Дослідження на мишах: глибокий сон допомагає мозку вимити токсичні білки

Глибокий сон дозволяє мозку ефективніше змивати відходи та токсичні білки, згідно з новим дослідженням на мишах, опублікованому в журналі Наукові досягнення. Нові висновки проливають світло на попередні докази, що пов'язують хворобу Альцгеймера із старінням та недосипанням.

"Сон є критично важливим для функції системи виведення відходів мозку, і це дослідження показує, що чим глибший сон, тим краще", - сказала Майкен Недергаард, доктор медичних наук, співдиректор Центру поступальної нейромедицини в Університеті Рочестера. Центр (URMC) та провідний автор дослідження.

"Ці висновки також додають до все більш чітких доказів того, що якість сну або недосипання може передбачити початок хвороби Альцгеймера та деменції".

Дослідження припускає, що повільна та стабільна діяльність мозку та серцево-легенева система, пов’язана з глибоким не-швидким сном, є оптимальними для функції глімфатичної системи, системи виведення відходів мозку. Отримані дані можуть також пояснити, чому деякі форми анестезії можуть призвести до когнітивної дисфункції у літніх людей.

Раніше не вивчена глімфатична система вперше була описана Недергардом та її колегами в 2012 році. До цього вчені не до кінця розуміли, як мозок, який підтримує власну закриту екосистему, виводив відходи. Команда виявила систему сантехніки, яка накопичується на кровоносних судинах і перекачує спинномозкову рідину мозку через тканини мозку, щоб змити відходи. Інше дослідження показало, що ця система працює в основному, поки ми спимо.

Оскільки токсичні білки, такі як бета-амілоїд та тау, пов’язані із хворобою Альцгеймера, дослідники задаються питанням, чи не може порушенням функції глімфатичної системи через порушення сну бути причиною захворювання. Це поєднується з клінічними спостереженнями, які свідчать про те, що поганий сон пов’язаний з ризиком Альцгеймера.

У новому дослідженні дослідники провели експерименти з мишами, яким знеболювали шість різних режимів анестезії. Поки гризуни перебували під наркозом, команда відстежувала електричну активність мозку, серцево-судинну діяльність та очищаючий потік ліквору через мозок.

Дослідники виявили, що поєднання препаратів кетаміну та ксилазину (K / X) найбільш точно імітувало повільну та стабільну електричну активність мозку та повільний пульс, пов'язаний із глибоким сном, який не є швидким. Крім того, електрична активність в мозку мишей, яким давали K / X, виявилася оптимальною для функції глімфатичної системи.

"Синхронізовані хвилі нервової діяльності під час глибокого повільно-хвильового сну, зокрема, схеми стрільби, які рухаються від передньої частини мозку до задньої, збігаються з тим, що ми знаємо про потік ліквору в глімфатичній системі", - сказала Лорен Хабліц, доктор філософії , докторант в лабораторії Недергарда і перший автор дослідження.

Зокрема, схоже, що хімічні речовини, що беруть участь у випалюванні нейронів, керують процесом, який допомагає витягати рідину через мозкову тканину, сказав Габліц.

Дослідження підсилює зв'язок між сном, старінням та хворобою Альцгеймера, а також демонструє, що глімфатичною системою можна маніпулювати за рахунок посилення сну, виявлення, яке може вказувати на потенційні клінічні підходи, такі як терапія сном або інші методи підвищення якості сну , для груп ризику.

Дослідження також проливає світло на когнітивні проблеми, які пацієнти похилого віку часто відчувають після операції. "Порушення когнітивних функцій після анестезії та хірургічного втручання є основною проблемою", - сказав Туомас Ліліус, доктор медичних наук, з Центру трансляційного нейромедицину в Університеті Копенгагена в Данії та співавтор дослідження. "Значний відсоток пацієнтів літнього віку, які перенесли операцію, переживають післяопераційний період делірію або мають нові або погіршені когнітивні порушення при виписці".

Це дослідження пропонує певні класи препаратів, які можна використовувати, щоб уникнути цієї проблеми, оскільки миші в дослідженні, які зазнавали дії анестетиків, які не викликали повільної мозкової активності, бачили знижену глімфатичну активність.

Джерело: Медичний центр Рочестерського університету