się płynem mózgowordzeniowym. Ciecz, podobna w składzie do osocza krwi, wypełnia przestrzeń podpajęczynówkową oraz układ komorowy. Jej zadaniem jest przede wszystkim mechaniczna ochrona mózgu, a także utrzymanie homeostazy tego organu. Przez wiele lat naukowcy nie potrafili odpowiedzieć na pytanie, jaki proces odpowiada za produkcję płynu mózgowordzeniowego. Wiedziano jedynie, że zachodzi on w splocie naczyniówkowym. Powszechnie uważano, że woda przedostaje się z krwi do mózgu za pomocą osmozy - czyli biernego przepływu wody z ośrodka o mniejszym stężeniu substancji w niej rozpuszczonej do ośrodka o większym stężeniu (transport ten najczęściej zachodził przy udziale białka – akwaporyny 1) - oraz transportu aktywnego (zachodzącego wbrew gradientowi stężeń) za pomocą pompy sodowo-potasowej. Okazuje się jednak, że ilość cieczy wytworzona na skutek tego procesu nie wystarcza na wyprodukowanie płynu mózgowordzeniowego, co potwierdzają badania na myszach, u których transport osmotyczny został zatrzymany. Jasne stało się więc, że musi istnieć inny mechanizm odpowiadający za przepływ wody do mózgu.

 

 

Zespół duńskich naukowców, pod przewodnictwem neurobiolog Nanny MacAulay, przeprowadził swoje badania na myszach, u których wcześniej poddano inhibicji białka odpowiedzialne za osmotyczny transport wody. W ten sposób badacze odkryli, że za produkcję płynu mózgowordzeniowego w dużym stopniu odpowiada ko-transporter 1 jonów sodowych, potasowych i chlorkowych (NKCC1). Jest to białko, które działa jak pompa, transportując wodę w zamian za inne jony, nawet wbrew gradientowi stężeń. Chociaż występowanie tych cząsteczek w splocie naczyniówkowym było znane naukowcom, dotychczas nie poznano przebiegu tego procesu.

 

Dokładne poznanie mechanizmu i sposobów jego kontroli może stać się prawdziwym przełomem dla określenia przyczyn i stworzenia nowych metod leczenia zaburzeń homeostazy płynu mózgowordzeniowego oraz wzrostu ciśnienia śródczaszkowego, które występują podczas wielu schorzeń dotykających mózg, takich jak wylew, udar czy wodogłowie. Obecnie do zmniejszenia ciśnienia śródczaszkowego stosuje się trepanację czaszki, która jest bardzo inwazyjną metodą.