Парадоксы эволюции. Как наличие ресурсов и отсутствие внешних угроз приводит к самоуничтожению вида и что мы можем с этим сделать

Однако оставались совершенно непонятными молекулярно-биологические механизмы, через которые происходят коммуникации иммунокомпетентных клеток из системного оборота организма и нейронов центральной нервной системы. Джонатан Кипнис с коллегами попытались найти скрытый «черный вход» в центральную нервную систему для молекул и клеток иммунной системы. В конце концов стараниями его исследовательской группы и ряда других групп были найдены даже две ранее неведомые «двери» в ЦНС.

Первая «дверь» – на выход из центральной нервной системы – представляет собой развитую сеть лимфатических сосудов в мягких мозговых оболочках, непосредственно соприкасающихся с нервной тканью мозга. Эта сеть в последние годы обнаружена у всех позвоночных, начиная с рыб. Через нее иммунные клетки вне ЦНС могут получать информацию о повреждениях (опасностях) в головном мозге в обход гематоэнцефалического барьера.

Вторую «дверь» – на вход в ЦНС – открыли Стивен Голдман и Майкен Недегард (Steven Goldman and Maiken Nedergaard), оба работавшие одновременно в Рочестерском и Копенгагенском университетах (Голдман С. и Недергард М., 2016). Речь идет о дополнительной сети каналов в головном мозге, по которым ликвор (спинномозговая жидкость) поступает к нейронам, и, забирая от них белки-продукты их специфического метаболизма (зачастую токсические для нейронов), выводит их из головного мозга. Эту систему «канализации» Голдман и Недергард назвали глифатической (глия+лимфатическая система). Ее архитектура создается глиальными клетками-астроцитами по периферии сосудов головного мозга, точнее их ножками-отростками, образующими своего рода дополнительную оболочку вокруг сосудов, чем-то напоминающую систему, образуемую ножками подоцитов вокруг капилляров почечных клубочков. Сходство дополняет обилие специальных водопроводящих каналов как в ножках почечных подоцитов, так и мозговых астроцитов.

Между оболочкой из ножек астроцитов и сосудами мозга образуется особое периваскулярное пространство, связанное, с одной стороны, с подпаутинным пространством оболочек головного мозга и системой циркуляции ликвора, с другой – с одновременно открытой первой «дверью» в ЦНС, сетью лимфатических сосудов, замыкающихся на лимфатические узлы, наполненные разнообразными иммунокомпетентными клетками. В это периваскулярное пространство попадают многочисленные крупномолекулярные метаболиты нейронов, включая специфические белки типа бета-амилоида, накопление которых в мозговой ткани служит ведущим морфологическим признаком болезни Альцгеймера.

Следствием сверхвысокой специализации нейронов головного мозга на обработке сигналов является передача ими функций утилизации своих биологических отходов на аутсорсинг своей глиальной свите или вообще удаленным структурам, чем внутри остальных «обычных» клеток занимаются убиквитинзависимые инструменты или механизмы аутофагии. Как предполагается, даже свои «испорченные» митохондрии нейроны сами не утилизируют, а выбрасывают целиком наружу, где они поглощаются фагоцитирующей микроглией и, в принципе, могут стать инициаторами формирования ее тренированного иммунитета с далеко идущими клиническими последствиями. Важной особенностью периваскулярного пространства оказалась зависимость размера его просвета от фаз активности головного мозга: во время сна, когда активность коры головного мозга переключается от коммуникаций с внешним миром на коммуникации с миром внутренним (по меньшей мере, кишечником и его микрофлорой, согласно висцеральной теории сна, УПС: глава VIII), просвет его увеличивается, и ток жидкости возрастает. Благодаря этому в мозг входит больше афферентной информации от иммунных клеток мозговых оболочек (например, через цитокины – интерферон-гамма, интерлейкин-1-бета, приходящий также от кишечной микрофлоры), и еще больше выходит в виде продуктов метаболизма нейронов, потенциально не менее биологически активных, чем метаболом (совокупность метаболитов) кишечной микрофлоры. То есть во время сна расширяются каналы коммуникации головного мозга не только с кишечной холобионтной группой, но и с иммунной системой.