To, jak głęboko śpimy, może wpływać na zdolność naszego mózgu do skutecznego wypłukiwania odpadów i toksycznych białek, sugerują nowe badania.

Ponieważ sen często staje się coraz lżejszy i bardziej zaburzony wraz z wiekiem, badanie potwierdza i potencjalnie wyjaśnia powiązania między starzeniem się, brakiem snu i zwiększonym ryzykiem choroby Alzheimera.

„Sen ma kluczowe znaczenie dla funkcjonowania systemu usuwania odpadów w mózgu, a to badanie pokazuje, że im głębszy sen, tym lepiej” – mówi Maiken Nedergaard, współdyrektor Centrum Neuromedycyny Translacyjnej przy Centrum Medycznym Uniwersytetu Rochester (URMC) i główny autor. badania.

„Odkrycia te uzupełniają również coraz wyraźniejsze dowody na to, że jakość snu lub brak snu mogą przewidzieć początek choroby Alzheimera i demencji”.

Badanie, które pojawia się w czasopiśmie Postępy nauki, wskazuje, że powolna i stabilna aktywność mózgu i sercowo-płucna związana z głębokim snem nie-REM są optymalne dla funkcjonowania układu limfatycznego, unikalnego procesu usuwania odpadów w mózgu. Odkrycia mogą również wyjaśniać, dlaczego niektóre formy znieczulenia mogą prowadzić do upośledzenia funkcji poznawczych u osób starszych.

Zmywanie odpadów

Nedergaard i jej koledzy pierwszy opisany wcześniej nieznany system glimfatyczny w 2012 roku. Wcześniej naukowcy nie w pełni rozumieli, w jaki sposób mózg, który utrzymuje swój własny, zamknięty ekosystem, usuwa odpady. Badanie ujawniło system wodno-kanalizacyjny, który łączy naczynia krwionośne i pompuje płyn mózgowo-rdzeniowy (CSF) przez tkankę mózgową, aby wypłukać odpady. A kolejne badanie pokazał, że ten system działa przede wszystkim podczas snu.

Ponieważ akumulacja toksycznych białek, takich jak beta amyloid i tau w mózgu, jest związana z chorobą Alzheimera, naukowcy spekulowali, że przyczyną choroby może być upośledzenie układu limfatycznego spowodowane zaburzeniami snu. To zgadza się z obserwacjami klinicznymi, które wykazują związek między brakiem snu a zwiększonym ryzykiem choroby Alzheimera.

W bieżącym badaniu naukowcy przeprowadzili eksperymenty na myszach znieczulonych sześcioma różnymi schematami znieczulenia. Podczas gdy zwierzęta były pod narkozą, naukowcy śledzili aktywność elektryczną mózgu, aktywność sercowo-naczyniową i oczyszczający przepływ płynu mózgowo-rdzeniowego przez mózg.

Zespół zaobserwował, że kombinacja leków ketaminy i ksylazyny (K/X) najdokładniej odtwarzała powolną i stałą aktywność elektryczną mózgu oraz wolne tętno związane z głębokim snem nie-REM. Ponadto aktywność elektryczna w mózgach myszy, którym podawano K/X, okazała się optymalna dla funkcjonowania układu limfatycznego.

„Zsynchronizowane fale aktywności neuronalnej podczas głębokiego snu wolnofalowego, w szczególności wzorce odpalania, które przemieszczają się z przodu mózgu do tyłu, pokrywają się z tym, co wiemy o przepływie płynu mózgowo-rdzeniowego w układzie limfatycznym” – mówi Lauren Hablitz, habilitant. współpracownik w laboratorium Nedergaarda i pierwszy autor badania.

„Wygląda na to, że substancje chemiczne zaangażowane w odpalanie neuronów, a mianowicie jony, napędzają proces osmozy, który pomaga przeciągnąć płyn przez tkankę mózgową”.

Nowe pytania

Badanie podnosi kilka ważnych pytań klinicznych. Ponadto wzmacnia związek między snem, starzeniem się i chorobą Alzheimera. Naukowcy wiedzą, że z wiekiem coraz trudniej jest konsekwentnie osiągnąć głęboki sen nie-REM, a to badanie podkreśla znaczenie głębokiego snu dla prawidłowego funkcjonowania układu limfatycznego.

Badanie pokazuje również, że poprawa snu może manipulować układem limfatycznym, co może wskazywać na potencjalne podejścia kliniczne, takie jak terapia senna lub inne metody poprawy jakości snu, w populacjach zagrożonych.

Ponadto, ponieważ kilka związków użytych w badaniu było analogicznych do środków znieczulających stosowanych w warunkach klinicznych, badanie rzuca również światło na trudności poznawcze, których często doświadczają starsi pacjenci po operacji i sugeruje klasy leków, które mogą pomóc w uniknięciu tego zjawiska. Myszy w badaniu, którym naukowcy podawali środki znieczulające, które nie indukowały spowolnionej aktywności mózgu, wykazywały zmniejszoną aktywność limfatyczną.

„Upośledzenie funkcji poznawczych po znieczuleniu i operacji jest poważnym problemem” – mówi współautor Tuomas Lilius z Centrum Neuromedycyny Translacyjnej na Uniwersytecie Kopenhaskim w Danii. „Znaczny odsetek pacjentów w podeszłym wieku, którzy przeszli operację, doświadcza pooperacyjnego okresu majaczenia lub ma nowe lub pogorszenie funkcji poznawczych przy wypisie”.

Wkład w badania wnieśli dodatkowi badacze z Uniwersytetu Rochester i Uniwersytetu w Kopenhadze. Badania wspierały Narodowy Instytut Zaburzeń Neurologicznych i Udaru, Narodowy Instytut Starzenia, Fundacja Adelsona, Fundacja Sigrid Juselius, Fundacja Novo Nordisk i Fundacja Lundbecka.

Źródło: University of Rochester

Powiązane książki

at Rynek wewnętrzny i Amazon