Otak ‘Truk Sampah’ Sebagai Kunci untuk Mengobati Penyakit Alzheimer

bismillahiRR : “Pada dasarnya semua penyakit neurodegenerative berhubungan dengan akumulasi produk limbah selular,” kata Maiken Nedergaard, MD, DMSc., Co-direktur URMC Pusat Neuromedicine Translational dan penulis artikel. “Memahami dan akhirnya menemukan cara untuk memodulasi sistem otak untuk menghilangkan limbah beracun bisa menunjukkan cara baru untuk mengobati penyakit ini.”

Tubuh membela otak seperti benteng dan cincin dengan sistem yang kompleks gateway yang mengontrol molekul dapat masuk dan keluar. Sementara ini “penghalang darah-otak” pertama kali dijelaskan pada 1800-an, para ilmuwan hanya sekarang baru mulai memahami dinamika bagaimana fungsi mekanisme. Bahkan, jaringan kompleks pembuangan sampah, yang peneliti telah dijuluki sistem glymphatic, hanya pertama kali diungkapkan oleh para ilmuwan URMC Agustus lalu dalam jurnal Science Translational Medicine.

Pembuangan limbah merupakan fungsi biologis penting dan sistem limfatik - jaringan peredaran darah organ dan pembuluh - melakukan tugas ini di sebagian besar tubuh. Namun, sistem limfatik tidak mencakup otak dan, akibatnya, para peneliti tidak pernah sepenuhnya memahami apa yang otak tidak limbah sendiri. Beberapa ilmuwan bahkan berspekulasi bahwa produk sampingan dari fungsi seluler mana entah bagaimana sedang “didaur ulang” oleh sel-sel otak.

Salah satu alasan mengapa sistem glymphatic telah lama menghindari pemahaman adalah bahwa hal itu tidak dapat dideteksi dalam sampel jaringan otak. Kunci untuk menemukan dan memahami sistem itu munculnya teknologi pencitraan baru yang disebut mikroskop dua-foton yang memungkinkan para ilmuwan untuk mengintip jauh di dalam otak hidup. Menggunakan teknologi ini pada tikus, yang otaknya yang sangat mirip dengan manusia, Nedergaard dan rekan-rekannya mampu mengamati dan mendokumentasikan apa jumlah ke luas, dan sampai sekarang tidak diketahui, sistem pipa yang bertanggung jawab untuk pembilasan limbah dari seluruh otak.

Otak dikelilingi oleh membran yang disebut arachnoid dan bermandikan cairan tulang belakang otak (CSF). CSF mengalir ke bagian dari otak melalui jalur yang sama seperti arteri yang membawa darah. Sistem paralel mirip dengan pipa berbentuk donat dalam pipa, dengan cincin batin membawa darah dan cincin luar membawa CSF. CSF adalah menarik ke jaringan otak melalui sistem saluran yang dikendalikan oleh sel-sel jenis dukungan di otak yang dikenal sebagai glia, dalam hal ini astrosit. Istilah glymphatic diciptakan dengan menggabungkan kata-kata glia dan limfatik.

CSF memerah melalui jaringan otak pada kecepatan tinggi menyapu kelebihan protein dan limbah lainnya bersama dengan itu. Cairan dan limbah dipertukarkan dengan sistem serupa yang sejajar vena yang membawa limbah keluar dari otak dan ke bawah tulang belakang di mana ia akhirnya dipindahkan ke sistem limfatik dan dari sana ke hati, di mana ia akhirnya dipecah.

Sementara penemuan sistem glymphatic memecahkan misteri yang telah lama bingung komunitas ilmiah, memahami bagaimana otak menghilangkan limbah - baik secara efektif dan apa yang terjadi ketika sistem ini rusak - memiliki implikasi yang signifikan untuk pengobatan gangguan neurologis.

Salah satu keunggulan dari penyakit Alzheimer adalah akumulasi di otak dari protein beta amiloid. Bahkan, dari waktu ke waktu protein ini mengumpulkan dengan kepadatan sehingga mereka dapat diamati sebagai plak pada scan otak. Memahami apa peran sistem glymphatic bermain di ketidakmampuan otak untuk memecah dan menghapus amiloid beta bisa menunjukkan jalan untuk pengobatan baru. Secara khusus, apakah pasti kunci ‘pemain’ dalam sistem glymphatic, seperti astrosit, dapat dimanipulasi untuk meningkatkan pembuangan limbah.

“Gagasan bahwa penyakit ‘kotor otak seperti Alzheimer mungkin akibat dari perlambatan sistem glymphatic seperti yang kita usia adalah cara yang sama sekali baru untuk berpikir tentang gangguan saraf,” kata Nedergaard. “Hal ini juga menyajikan kita dengan satu set baru target untuk berpotensi meningkatkan efisiensi clearance glymphatic dan, akhirnya, mengubah arah kondisi ini..!”

Spiral Galaksi Bima Sakti

bismillahiRR : Galaksi Spiral seperti Bima Sakti kita sendiri tampaknya jauh lebih besar dan lebih besar daripada yang diyakini sebelumnya, menurut University of Colorado baru studi oleh para peneliti Boulder menggunakan Hubble Space Telescope.

CU-Boulder Profesor John Stocke, pemimpin studi, mengatakan pengamatan baru dengan Hubble $ 70.000.000 Cosmic Origins Spectrograph, atau COS, dirancang oleh CU-Boulder menunjukkan bahwa galaksi spiral normal dikelilingi oleh lingkaran cahaya gas yang dapat memperpanjang ke lebih dari 1 juta tahun cahaya diameter. Perkiraan diameter saat dari Bima Sakti, misalnya, adalah sekitar 100.000 tahun cahaya. Satu tahun cahaya adalah sekitar 6 triliun mil.
Materi lingkaran cahaya galaksi yang dideteksi oleh tim CU-Boulder awalnya dikeluarkan dari galaksi oleh ledakan bintang yang dikenal sebagai supernova, produk dari proses pembentukan bintang, kata Stocke dari astrofisika dan planet departemen ilmu CU-Boulder. "Gas ini disimpan dan kemudian didaur ulang melalui sebuah galaksi halo diperpanjang, jatuh kembali ke galaksi untuk menghidupkan kembali generasi baru pembentukan bintang," katanya. "Dalam banyak cara ini adalah 'rantai yang hilang' dalam evolusi galaksi yang kita perlu memahami secara rinci dalam rangka untuk memiliki gambaran lengkap dari proses."
Stocke memberikan presentasi tentang penelitian pada 27 Juni di University of Edinburgh Higgs Centre for Theoritical Physics di Skotlandia pada konferensi berjudul "Interaksi intergalaksi." Tim peneliti CU-Boulder juga termasuk profesor Michael Shull dan James Hijau dan penelitian asosiasi Brian Keeney, Charles Danforth, David Syphers dan Cynthia Froning, serta University of Wisconsin-Madison Profesor Blair Savage.
Bangunan pada studi sebelumnya mengidentifikasi awan gas yang kaya oksigen di sekitar galaksi spiral oleh para ilmuwan di Space Telescope Science Institute di Baltimore, University of Massachusetts, Amherst College dan University of California, Santa Cruz, Stocke dan rekan-rekannya menentukan bahwa awan tersebut mengandung hampir sebanyak massa semua bintang di galaksi masing-masing. "Ini adalah kejutan besar," kata Stocke. "Temuan baru memiliki konsekuensi yang signifikan untuk bagaimana galaksi spiral berubah seiring waktu."
Selain itu, tim CU-Boulder menemukan reservoir raksasa gas diperkirakan jutaan derajat Fahrenheit yang enshrouding galaksi spiral dan lingkaran cahaya yang diteliti. Lingkaran cahaya dari galaksi spiral yang relatif dingin dengan perbandingan - hanya puluhan ribu derajat - kata Stocke, juga anggota CU-Boulder Center for Astrophysics and Space Astronomi, atau CASA.
Shull, seorang profesor di astrofisika dan planet departemen ilmu CU-Boulder dan anggota CASA, menekankan bahwa studi seperti gas "circumgalactic" masih dalam tahap awal. "Tetapi mengingat seumur hidup yang diharapkan COS pada Hubble, mungkin lima tahun lagi, itu harus mungkin untuk mengkonfirmasi deteksi dini, menguraikan hasil dan memindai galaksi spiral lainnya di alam semesta," katanya.
Sebelum instalasi COS pada Hubble selama misi pelayanan akhir NASA pada Mei 2009, studi teoritis menunjukkan bahwa galaksi spiral harus memiliki gas sekitar lima kali lebih dari yang terdeteksi oleh para astronom. Pengamatan baru dengan COS sangat sensitif sekarang jauh lebih sesuai dengan teori, kata Stocke.
Tim CU-Boulder digunakan quasar jauh - pusat pusaran lubang hitam supermasif - sebagai "senter" untuk melacak sinar ultraviolet karena melewati haloes gas diperpanjang galaksi latar depan, kata Stocke. Cahaya diserap oleh gas itu dipecah oleh spektograf, seperti prisma tidak, menjadi karakteristik warna "sidik jari" yang mengungkapkan temperatur, densitas, kecepatan, jarak dan komposisi kimia dari awan gas.
"Gas ini terlalu longgar untuk memungkinkan deteksi oleh pencitraan langsung, sehingga spektroskopi adalah cara untuk pergi," kata Stocke. CU-Boulder Green memimpin tim desain untuk COS, yang dibangun oleh Ball Aerospace & Technologies Corp dari Boulder untuk NASA.
Sementara astronom berharap Hubble Space Telescope terus menenggak tahun-tahun mendatang, tidak akan ada misi lagi servis. Dan James Webb Space Telescope, disebut-sebut menjadi penerus Hubble dimulai pada 2018-an, tidak memiliki kemampuan mengumpulkan cahaya UV, yang akan mencegah astronom dari melakukan studi seperti yang dilakukan dengan COS, kata Green.
"Setelah Hubble berhenti berfungsi, kita akan kehilangan kemampuan untuk mempelajari lingkaran cahaya galaksi selama mungkin generasi penuh astronom," kata Stocke. "Tapi untuk saat ini, kita beruntung memiliki kedua Hubble dan Cosmic Origins Spectrograph untuk membantu kami menjawab beberapa masalah yang paling mendesak dalam kosmologi..!"

Exoplanets Gas Raksasa

bismillahiRR : Planet Gemini Observatory Kampanye menemukan bahwa,  banyak jenis bintang,  planet gas raksasa yang langka dan lebih memilih untuk melekat dekat dengan bintang induknya. Dampak pada teori pembentukan planet bisa menjadi signifikan.
Menemukan planet ekstrasurya telah menjadi begitu biasa bahwa tampaknya astronom hanya harus melihat ke atas dan dunia lain ditemukan. Namun, hasil dari Gemini Observatory yang  paling luas survey pencitraan langsung sampai saat ini - menampilkan ruang orbit yang luas terpencil sekitar banyak jenis dari sebagian besar tidak memiliki planet gas raksasa, yang tampaknya cenderung tinggal dekat dengan bintang induknya.
"Tampaknya exoplanet gas raksasa seperti menempel keturunan," kata Michael Liu dari University of Hawaii Institute untuk Astronomi dan pemimpin Gemini Planet-Mencari Kampanye. "Sebagian besar cenderung menghindari zona orbit yang jauh dari orang tua mereka. Dalam pencarian kami, kita bisa menemukan gas raksasa di luar jarak orbit sesuai dengan Uranus dan Neptunus di tata surya kita sendiri, tapi kami tidak menemukan apapun." Kampanye ini dilakukan di Gemini South teleskop di Chile, dengan dukungan dana untuk tim dari National Science Foundation dan NASA. Hasil Kampanye, Liu mengatakan, akan membantu para ilmuwan lebih memahami bagaimana planet gas raksasa terbentuk, seperti jarak orbit planet adalah tanda kunci yang digunakan astronom untuk menguji teori pembentukan planet ekstrasurya.
Eric Nielsen dari University of Hawaii, yang memimpin sebuah makalah baru tentang pencarian Kampanye untuk planet di sekitar bintang yang lebih masif dari Matahari, menambahkan bahwa temuan memiliki implikasi luar bintang tertentu dicitrakan oleh tim. "Dua planet terbesar di tata surya kita, Jupiter dan Saturnus, yang meringkuk dekat dengan Matahari kita, dalam 10 kali jarak antara Bumi dan Matahari," ia menjelaskan. "Kami menemukan bahwa kurangnya planet gas raksasa dalam orbit yang lebih jauh khas untuk bintang terdekat melalui berbagai massa."
Dua makalah tambahan dari Kampanye akan segera diterbitkan dan mengungkapkan kecenderungan serupa di seluruh kelas-kelas lain dari. Namun, tidak semua exoplanet gas raksasa meringkuk begitu dekat dengan rumah. Pada tahun 2008, astronom menggunakan teleskop Gemini Utara dan WM Keck Observatory di Hawaii Mauna Kea mengambil gambar langsung pertama kalinya dari keluarga planet di sekitar bintang HR 8799, menemukan planet gas raksasa pada pemisahan orbital besar (sekitar 25-70 kali jarak Bumi-Matahari). Penemuan ini datang setelah memeriksa hanya beberapa bintang, seperti menyarankan besar pemisahan gas raksasa bisa menjadi umum. Hasil Gemini terbaru, dari pencarian pencitraan jauh lebih luas, menunjukkan bahwa planet gas raksasa pada jarak tersebut bahkan jarang.
Liu meringkas situasi seperti ini:. "Kami sudah dikenal selama hampir 20 tahun bahwa planet-planet gas raksasa yang ada di sekitar bintang lain, setidaknya mengorbit dekat di Berkat lompatan dalam metode pencitraan langsung, sekarang kita dapat belajar seberapa jauh planet biasanya dapat berada. Jawabannya adalah bahwa mereka biasanya menghindari daerah-daerah yang signifikan real estate di sekitar bintang tuan rumah mereka. Temuan awal, seperti HR 8799, mungkin miring persepsi kita. "
Kertas baru tim kedua membahas sistem di mana disk debu di sekitar bintang muda menunjukkan lubang, yang astronom telah lama menduga dihapus oleh gaya gravitasi planet yang mengorbit. "Masuk akal bahwa di mana Anda melihat puing-puing dibersihkan bahwa planet akan bertanggung jawab, tapi kita tidak tahu apa jenis planet mungkin menyebabkan ini. Tampaknya bukan planet-planet masif, planet kecil yang kita tidak bisa mendeteksi secara langsung bisa bertanggung jawab, "kata Zahed Wahhaj dari European Southern Observatory dan penulis utama di atas kertas survei pada bintang disk yang berdebu. Akhirnya, kertas baru ketiga dari tim melihat bintang sangat termuda dekat dengan Bumi. "Sebuah sistem yang lebih muda harus memiliki cerah, lebih mudah untuk mendeteksi planet-planet," menurut penulis Beth Biller dari Max Planck Institute for Astronomy.
"Sekitar bintang lainnya, NASA Kepler teleskop telah menunjukkan bahwa planet-planet yang lebih besar dari Bumi dan dalam orbit Merkurius berlimpah," jelas Biller. "NICI Kampanye menunjukkan bahwa planet gas raksasa di luar jarak orbit Neptunus jarang terjadi." Segera-to-be-disampaikan Gemini Planet Imager akan mulai menjembatani kesenjangan ini cenderung mengungkapkan, untuk pertama kalinya, bagaimana planet raksasa umum adalah dalam orbit mirip dengan planet gas raksasa tata surya kita sendiri..!