Beachten! Wenn diese Art von Flüssigkeit aus Ihrer Nasenhöhle austritt, kann es sein, dass Ihr Gehirn „undicht“ ist.

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Wenn wir im Alltag versehentlich Fehler machen, scherzen wir oft, dass wir oder unsere Freunde „Wasser im Gehirn“ hätten. Tatsächlich ist es gerade das „Wasser im Gehirn“, das dafür sorgt, dass es besser funktionieren kann.

Studien haben gezeigt, dass sich im menschlichen Gehirn etwa 150 ml „Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit“ befinden. Dies ist eine farblose und durchsichtige Flüssigkeit. Das menschliche Gehirn ist in dieser Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit aufgehängt und eingetaucht, was nicht nur dafür sorgt, dass das Gehirn nicht so leicht von externen Giftstoffen befallen wird, sondern auch die Auswirkungen einiger externer Hormone auf das Gehirn begrenzt.

Die Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit fließt im menschlichen Gehirn gerichtet von den Ventrikeln zum Aquaeductus cerebrospinalis, um die normale Funktion des Gehirns sicherzustellen. Sie fließen durch das Foramen interventriculare in den dritten Ventrikel und dann durch den Aquaeductus cerebri in den vierten Ventrikel. Die von den Plexus choroideus jedes Ventrikels produzierte Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit fließt durch die mittleren und seitlichen Foramina des vierten Ventrikels in den vierten Ventrikel und in den Subarachnoidalraum des Gehirns und des Rückenmarks. Schließlich sickert die Zerebrospinalflüssigkeit durch die Arachnoidalgranulationen neben dem Sinus sagittalis zurück in den oberen Sinus sagittalis, wodurch die Zerebrospinalflüssigkeit in das Venensystem zurückfließen kann. Um es anschaulicher auszudrücken: Die Ventrikel und der Aquaeductus cerebri können tatsächlich als „Löcher“ und „Gruben“ im Gehirn betrachtet werden. Es gibt vier große „Löcher“ im Gehirn, nämlich den ersten, zweiten, dritten und vierten Ventrikel, die mit „Wasser“ gefüllt sind. Es gibt eine weitere „Grube“ im menschlichen Gehirn, die einer Kanalisation ähnelt: den Aquädukt des Gehirns. Durch diese „Grube“ fließt die Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit aus dem Gehirn.

Die Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit wird kontinuierlich produziert und absorbiert und fließt zurück in die Venen, wobei sie im zentralen Nervensystem die Rolle der Lymphe spielt. Es versorgt die Gehirnzellen mit bestimmten Nährstoffen, transportiert Stoffwechselprodukte aus dem Hirngewebe und reguliert den Säure-Basen-Haushalt des zentralen Nervensystems. Gleichzeitig dämpft es den Druck auf Gehirn und Rückenmark und schützt und stützt diese. Es kann auch den intrakraniellen Druck durch die Zirkulation regulieren. Wenn das Gehirn beispielsweise unterdurchblutet ist, kann eine Verringerung der Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit den Hirndruck senken und die Blutversorgung erhöhen.

Da sich im menschlichen Gehirn tatsächlich Wasser befindet, werden wir einer „Gehirnwäsche“ unterzogen? Funktioniert das Gehirnreinigungssystem wirklich wie eine Straßenkehrmaschine, die nachts das Wasser wechselt und tagsüber abgeschaltet wird? Eine „Gehirnwäsche“ ist sicher, doch die wissenschaftliche Gemeinschaft ist noch zu keinem Ergebnis hinsichtlich der theoretischen Forschung gelangt, dass das Gehirn nachts oft „Wasser austauscht“.

Eine neue Studie, die 2019 in Science veröffentlicht wurde, zeigt, dass jedes Mal, wenn wir schlafen, etwas Wunderbares in unserem Gehirn passiert: Die Neuronen beruhigen sich zunächst, und nach einigen Sekunden fließt Blut aus dem Gehirn ab, während Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit einströmt und unser Gehirn in rhythmischen, langsamen Wellen „reinigt“. Langsame Wellen der Nervenaktivität helfen dabei, Erinnerungen zu festigen, während die Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit Stoffwechselabfälle aus dem Gehirn entfernt.

In einer im Februar 2024 in „Nature“ veröffentlichten Studie wurde auch erwähnt, dass im Schlaf einer Person eine große Zahl von Neuronen zusammenarbeiten, um Wellen mit einer Frequenz von etwa 40 Hz zu erzeugen. Diese fördern den Eintritt von Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit in das Hirngewebe und fördern den Abfluss von interstitieller Flüssigkeit, die Abfallstoffe im Hirngewebe transportiert, wodurch verschiedene Abfallstoffe entfernt werden, die für das Gehirn schädlich sind. Wir können dies einfach so verstehen, dass das intrakraniale Volumen im Schädel festgelegt ist. Wenn Menschen aktiv sind, benötigen sie Blut zur Versorgung mit Sauerstoff, Nährstoffen usw. Es fließt mehr Blut in das Gehirn, was zum Ausgleich den Abfluss anderer Flüssigkeiten, insbesondere der Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit, erfordert. Während des Schlafs fließt Blut ab und Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit gelangt in die Zwischenräume des Gehirns, um Abfallprodukte der täglichen Aktivitäten zu entfernen.

In einer im Mai 2024 in Nature Neuroscience veröffentlichten Kurzstudie wurde jedoch durch die direkte Messung der Clearance-Rate von Metaboliten im Gehirn von Mäusen im Wachzustand, im Schlaf und unter Narkose festgestellt, dass die Clearance-Rate des Gehirns für Substanzen während des Schlafs und der Narkose deutlich reduziert ist. Dieses Ergebnis steht im krassen Widerspruch zu früheren Forschungsergebnissen und lässt darauf schließen, dass übermäßiger Schlaf zu Fehlfunktionen des Gehirns führen kann. Dies stellt die traditionelle Vorstellung in Frage, dass die Hauptfunktion des Schlafs darin besteht, Giftstoffe aus dem Gehirn zu entfernen. Natürlich gibt es häufig wissenschaftliche Debatten und die Frage, wie hoch oder niedrig die Wasserveränderungsrate im Schlaf ist, muss noch geklärt werden. Doch egal, ob Sie das Wasser nachts oder tagsüber wechseln, die Reinigung des Gehirns durch das Wasser kann nicht ignoriert werden.

Da die Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit zum Abtransport von Abfallstoffen aus dem Gehirn dient, könnten wir davon ausgehen, dass sie nur im Gehirn und im Rückenmark vorkommt. Tatsächlich ist der Name ziemlich irreführend; Diese klare Flüssigkeit reinigt, nährt und schützt die umliegenden Organe und umspült außerdem die Nerven des Körpers.

Die neuesten Forschungsergebnisse, die im September 2024 in Science Advances veröffentlicht wurden, wiesen darauf hin, dass Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit tatsächlich in den gesamten Körper eindringen kann. Vor etwa zweieinhalb Jahren stellte das Forscherteam im Rahmen einer chirurgischen Studie fest, dass nach der Injektion von Kochsalzlösung in den menschlichen Schädel auch die peripheren Nerven im Handgelenk anschwollen. Sie wiederholten das Experiment, indem sie Mäusen feinere Tracer-Goldnanopartikel injizierten und stellten fest, dass kleinere Goldnanopartikel mit der Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit zu den peripheren Nerven im gesamten Körper bis hin zum Ischiasnerv wandern konnten, während größere Partikel an der Grenze zwischen dem Rückenmark und dem Ausgangspunkt der peripheren Nerven blieben. Die Studie legt nahe, dass kleine Signalmoleküle, Nährstoffe und sogar Medikamente, die in der Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit schwimmen, an die Nerven abgegeben werden könnten. In Zukunft können wir diesen neuen Mechanismus des Liquorflusses möglicherweise nutzen, um präzisere Behandlungsstrategien für neurologische Erkrankungen zu entwickeln. Beispielsweise können über das Verabreichungssystem der Zerebrospinalflüssigkeit bestimmte Arzneimittel, darunter auch Schmerzmittel, direkt an erkrankte periphere Nerven abgegeben werden, wodurch die komplexen Hindernisse der Blut-Hirn-Schranke, die bei herkömmlichen Verabreichungsmethoden auftreten, umgangen werden. Darüber hinaus könnte uns diese Entdeckung auch dabei helfen, die Mechanismen einiger neurodegenerativer Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson besser zu verstehen. Ihr Auftreten hängt möglicherweise nicht nur mit Läsionen im zentralen Nervensystem zusammen, sondern auch die Beteiligung peripherer Nerven kann eine wichtige Rolle spielen.

Kurz gesagt: Die Zerebrospinalflüssigkeit ist nicht nur der „Wächter“ des zentralen Nervensystems, sondern sorgt über ein komplexes Flussnetzwerk auch für die Gesundheit der peripheren Nerven. Obwohl es viele Herausforderungen gibt, die komplexen Geheimnisse des menschlichen Körpers zu verstehen, wird dank der unermüdlichen Forschung und Erkundung der Wissenschaftler jeder kleine Schritt von der Grundlagenforschung bis zur klinischen Anwendung in der Zukunft ein großer Schritt für die Erhaltung des Lebens sein.

Dieser Artikel ist eine Arbeit, die vom Science Popularization China Creation Cultivation Program unterstützt wird

Autor: Chen Dingxin

Gutachter: Gui Yaxing, Chefarzt, Abteilung für Neurologie, Shanghai First People's Hospital

Produziert von: Chinesische Vereinigung für Wissenschaft und Technologie, Abteilung für Wissenschaftspopularisierung

Hersteller: China Science and Technology Press Co., Ltd., Beijing Zhongke Xinghe Culture Media Co., Ltd.