«И слишком много и слишком мало воды в мозгу может быть опасным для жизни. Водный транспорт важен, чтобы поддержать мозговой объем и функцию, потому что это затрагивает концентрацию молекул сигнала в мозгу», объясняет доктор Франческа Чикколини, которая возглавляет исследовательскую группу в Междисциплинарном Центре Нейронаук. Вода циркулирует среди кровеносных сосудов, мозговой спинномозговой жидкости в желудочковой системе и пространства внутри и снаружи клеток головного мозга. Это следует за осмотическим градиентом, состоявшим, главным образом, из ионов, таких как ионы хлорида.
Скорость потока в основном под влиянием присутствия водных каналов в клеточной мембране, названной белками канала аквапорина (AQPs), которые встроены в клеточную мембрану по мере необходимости. В целом фосфорилирование, т.е. добавление группы фосфата, белков канала AQP вызывает их удаление из клеточной мембраны и следовательно уменьшенной воды в – и отток.
Исследовательская группа Франчески Чикколини теперь обнаружила механизм, который управляет интеграцией определенного белка канала AQP в так называемых эпендимных клетках головного мозга, которые действуют как барьер между мозгом и желудочковой системой. Этот механизм регулирует скорость потока воды между мозговой спинномозговой жидкостью и клетками головного мозга. Гамма-aminobutyric кислота нейромедиатора (GABA) и рецепторы GABAA играют решающую роль в этом механизме. «Рецепторы GABAA чрезвычайно важны в медицине в их биологической функции как запрещающие регуляторы нейронной деятельности», объясняет Франческа Чикколини. «Модуляторы рецепторов GABAA обычно используются в качестве лекарств в широком спектре лечений, например чтобы вызвать успокоение и расслабление мышц, предотвратить конфискации, уменьшить беспокойство и противодействовать признакам отказа алкоголя.
Следовательно наши результаты также указывают на риск методов лечения, которые включают использование модуляторов рецептора GABAA и таким образом имеют потенциальные побочные эффекты на основном регулировании водного обмена в мозгу."Исследователи дополнительно доказали, что недавно обнаруженный механизм важен для удаления избыточной жидкости от мозгового спинного пространства и может поэтому играть значительную роль в лечении гидроголовных болезней. «Наши результаты предлагают новые возможности для регулирования содержания воды в человеческом мозгу», объясняет Чикколини.
В будущих исследованиях исследователи исследуют, относится ли этот механизм регулирования AQP также к другим отделам головного мозга.