ระบบกลิมฟาทิก

เวลาฝนตกถนนเปียกมดเลย โชคดีที่เมืองใหญ่ๆ มีระบบระบายน้ำไม่ให้น้ำท่วม ร่างกายเหมือนกันมีระบบเก็บน้ำเหลือง นำน้ำออกจากเนื้อเยื่อ ส่วนสมองเป็นอวัยวะเต็มน้ำอยู่แล้วมีระบบรักษาปริมาณน้ำ ปริมาณน้ำที่เข้าในสมองมีเท่ากับปริมาณออก ระบบกลิมฟาทิกที่จะพรรณนาต่อไปมีน้าที่รักษาปริมาณน้ำและนำของเสียออกจากสมอง มันสมองเป็นอวัยวะที่ลอยในสิ่งของเหลวหรือน้ำหล่อเลี้ยงสมอง ลอยเหมือนเรือที่จอดไว้ที่ท่าเรือ ลอยได้แต่ไปไกลไม่ได้ เชือกที่มัดที่ท่าเรืออุปมาเหมือนเส้นใยละเอียดในเยื่อหุ้มสมองชั้นกลาง (trabeculae) ที่ติดกับกะโหลก ขณะเราวิ่งหรือออกกำลังกายสมองไม่ได้กระทบกับหัวกะโหลก (นอกเว้นที่ชกมวยแย่งรุนแรง) เพราะเชือกดังกล่าว

 น้ำหล่อเลียงสมองถมช่องใหญ่หรือโพรงภายในสมองด้วย โพรงสมองมี ๔ โพรง น้ำหล่อเลี้ยงสมองหลั่งจากพื้นที่โพรงด้านข้างทั้งสอง โพรงที่ ๓ และโพรงที่ ๔ โพรงด้านข้างเชื่อมกับโพรงที่ ๓ จากนั้นน้ำหล่อเลี้ยงสมองไหลทางท่อน้ำแขบ ไปถึงโพรงที่ ๔ ซึ่งที่นั้นมีรู ออกจากก้านสมองด้านกลาง และด้านข้าง ดั้งน้นน้ำที่หลั่งภายในสอมงล้างพื้นที่ด้านในอยู่แล้วไปถึงด้านนองสมอง นอกจากนี้ระหว่างสมองและกะโหลกมีที่เก็บน้ำชั่งคราวหรือชลาธาร (cisterna) หลายแห่ง หลังจากน้ำหล่อเลี้ยงสมองออกทางรูที่ก้านสมองแล้วจะมาสะสมชั่วคราวที่มหาชลาธาร (cisterna magna) และชลาธารไข่สันหลัง (cisterna medularis) ต่อไปจะไปสะสมที่ชลาธารหลายแหฟ่ง (*) ไปถึ้ด้านหน้าของสมองด้วย (†) ถึงที่จะไปถึงจุดสูงสุดของสมองใต้กะโหลก ที่นั้นน้ำหล่อเลี้ยงสมองจะออกนอกเยื่อหุ้มสมองร่วมกับเลือดดำ

เยื่อหุ้มสมองประกอบด้วยสามชั้น ชั้นที่ติดกับสมองบอบบางมาก ชั้นกลางมีลักษณะคล้ายใยแมงมุม เต็มน้ำหล่อเลี้ยงสมองและมีหลอดเลือด ชั้นนอกหรือเยื่อทุรามีลักษณะทุระหรือแข็งประกอบด้วยเส้นใยชนิดหนา ในจุดสูงสุดของสมองเยื่อชั้นกลางจะทรงรูปเป็นตุ้มที่บวมออกจากเยื่อชั้นนอก เซลล์ในผิวหนังตุ้มนี้สามารถนำน้ำหล่อเลี้ยงสมองออกไปช่องบนที่สะสมเลือดนอกสมอง ตุ้มทำงานเหมือนกับลิ้นเปิดปิด ขณะความดันอุทกสติตถึงระดับพอสมควร (ประมาณ ๗ ซ. น้ำ) ลิ้นจะเปิด เปิดแล้วจะให้น้ำหล่อเลี้ยงสมองออกและร่วมกับเลือดดำที่จะกลับหัวใจ จะเห็นว่า น้ำหล่อเลี้งสมองไหลตลอดและล้างพื้นที่สมองทั้งพื้นที่ด้านในและด้านนอก นอกจากนี้น้ำหล่อเลี้ยงสมองเก็บที่เยื่อหุ้มเส้นประสาทสมอง จากนั้นเข้ามาร่วมน้ำเหลืองโดยตรง คือไม่ต้องร่วมเลือดดำก่อน

สมองนอกจากจะมีน้ำหล่อเลี้ยงสมองที่ทราบนานๆ แล้ว ยังมีระบบอื่นมีหน้าที่ล้างเนื้อเยื่อแท้อวัยวะด้วย คือระบบกลิมฟาทิก (glymphatic) คงไม่ได้ยินคำนี้เมื่อก่อน เพราะว่าระบบกลิมฟาทิกเพิ่งจะศึกษามา ถึงแม้ว่าสมองไม่มีน้ำเหลืองแท้ แต่น้ำในบริเวณระหว่างเซลล์กับเซลล์เกลียทำหน้าที่แทน ดั้'นั้นในปี พ.ศ. ๒๕๕๕ ผู้ศึกษาตั่งศัพท์ใหม่ ระบบกลิมฟาทิก (Iliff และคณะ, 2012)

ระบบกลิมฟาทิกนิยามว่า วิถีนอกหลอดเลือดสำหรับแลกเปลี่ยนสารและขับทิ้งของเสียออกจากสมองที่ใช้น้ำหล่อเลี้ยงสมองและน้ำระหว่างเซลล์ หลอดเลือดในสมองมีผนังรอบๆ ประกอบด้วยปลายแขนของเซลล์แอสโทรไซต์ต่างๆ ที่เป็นเหมือนอิฐของผนัง ปลายแขนมีรูปเท้าและจะติดกันอย่างสนิท ผนังทำให้สารออกจากหลอดเลือดและเข้าในสมองยาก นอกเว้นสารละลายในไขมันได้ สารที่มีโปรตีนขนส่งจำเพาะ หรือเป็นสารที่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์อย่างง่าย เช่น แกสออกซิเจน แกสคาร์บอนไดอ็อกไซด์ และแกสยาสลบบางชนิด เป็นต้น นอกจากนี้เซลล์แอสโทรไซต์มีโปรตีนขนส่งน้ำชนิด AQP4 ทำให้น้ำผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ง่ายๆ เนื่องจากหลอดเลือดแดงมีความดันอุทกสติตสูง น้ำออกจากผนังรอบหลอดเลือดแดงมากๆ น้ำที่ออกแล้วจะไหลทางเนื้อเยิ่อถึงหลอดเลือดดำในบริเวณใกล้ชิด ซึ่งมีผนังด้วยปลายเซลล์แอสโทรไซต์เหมือนกัน ส่วนความดันภายในหลอดเลือดดำต่ำ ทำให้น้ำเข้าในกระแสเลือดอย่างอิสระ จะเห็นว่า ระหว่างหลอดเลือดแดงกับหลอดเลือดแดงมีกระแสงน้ำไหลตลอดเวลา กระแสน้ำนำสิ่งของและของเสียลอยไปที่บริเวณหลอดเลือดดำ ซึ่งมีโครงสร้างพิเศษคือ รูป่เท้าปลายเซลล์แอสโทรไซต์ติดกับหลอดเลือดดำ แต่มีช่องว่างขนาดประมาณ ๒๐ นม. เรียกว่า ช่องแห่งฟีร์โกว์และโรบิน (Virchow-Robin) น้ำสามารถเข้าในช่องนี้ได้ ขณะน้ำไหลจากหลอดเลือดแดงถึงหลอดเลือดดำนำสิ่งของไป ไม่ว่าจะเป็นโมเลกูลเบาหรือหนักจะลอยไปพร้อมกัน ไม่เหมือนกับกระบวนการการกระจัดกระจายที่น้ำอยู่ในที่และสิ่งของแพรกระจ่ยแล้วแต่น้ำหนัก อย่างไรก็ตาม สารและของเสียสะสมในบริเวณหลอดเลือดดำแล้ว เข้าในช่องแห่งฟีร์โกว์และโรบิน โมเลกูลขนาดใหญ่เช่น เพปไทด์ β-amyloid เข้าไปได้
ระบบกลิมฟาทิกมีคนศึกษาอย่างต่อเนื่อง ศึกษาในสัตว์ทดลองและศึกษาเชิงคลินิกในมนุษย์ ในหนูทดลองประมาณร้อยละ ๗๕ ของของเสียจะออกทางระบบกลิมฟาทิก

วิธีศึกษาระบบกลิมฟาทิกใช้โมเลกุลสีเรืองแสงขนาดเล็ก ละลายในน้ำเกลือและฉีดเข้าสมอง ในการศึกษาหนึ่ง ฉีดภายในมหาชลาธารแลพโพรงด้านข้างมาเปรียบเทียบ ฉีดสีในโพรงด้านข้างไม่ได้เห็นเข้าในเนื้อเยื่อแท้ หมายความว่า น้ำหล่อเลียงสมองที่อยู่ในโพรงออกทางรูทั้งสามในแขนสมองอย่างเดียว ไม่ได้เข้าในเนื้อเยื่อ ขณะที่ฉีดสีทีมหาชลาธารได้เห็นสีที่กระจายไปเนื้อเยื้อแท้ โดยเฉพาะในบริเวณรอบหลอดเลือด ถ้าใช้โมเลกุลสีขนาดเล็กเข้าในเนื้อเยื้ออย่างเร็ว สรุปแล้วน้ำหล่อเลียงสมองสามารถไหลเวียนรอบสมองและเข้าในเนื้อเยื่อแท้ด้วย มีการศึกษาอื่น (Xie และคณะ 2013) เขาพบว่า ขณะหนูทดลองนอนหลับน้ำหล่อเลียงสมองการไหลเพิ่มมากขึ้นร้อยละ ๖๐ ส่วนเวลาตื่นไหลช้าลง เหมือนกับเวลานอนสมองทำความสะอาดตัวเอง

สมองของเรา แม้ว่าไม่มีหลอดน้ำเหลือง แต่มีน้ำหล่อเลี้ยงสมองที่ไหลเวียนตลอดเวลา และน้ำระหว่างเซลล์ไหลจากหลอดเลือดแดงไปถึงหลอดเลือดำ เข้าไปในช่องระหว่างผนังแอสโทรไซต์และนำของปฏิกูลออกจากมันสมอง

หมายเหตุ
* c. interpeduncularis, c. laminae tecti, c. fisurae transversalae, และ c. venae cerebri magnae
† c. chiasmus และ c. interpeduncularis