在细菌性脑膜炎期间，大脑的管家是如何失灵的
细菌性脑膜炎是一种危及生命的脑部传染病，它会给许多幸存者留下长期的神经损伤。现在，瑞典卡罗林斯卡学院(Karolinska institute)的研究人员在一项针对大鼠的研究中发现，在细菌性脑膜炎期间，大脑中清除废物的工具——glymphatic系统出现了故障，导致有毒垃圾堆积，损害脑细胞。研究结果发表在该杂志上mBio．
“我们的研究表明，当感染发生时，glymphatic系统失去了它的功能大脑费德里科·艾奥维诺说，他是卡罗林斯卡学院神经科学系的副教授和小组组长，也是这项研究的主要作者。“尽管到目前为止我们只研究了老鼠，但我们相信，同样的机制也可能在人类身上发挥作用，而glymphatic系统可能是一个新的探索途径，希望找到预防细菌性脑膜炎引起的神经功能障碍的治疗方法。”
glymphatic系统在2013年首次被描述为一种洗衣机，它可以清除由大脑和脊髓组成的中枢神经系统中的废物。几个神经系统疾病包括阿尔茨海默症和帕金森氏症在内的疾病都与大脑功能障碍有关。
美国休斯顿德克萨斯大学健康科学中心的费德里科·艾奥维诺博士和巴西南圣卡塔琳娜大学的研究团队在感染肺炎链球菌的大鼠体内检测了glymphatic系统。肺炎链球菌是导致肺炎的主要病原体细菌性脑膜炎这是一种潜在的致命感染，在很多情况下会导致永久性残疾。
研究人员发现，患有脑膜炎的大鼠大脑中的细菌废物数量高于患有脑膜炎的大鼠对照组．在大脑的脑脊液腔室中浓度最高。相比之下，血液测试显示细菌成分含量较低，这表明glymphatic系统未能从大脑中排出细菌和相关的休息产物。随着时间的推移，神经炎症和神经损伤被观察到，相应的认知能力的丧失。
“大约一半的肺炎球菌脑膜炎幸存者患有神经功能障碍，如听力丧失、运动和认知延迟和精神疾病因为感染损伤了神经元，”费德里科·艾奥维诺说。“由于受损的神经元通常无法修复或替换，找到防止损伤的方法很重要，而这一方向的第一步是了解分子机制。”
为了进一步了解，研究人员详细检查了脑组织和细胞。他们把注意力集中在一个关键的液体转运蛋白，水通道-4 (AQP4)-位于星形胶质细胞串末端的水通道上，星形胶质细胞是一种星形细胞，扮演着glymphatic系统的管家的角色。
这个水通道通常调节脑脊液隔室和大脑其他区域之间的液体交换。但研究人员发现，在肺炎球菌脑膜炎期间，aqp4 -水通道失去了它的自然位置和与血脑屏障血管壁的连接。由于细菌感染引起的神经炎症，星形细胞肿胀后，星形细胞端足与血管壁分离。
“这就像滚雪球效应，”费德里科·艾奥维诺说。“这种感染会导致有毒细菌产物的积聚，激活免疫反应，导致神经炎症。炎症触发细胞过程导致星形细胞端足脱离血脑屏障壁，导致重要的aqp4 -水通道错位和功能丧失。综合起来，这些事件会导致glymphatic系统的故障和随之而来的神经元损伤。”
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