Tubuh membela otak seperti benteng dan cincin dengan sistem yang kompleks gateway yang mengontrol molekul dapat masuk dan keluar. Sementara ini "penghalang darah-otak" pertama kali dijelaskan pada 1800-an, para ilmuwan hanya sekarang baru mulai memahami dinamika bagaimana fungsi mekanisme. Bahkan, jaringan kompleks pembuangan sampah, yang peneliti telah dijuluki sistem glymphatic, hanya pertama kali diungkapkan oleh para ilmuwan URMC Agustus lalu dalam jurnal Science Translational Medicine.
Pembuangan limbah merupakan fungsi biologis penting dan sistem limfatik - jaringan peredaran darah organ dan pembuluh - melakukan tugas ini di sebagian besar tubuh. Namun, sistem limfatik tidak mencakup otak dan, akibatnya, para peneliti tidak pernah sepenuhnya memahami apa yang otak tidak limbah sendiri. Beberapa ilmuwan bahkan berspekulasi bahwa produk sampingan dari fungsi seluler mana entah bagaimana sedang "didaur ulang" oleh sel-sel otak.
Salah satu alasan mengapa sistem glymphatic telah lama menghindari pemahaman adalah bahwa hal itu tidak dapat dideteksi dalam sampel jaringan otak. Kunci untuk menemukan dan memahami sistem itu munculnya teknologi pencitraan baru yang disebut mikroskop dua-foton yang memungkinkan para ilmuwan untuk mengintip jauh di dalam otak hidup. Menggunakan teknologi ini pada tikus, yang otaknya yang sangat mirip dengan manusia, Nedergaard dan rekan-rekannya mampu mengamati dan mendokumentasikan apa jumlah ke luas, dan sampai sekarang tidak diketahui, sistem pipa yang bertanggung jawab untuk pembilasan limbah dari seluruh otak.
Otak dikelilingi oleh membran yang disebut arachnoid dan bermandikan cairan tulang belakang otak (CSF). CSF mengalir ke bagian dari otak melalui jalur yang sama seperti arteri yang membawa darah. Sistem paralel mirip dengan pipa berbentuk donat dalam pipa, dengan cincin batin membawa darah dan cincin luar membawa CSF. CSF adalah menarik ke jaringan otak melalui sistem saluran yang dikendalikan oleh sel-sel jenis dukungan di otak yang dikenal sebagai glia, dalam hal ini astrosit. Istilah glymphatic diciptakan dengan menggabungkan kata-kata glia dan limfatik.
CSF memerah melalui jaringan otak pada kecepatan tinggi menyapu kelebihan protein dan limbah lainnya bersama dengan itu. Cairan dan limbah dipertukarkan dengan sistem serupa yang sejajar vena yang membawa limbah keluar dari otak dan ke bawah tulang belakang di mana ia akhirnya dipindahkan ke sistem limfatik dan dari sana ke hati, di mana ia akhirnya dipecah.
Sementara penemuan sistem glymphatic memecahkan misteri yang telah lama bingung komunitas ilmiah, memahami bagaimana otak menghilangkan limbah - baik secara efektif dan apa yang terjadi ketika sistem ini rusak - memiliki implikasi yang signifikan untuk pengobatan gangguan neurologis.
Salah satu keunggulan dari penyakit Alzheimer adalah akumulasi di otak dari protein beta amiloid. Bahkan, dari waktu ke waktu protein ini mengumpulkan dengan kepadatan sehingga mereka dapat diamati sebagai plak pada scan otak. Memahami apa peran sistem glymphatic bermain di ketidakmampuan otak untuk memecah dan menghapus amiloid beta bisa menunjukkan jalan untuk pengobatan baru. Secara khusus, apakah pasti kunci 'pemain' dalam sistem glymphatic, seperti astrosit, dapat dimanipulasi untuk meningkatkan pembuangan limbah.
"Gagasan bahwa penyakit 'kotor otak seperti Alzheimer mungkin akibat dari perlambatan sistem glymphatic seperti yang kita usia adalah cara yang sama sekali baru untuk berpikir tentang gangguan saraf," kata Nedergaard. "Hal ini juga menyajikan kita dengan satu set baru target untuk berpotensi meningkatkan efisiensi clearance glymphatic dan, akhirnya, mengubah arah kondisi ini..!"
