Zdravé cévy jsou důležité nejen pro zdraví srdce.
Podle nové studie, kterou vedli vědci z Penn State, je cévní pohoda zásadní pro zdraví mozku a potenciálně i pro boj s úbytkem kognitivních funkcí souvisejícím s věkem a neurodegenerativními onemocněními, jako je Alzheimerova choroba.
Zjištění poukazují na dosud nedostatečně prozkoumanou, ale potenciálně klíčovou roli, kterou hraje cévní síť mozku – neboli energetická infrastruktura – při vzniku neurodegenerativních onemocnění.
Svou práci publikovali v časopise Nature Communications.
Pomocí pokročilých zobrazovacích technik vytvořil tým mapy mozků myší, které znázorňují, jak se cévní buňky a struktury, jako jsou cévy, mění s věkem, a identifikoval oblasti, které jsou náchylné k poškození.
Když se cévy zhoršují, nervové buňky v mozku, známé jako neurony, přicházejí o energii, takže přestávají správně fungovat nebo odumírají.
To může vést ke stavu známému jako vaskulární demence, která je druhou nejčastější příčinou zhoršení kognitivních funkcí u starších dospělých, a k příznakům, jako jsou poruchy spánku.

Podrobná mapa cévní sítě v mozku pomáhá identifikovat oblasti, které ve stáří selektivně degenerují

„U nemocí, jako je Alzheimerova choroba, dochází k odumírání buněk již v době, kdy jsou na magnetické rezonanci patrné cévní změny a výrazné zmenšení mozku.
Potřebujeme pochopit, jak se tyto buňky a struktury mění předtím, než dojde k velké katastrofě,“ řekl Yongsoo Kim, docent neurálních a behaviorálních věd na Penn State College of Medicine a hlavní autor studie.
Tato studie poskytuje včasné příznaky neurodegenerativních poruch, které by mohly vést k včasnější diagnostice a napovědět, jak zpomalit proces stárnutí a kognitivní změny.
Podle Kima je stárnutí jedním z nejdůležitějších faktorů podílejících se na vzniku neurodegenerativních poruch.
Vědci však přesně nevědí, jak se normální stárnutí mění v mozku a zejména v jeho cévním systému. Vzhledem k tomu, že populace stárne, je nezbytné porozumět těmto změnám, zejména v cévní síti.
Krevní cévy, konkrétně mikrocévy, regulují přísun kyslíku a energie a také odvádění odpadních produktů do neuronů a z nich.
Navzdory jejich významu se podle Kima většina výzkumu zaměřuje spíše na to, jak struktura a funkce neuronů v průběhu času degeneruje, než na cévní systém.
Když se vědci zabývají cévami mozku, studují především větší cévy nebo se zaměřují na jedinou, snadno přístupnou oblast mozku, somatosenzorickou kůru.
Důležitější je, že typické zobrazovací techniky, jako je magnetická rezonance, nemají dostatečně vysoké rozlišení, aby bylo možné vidět, co se děje v drobných cévách, které podle odborníků tvoří 80 až 85 % cévního systému mozku.
Kim a jeho výzkumný tým vytvořili podrobnou mapu cévní sítě celého myšího mozku pomocí dvou 3D mapovacích technik s vysokým rozlišením: sériové dvoufotonové tomografie – techniky, která vytváří sérii na sebe poskládaných 2D snímků – a fluorescenční mikroskopie se světelnými listy, která zobrazuje neporušené 3D vzorky a vizualizuje celý mozek s rozlišením jedné buňky.
Vědci zkoumali mozky mladých a starých myší, aby zmapovali změny v mozkových cévách během normálního procesu stárnutí.
Protože provádějí mapování s vysokým rozlišením a dostatečnou rozlišovací schopností, mohou vědci rekonstruovat celou cévní strukturu a skenovat celý mozek, aby identifikovali oblasti, které s věkem selektivně degenerují.
Odborníci zjistili, že oblast, kterou zkoumá většina lidí, vykazuje nejmenší změny, zatímco hluboké změny probíhají v oblastech hluboko v mozku.
Snímky ukázaly, že změny v cévní síti nejsou všude v mozku stejně výrazné.
Spíše se soustředily do bazálního předního mozku, hlubokých korových vrstev a hipokampální sítě, což naznačuje, že tyto oblasti jsou k cévní degeneraci náchylnější.
Tyto oblasti hrají roli mimo jiné v oblasti pozornosti, spánku, zpracování a ukládání paměti.

Naděje pro budoucí léčbu neurodegenerativních poruch

Se stárnutím mozku se délka cév a hustota jejich větvení snižuje přibližně o 10 %, což naznačuje, že síť krevních rozvodů je řidší.
Kromě toho jsou tepny ve starším mozku ve srovnání s tepnami v mladším mozku více zakřivené, což může bránit průtoku krve, zejména v oblastech vzdálenějších od hlavních tepen, jako jsou hluboké korové vrstvy.
Tým se také zabýval funkčními změnami v cévách a zjistil, že systém reaguje ve starších mozcích pomaleji.
To znamená, že nedokáže zásobovat neurony energií tak rychle a snadno, jak buňky potřebují.
Dochází také k úbytku pericytů, což je typ buněk, které regulují zásobování krví a propustnost cév.
V důsledku toho se cévy stávají „děravými“, což ohrožuje hematoencefalickou bariéru.
Tato studie navazuje na předchozí výzkum skupiny, v němž mapovali cévní systém mladého myšího mozku.
Dále budou zkoumat, jak změny v mozku způsobené Alzheimerovou chorobou ovlivňují zdraví cév a funkci neuronů.
Nakonec doufají, že jejich práce povede k léčbě neurodegenerativních poruch.