Foto: Erik Bakker
Glymfatisch systeem
Beelden van de bloedvaten in de hersenen van een rat (oranje) en de oplichtende stof in de ruimte rondom de bloedvaten (groen/blauw).
Het zelfreinigende brein Het gebeurt vooral als we slapen, ontdekte de Deense onderzoeker Maiken Nedergaard in 2012. Dan reinigt het brein zichzelf. Zo wordt voorkomen dat afvalstoffen die hersencellen produceren zich ophopen en de werking van de hersenen verstoren. Nedergaard gaf dit reinigingssysteem een eigen naam: het glymfatisch systeem. Bij muizen zagen de Deense onderzoeker en haar collega’s dat er naast de bloedvaten in het brein een ruimte is waarlangs hersenvloeistof stroomt. Deze vloeistof wordt vanaf de ruimte naast de slagaderen door het hersenweefsel richting de aderen gepompt en neemt onderweg de rommel mee. Functioneert het glymfatisch systeem niet goed, dan hoopt het afval zich op in de vorm van eiwitklonten. “Dit proces zou een rol kunnen spelen bij de ziekte van Alzheimer”, vertelt Erik Bakker van de afdeling Biomedical Engineering and Physics. Hij is co-promotor van Beatrice Bedussi, die 10 november hoopt te promoveren.
3D-reconstructie
De groep van Bakker is erg geïnteresseerd in de manier waarop hersenen zich van hun rommel ontdoen, juist vanwege de link met de ziekte van Alzheimer. “We willen bij-
13
De ontdekking deed stof opwaaien: de hersenen voeren hun afvalstoffen af via een soort parallel circuit naast de bloedvaten. Een apart reinigingssysteem dat verder nergens in het lichaam voorkomt. Maar de route verloopt anders dan gedacht, ontdekte AMC-promovenda Beatrice Bedussi. Door Irene van Elzakker
voorbeeld weten wat de drijvende krachten van deze vloeistofstromen zijn en hoe hoge bloeddruk of een beroerte het reinigingssysteem verstoren.” Bedussi probeerde de muizenstudies van Nedergaard na te doen, zodat ze daar op konden voortborduren. “Hiervoor hebben wij een deel van de muizenschedel dunner gemaakt, zodat je er met een lichtmicroscoop doorheen kunt kijken. We gebruikten microsferen – minuscule bolletjes die met een bepaalde substantie gevuld kunnen worden – en volgden deze langs de bloedvaten. In andere experimenten injecteerden we een fluorescerende stof in het brein en maakten een 3D-reconstructie op basis van honderden microscopische preparaten. Daardoor konden we het glymfatisch systeem bestuderen.”
Theezakje
Door de lichtmicroscoop was duidelijk zichtbaar dat er naast de bloedvaten van de hersenen inderdaad een soort buizenstelsel loopt waardoorheen het hersenvocht stroomt. Maar dat de vloeistof door de hersenen in de richting van de aderen stroomt, kon Bedussi niet bevestigen. Integendeel, het lijkt erop dat alles juist de andere kant
op gaat, naar de slagaders toe. Op basis van de beelden geeft de promovenda een alternatieve uitleg over de manier waarop het verzamelen van de afvalstoffen in zijn werk gaat. Bakker: “Doordat de slagaders een beetje pulseren, ontstaat er beweging in de ruimte ernaast. Daardoor mengen de afvalstoffen uit het brein zich met hersen- en ruggenmergvocht. Vergelijk het met een theezakje dat je heen en weer beweegt in een kopje water.”
Hoge bloeddruk
Bedussi wilde ook weten welke factoren het glymfatisch systeem kunnen verstoren. Ze zag dat de vloeistofstroom in hersenen van ratten met hoge bloeddruk veel groter is dan in dieren met een normale bloeddruk. “Dat lijkt op het eerste gezicht gunstig, maar we denken dat daarmee de normale afvoer van afvalstoffen verstoord wordt. Water en zouten worden snel afgevoerd, terwijl grotere moleculen op allerlei plaatsen ophopen. Het is als het ware een zeef waarin prut achterblijft. En die prut veroorzaakt schade. Reden genoeg om de komende jaren de relatie tussen hoge bloeddruk en dementie verder te gaan onderzoeken”, aldus Bakker.
AMC magazine