Ricerche

Una nuova ricerca eseguita alla Rush University di Detroit sta cambiando la comprensione attuale del cervello, rivelando nuove conoscenze sulle strutture coinvolte nella pulizia di fluidi e rifiuti con un flusso di fluidi costanti. Questo sistema è chiamato 'sistema linfatico' del cervello (come il fluido esce dal cervello e si scarica in tubi sottili) che consente la circolazione e la rimozione del liquido con i rifiuti cerebrali.

La ricerca, guidata da Rupal Mehta MD, medico-scienziato e professore associato del Dipartimento di Patologia della Rush e del relativo Centro Alzheimer, mostra, diversamente dalla letteratura medica attuale, che il fluido fuoriesce dal cervello umano e si scarica nei canali dello strato di tessuto esterno che lo circonda. Esistono tre strati sottili di tessuti meningeali nella copertura lamellare esterna che protegge il cervello.

Questa scoperta è pubblicata dal Journal of Experimental Medicine. Nuovi studi su questa area precedentemente sconosciuta possono aiutare a svelare nuovi possibili indizi su varie malattie cerebrali e sul suo ruolo. Mehta ha detto:

"In questo studio descriviamo le granulazioni aracnoidi, che sono piccole estroflessioni a forma di fungo della copertura interna del cervello, come uscite che collegano il sistema idraulico cerebrale con i canali linfatici adiacenti.

“Quando lasciano il cervello, fluidi e detriti vengono portati via in granulazioni aracnoidi. Pertanto, le granulazioni possono insegnarci molto su ciò che sta accadendo nel cervello e come quest'ultimo funziona e si purifica. Studi futuri sulle granulazioni potrebbero potenzialmente aiutare a spiegare una serie di malattie cerebrali e portare a nuove terapie".

I ricercatori hanno scoperto che una percentuale significativa di granulazioni delimita canali ossei e linfatici o tubi sottili, piuttosto che le grandi vene del cervello, come suggerisce la precedente letteratura medica. La letteratura medica descrive le granulazioni aracnoidi come strutture sulle superfici cerebrali che drenano passivamente ed esclusivamente nelle grandi vene del cervello chiamate seni venosi durali.

Prima che fosse ampiamente riconosciuto che il cervello ha un sistema linfatico, non c'era motivo di mettere in discussione la struttura di granulazione aracnoidea. Ma con altre recenti scoperte sul campo, Mehta e il suo team del Centro Alzheimer hanno deciso di indagare essi stessi. Gli autori hanno analizzato più di 400 granulazioni in una serie di campioni cerebrali. Usando vari microscopi e tecniche di preparazione dei tessuti, hanno esaminato i tessuti delicati con metodi all'avanguardia.

Negli ultimi anni, gli scienziati hanno descritto il sistema glinfatico, un sistema di irrigazione fluida all'interno del cervello che pulisce le tossine. In combinazione con i vasi linfatici scoperti di recente, presenti nelle membrane esterne del cervello, questo sistema drena i materiali nocivi dal cervello. Questo sistema glinfatico ha dimostrato di trasportare rifiuti cerebrali dal cervello, lungo il cranio e ai linfonodi nelle regioni del collo in cui le tossine vengono rimosse dal sistema immunitario.

Diversi studi ora mostrano che questo sistema di drenaggio del cervello ha ruoli importanti in una serie di malattie. Tuttavia, le uscite di fluidi o la regione della connessione glinfatica-linfatica, nell'uomo, erano ancora un mistero. Nel nuovo studio, il primo autore Trishna Shah e i suoi colleghi hanno usato microscopi ad alta risoluzione con speciali tecniche di colorazione, e la risonanza magnetica, per caratterizzare le forme e la disposizione di varie parti di questi tessuti di granulazione nelle persone a diverse età.

Gli autori hanno scoperto che il quadro interno delle granulazioni è costituito da scaglie di collagene che formano una delicata maglia o setaccio a forma di spugna e contiene diversi tipi di cellule immunitarie. Si è scoperto anche che le capsule esterne delle granulazioni erano perforate.

Questi risultati differiscono da quello che viene pubblicato nei libri di testo sia storici che moderni. Inoltre, la struttura delle granulazioni suggerisce che il materiale fluido e immunitario percola attraverso i tessuti simili a spugne per sfuggire nell'altro lato dei rivestimenti cerebrali, dove si trovano i vasi linfatici e l'osso.

“Queste strutture sembrano agire come un filtro che intrappola il materiale dei rifiuti cerebrali e le cellule immunitarie. Condividono diverse caratteristiche morfologiche dei linfonodi periferici", ha detto Mehta. "I risultati suggeriscono che il cervello umano ha un meccanismo ben sviluppato e integrato per filtrare e rimuovere i rifiuti cerebrali".

La ricerca mostra quanto siano state trascurate queste piccole strutture, ma Mehta afferma che microscopi speciali ad alta potenza, che non erano disponibili qualche decennio fa, hanno contribuito a visualizzare la struttura. Fino ad ora non sono state condotte analisi dettagliate con i nuovi microscopi.

Le funzioni delle granulazioni aracnoidi non erano ancora del tutto comprese da scienziati e medici. Per centinaia di anni, sono stati ritenuti tessuti passivi e i rivestimenti cerebrali sono stati considerati sigilli legati alla membrana. In precedenza, non era del tutto chiaro che le granulazioni aracnoidi contengono elementi immunitari o comunicano con spazi nei tessuti sovrastanti.

"Questa area del cervello viene raramente analizzata ed è trascurata sugli esami di autopsia cerebrale", ha affermato Julie Schneider, coautrice e direttrice del Centro Ricerca Alzheimer. "Dato che le granulazioni aracnoidi subiscono significativi cambiamenti con l'invecchiamento, potrebbero avere un ruolo nelle malattie cerebrali come l'Alzheimer".

Oltre a posizione, forme e disposizione di queste parti, tutte inaspettate, gli autori hanno trovato anche un cambiamento distinguibile associato all'età nel contenuto di granulazione aracnoidea. Le osservazioni sono importanti perché possono colmare importanti lacune in ciò che i medici e gli scienziati sanno dell'invecchiamento del cervello e dettagli unici del sistema immunitario cerebrale.

Inoltre, i risultati potrebbero avere importanza per le malattie associate all'invecchiamento, come ictus, traumi e varie forme di demenza. Gli autori sperano che la scoperta produca nuove intuizioni per i pazienti che soffrono di malattie neurologiche. Mehta ha affermato che in studi futuri, il team del Centro Alzheimer studierà associazioni tra il deterioramento della granulazione aracnoidea e l'accumulo di amiloide nel cervello delle persone con Alzheimer.