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眼睛是如何排出细胞碎片代谢废物的?

淋巴系统在人体的各个器官中负责液体的循环和废物的清除,而大脑和眼睛却缺少传统的淋巴管,那么它们是如何处理代谢废物的呢?

眼睛是如何排出细胞碎片代谢废物的?

淋巴系统在人体的各个器官中负责液体的循环和废物的清除,而大脑和眼睛却缺少传统的淋巴管,那么它们是如何处理代谢废物的呢?

2012年,丹麦哥本哈根大学的神经科学家Maiken Nedergaard发现了大脑代谢废物的处理系统,并将其命名为“glymphatic”系统,glymphatic是“glial”(神经胶质)和“lymphoatic”(淋巴)两个词的组合,这个系统可以代替淋巴系统将神经毒素蛋白质(如β淀粉样蛋白)运输到大脑外,若该系统受损则会让β淀粉样蛋白积累成危险的、破坏大脑的斑块。

近日,Nedergaard博士领导的一个国际研究小组在《科学?转化医学》杂志上发表论文称,哺乳动物的眼睛中也存在“glymphatic”系统,其功能与大脑中该系统的功能非常相似,主要负责清除眼睛里的细胞碎片和各种代谢产物。这项新研究阐释了“glymphatic”系统如何维持眼睛的健康,并强调了该系统受损可能会导致青光眼。

Nedergaard说:“就像大脑被限制在颅骨内一样,眼睛的内部结构也被限制在一个有限的空间内,因此必须严格控制液体平衡。然而,眼睛和大脑却都没有传统的用于清除周围液体和溶质的淋巴管。”

为了确定眼睛中是否存在“glymphatic”系统,研究人员首先利用荧光标记了人类的β淀粉样蛋白,然后将其注射到小鼠眼睛的玻璃体内,并追踪了这些淀粉样蛋白是如何离开眼球的。结果发现,淀粉样蛋白碎片通过视神经的离散通道离开了眼球,并最终被运送到了颈部的淋巴管。此外,研究人员还发现,这些淋巴管与处理大脑废物的通路连接到了相同的通路上。这些新发现为我们了解眼睛如何清除代谢废物和细胞碎片打开了一扇新的窗户,并揭示了眼睛和大脑是如何共享关键通路的。

在之前的研究中,Nedergaard的团队发现,大脑的“glymphatic”系统只在睡眠时开启,在清醒状态下是关闭的,且侧卧睡姿最有助于该系统清除大脑碎片。而这项新研究却发现,与大脑不同,睡眠和黑暗不会促进眼睛中代谢废物的运输。相反,暴露在光线下才会激活小鼠眼睛中细胞碎片和代谢废物的流动。

接下来,研究人员还想了解当废物运输功能不佳时,“glymphatic”系统与眼病之间的关系。为了更好地了解废物运输和青光眼之间的联系,研究人员检查了两种不同的青光眼小鼠模型。尽管他们预测较高的眼压会更有效地将β淀粉样蛋白运送出眼睛,但患有青光眼的小鼠眼睛内却保留了大部分有毒蛋白,这表明青光眼和眼睛的“glymphatic”系统功能障碍之间存在一定的联系,具体机制还需要进一步研究。

期刊来源:《科学?转化医学》

期刊编号:1946-6234

原文链接:

https://medicalxpress.com/news/2020-04-discovery-scientists-eyes-cellular-debris.html

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