Hersenvocht omringt de hersens en is ook te vinden in de vier hersenkamers en rond het ruggenmerg

Onze hersens vormen een kostbaar bezit en de natuur heeft gezorgd voor een vrij deugdelijke bescherming. Een hersen/bloedbarrière voorkomt dat er schadelijke stoffen en ongedierte in onze hersens terechtkomen. Onze hersenpan is redelijk stevig en als we onze kop stoten is dat niet meteen fataal, omdat onze hersens onringd zijn door hersenvocht. Dat vocht heeft echter meer functies dan bescherming van het weke orgaan: het zorgt voor de verwijdering van afvalstoffen en transporteert ‘boodschappers’. Die boodschapperstoffen worden ter bestemder plek in de hersens afgeleverd met behulp van een soort tamtam van trilhaartjes (cilia) op cellen, vonden onderzoekers van het Duitse Max Planck-instituut in Gottingen.
Die trilhaartjes maken een gesynchroniseerde slagbeweging, waardoor er een stroom onstaat. Het heeft wel iets weg van een lopende band met zijn (molecuul)vracht. Door die stroming worden de boodschapperstoffen te bestemder plek afgeleverd, is het idee van de onderzoekers. Dat ze op die manier vooruit komen wil ik nog wel geloven, maar hoe weten die trilhaartjes wat het bestemmingsadres is.
Afijn, we gaan maar door met het verhaal. Die trilhaartjes op gespecialiseerde cellen doen allerlei nuttig werk. Ze zuiveren onze luchtwegen van allerlei ongerief zoals stof en ziekteverwekkers, ze transporteren eicellen en geven zaadcellen richting. De vier kamers van onze hersens (ventrikels), die ook hersenvocht bevatten, zijn gevoerd met zeer gespecialiseerde cellen die overdekt zijn met bundels trilhaartjes. Hoewel elk trilhaartje maar een paar micron groot is (eenduizendste mm) leveren ze met elkaar een krachtig geheel. De onderzoekers hebben nu het complexe netwerk van ‘stromingen’ in één (muizen)ventrikel zichtbaar gemaakt.
Voor hun onderzoek concentreerden de onderzoekers zich op de derde hersenkamer, een holte gevuld met hersenvocht in de buurt van de hypothalamus. “De hypothalamus is een belangrijk deel van de hersens waar functies geregeld worden als de bloedsomloop, lichaamstemperatuur, seksueel gedrag, voedselinname en hormoonbalans. Tot onze verrassing bevat die hersenkamer een zeer goed ontwikkeld transportsysteem van en naar de hypothalamus voor het afleveren van boodschapperstoffen via de hersenvocht”, zegt onderzoeker Gregor Eichele, hoofd van de afdeling genen en gedrag van het Max Planck-instituut voor biofysische chemie.
De beweging van de vloeistof kan niet direct waargenomen worden onder een miscroscoop. Om dat bewerkstelligen gebruikten de onderzoekers een geïsoleerd stuk vertikelweefsel van een muis. In een petrischaal injecteerden ze vervolgens kleine fluorescerende deeltjes die als ‘stroommeter’ fungeerden. Vervolgens werden de deeltjes onder de microscoop gevolgd. Al die meetgegevens werden met behulp van een zelfontwikkeld computerprogramma aansluitend geanalyseerd.

Stromingspatroon

“In die beelden konden we een complex netwerk van stromingen binnen de vetrikel onderscheiden”, zegt medeonderzoekster Regina Faubel. “Anders dan in bloed, zijn deze stromingen niet door wanden gescheiden. De vraag voor ons was dan of dat stromingspatroon alleen door de gesynchroniseerde beweging van de trilhaartjes werd veroorzaakt.”
De onderzoekers filmden de trlhaartjes in vol bedrijf, waardoor ook duidelijk werd welke kant het op ging met die bijbehorende cel. Het bleek dat de stromingen geheel werden veroorzaakt door de trilhaarbeweging. Die stromingen kunnen elkaar lokaal ook tegenwerken.
In tegenstelling tot ons wegennet is dit systeem uiterst flexibel.
Tot verrassing van de onderzoekers veranderden de trilhaartjes van tijd tot tijd hun ‘slagrichting’. Tot nu toe werd steeds aangenomen dat dat onmogelijk was. Eichele: “In het hersenvocht van mensen zitten honderden zo niet duizenden fysiologisch actieve stoffen. We vermoeden dat het stromingspatroon dat we ontdekt hebben een belangrijke rol speelt in het afleveren van die stoffen.” Het begrijpen van de vloeistofdynamica van de trilhaartjes is op zich al een studie, melden de onderzoekers, hetgeen betekent dan ze er nog weinig chocola van kunnen maken.

Bron: eScience News