Articles

The mechanical importance of myelination in the central nervous system

A központi idegrendszerben a neuronokat myelin veszi körül és köti össze, egy zsíros fehér anyag, amely az axonok köré tekeredve egy elektromosan szigetelő réteget hoz létre. A mielin elektromos funkciója széles körben elismert; mechanikai jelentőségét azonban továbbra is alábecsülik. Itt nanoindentációs vizsgálatokat és szövettani festést kombináltunk, hogy az agy merevségét összefüggésbe hozzuk a myelinizáció mértékével éretlen, születés előtti agyakban és érett, születés utáni agyakban. Azt találtuk, hogy mind a szürke, mind a fehérállomány szövete jelentősen (p≪0,001) merevedett az érés során: a szürkeállomány merevsége a születés előtti 0,31±0,20kPa értékről a születés utáni 0,68±0,20kPa értékre megduplázódott; a fehérállomány merevsége a születés előtti 0,45±0,18kPa értékről a születés utáni 1,33±0,64kPa értékre megháromszorozódott. Ezzel egyidejűleg a fehérállomány myelintartalma szignifikánsan (p≪0,001) 58±2%-ról 74±9%-ra nőtt. A fehérállomány merevsége és a mielintartalom ρ=0,92 (p≪0,001) Pearson korrelációs együtthatóval korrelált. Vizsgálatunk azt sugallja, hogy a mielin nemcsak a neuronok zavartalan elektromos jelterjedésének biztosításában fontos, hanem a neuronok fizikai erőkkel szembeni védelmében is, és erős mikroszerkezeti hálózatot biztosít, amely a fehérállomány-szövet egészét merevíti. Eredményeink arra utalnak, hogy az agyszövet merevsége a szklerózis multiplex és a demielinizációs rendellenességek más formáinak biomarkereként szolgálhat. Annak megértése, hogy a szöveti érés hogyan változik a mechanikai tulajdonságokban, és az agy merevségének pontos ismerete az élet különböző szakaszaiban fontos orvosi következményekkel jár a fejlődés, az öregedés és a neurodegeneráció területén.