Zdravé cievy nie sú dôležité len pre zdravie srdca.
Podľa novej štúdie vedenej výskumníkmi z Pennsylvánskej univerzity je dobrá kondícia ciev rozhodujúca pre zdravie mozgu a potenciálne aj pre boj proti zhoršovaniu kognitívnych funkcií súvisiacich s vekom a neurodegeneratívnym ochoreniam, ako je Alzheimerova choroba.
Zistenia poukazujú na doteraz nedostatočne preskúmanú, ale potenciálne kľúčovú úlohu, ktorú zohráva cievna sieť mozgu – alebo energetická infraštruktúra – pri vzniku neurodegeneratívnych ochorení.
Svoju prácu publikovali v časopise Nature Communications.
Pomocou pokročilých zobrazovacích techník tím vytvoril mapy mozgov myší, ktoré znázorňujú, ako sa cievne bunky a štruktúry, ako napríklad cievy, menia s vekom, a identifikoval oblasti, ktoré sú náchylné na zhoršenie stavu.
Keď sa cievy zhoršujú, nervové bunky v mozgu, známe ako neuróny, nemajú dostatok energie, takže už nefungujú správne alebo odumierajú.
To môže viesť k stavu známemu ako vaskulárna demencia, ktorá je druhou najčastejšou príčinou zhoršenia kognitívnych funkcií u starších dospelých, a k príznakom, ako sú poruchy spánku.

Podrobná mapa cievnej siete v mozgu pomáha identifikovať oblasti, ktoré v starobe selektívne degenerujú

„Pri ochoreniach, ako je Alzheimerova choroba, už došlo k odumieraniu buniek v čase, keď sú na magnetickej rezonancii viditeľné cievne zmeny a výrazné zmenšenie mozgu.
Musíme pochopiť, ako sa tieto bunky a štruktúry menia predtým, ako dôjde k veľkej katastrofe,“ povedal Yongsoo Kim, docent neurálnych a behaviorálnych vied na Penn State College of Medicine a hlavný autor štúdie.
Táto štúdia poskytuje včasné príznaky neurodegeneratívnych porúch, ktoré by mohli viesť k včasnejšej diagnostike a k informáciám o tom, ako spomaliť proces starnutia a kognitívne zmeny.
Podľa Kima je starnutie jedným z najdôležitejších faktorov, ktoré sa podieľajú na neurodegeneratívnych poruchách.
Vedci však presne nevedia, ako normálne starnutie mení mozog a najmä mozgové cievy. Vzhľadom na starnutie populácie je veľmi dôležité pochopiť tieto zmeny, najmä v rámci siete ciev.
Krvné cievy, konkrétne mikrovaskulárne cievy, regulujú prísun kyslíka a energie, ako aj odstraňovanie odpadových produktov do a z neurónov.
Napriek ich dôležitosti sa podľa Kima väčšina výskumu zameriava skôr na to, ako štruktúra a funkcia neurónov časom degeneruje, než na cievy.
Keď sa výskumníci zaoberajú mozgovými cievami, skúmajú predovšetkým väčšie cievy alebo sa zameriavajú na jednu ľahko prístupnú oblasť mozgu, somatosenzorickú kôru.
Dôležitejšie je, že typické zobrazovacie techniky, ako napríklad magnetická rezonancia, nemajú dostatočne vysoké rozlíšenie na to, aby videli, čo sa deje v malých cievach, ktoré podľa odborníkov tvoria 80 až 85 % cievneho systému mozgu.
Kim a jeho výskumný tím vytvorili podrobnú mapu cievnej siete celého myšieho mozgu pomocou dvoch techník 3D mapovania s vysokým rozlíšením: sériovej dvojfotónovej tomografie – techniky, ktorá vytvára sériu na seba naskladaných 2D obrázkov – a fluorescenčnej mikroskopie so svetelným listom, ktorá zobrazuje neporušené 3D vzorky na vizualizáciu celého mozgu s rozlíšením jednej bunky.
Vedci skúmali mozgy mladých a starých myší, aby zmapovali zmeny v mozgovom riečisku počas normálneho procesu starnutia.
Keďže vykonávajú mapovanie s vysokým rozlíšením a dostatočným rozlíšením, vedci môžu rekonštruovať celú cievnu štruktúru a skenovať celý mozog, aby identifikovali tie oblasti, ktoré vekom selektívne degenerujú.
Odborníci zistili, že oblasť, ktorú skúma väčšina ľudí, vykazuje najmenšie zmeny, zatiaľ čo hlboké zmeny prebiehajú v oblastiach hlboko v mozgu.
Snímky ukázali, že zmeny v cievnej sieti nie sú všade v mozgu rovnako výrazné.
Skôr sa sústredili v bazálnom prednom mozgu, hlbokých kortikálnych vrstvách a hipokampálnej sieti, čo naznačuje, že tieto oblasti sú náchylnejšie na cievnu degeneráciu.
Tieto oblasti zohrávajú okrem iného úlohu pri pozornosti, spánku, spracovaní a ukladaní pamäti.

Nádej na budúcu liečbu neurodegeneratívnych porúch

S pribúdajúcim vekom mozgu sa dĺžka ciev a hustota vetvenia znižuje približne o 10 %, čo naznačuje, že sieť krvných rozvodov je redšia.
Okrem toho sú tepny v staršom mozgu viac zakrivené v porovnaní s tepnami v mladšom mozgu, čo môže brániť prietoku krvi, najmä v oblastiach vzdialenejších od hlavných tepien, ako sú hlboké kortikálne vrstvy.
Tím sa zaoberal aj funkčnými zmenami ciev a zistil, že systém reaguje pomalšie v starších mozgoch.
To znamená, že nedokáže zásobovať neuróny energiou tak rýchlo a ľahko, ako to bunky potrebujú.
Dochádza tiež k úbytku pericytov, typu buniek, ktoré regulujú zásobovanie krvou a priepustnosť ciev.
V dôsledku toho sa cievy stávajú „deravými“, čo ohrozuje hematoencefalickú bariéru.
Táto štúdia nadväzuje na predchádzajúci výskum skupiny, v ktorom mapovali cievnu sústavu mladého myšieho mozgu.
Ďalej budú skúmať, ako zmeny v mozgu spôsobené Alzheimerovou chorobou ovplyvňujú zdravie ciev a funkciu neurónov.
V konečnom dôsledku dúfajú, že ich práca povedie k liečbe neurodegeneratívnych porúch.