Сънят прочиства мозъка от токсини и метаболити
Последно прегледани: 14.06.2024
Цялото съдържание на iLive е медицински прегледано или е проверено, за да се гарантира възможно най-голяма точност.
Имаме строги насоки за снабдяване и само свързваме реномирани медийни сайтове, академични изследователски институции и, когато е възможно, медицински проучвания, които се разглеждат от специалисти. Имайте предвид, че номерата в скоби ([1], [2] и т.н.) са линкове към тези проучвания.
Ако смятате, че някое от съдържанието ни е неточно, остаряло или под съмнение, моля, изберете го и натиснете Ctrl + Enter.
Неотдавнашно проучване, публикувано в Nature Neuroscience установи, че мозъчният клирънс е намален по време на анестезия и сън.
Сънят е състояние на уязвимо бездействие. Предвид рисковете от тази уязвимост се предполага, че сънят може да осигури някои ползи. Има хипотеза, че сънят изчиства мозъка от токсини и метаболити чрез глимфната система. Това предположение има важни последици; например намалената детоксикация поради хронично лош сън може да влоши Алцхаймер.
Механизмите и анатомичните пътища, чрез които токсините и метаболитите се изчистват от мозъка, остават неясни. Според глимфатичната хипотеза основният флуиден поток, задвижван от градиенти на хидростатично налягане от артериални пулсации, активно изчиства солите от мозъка по време на сън с бавни вълни. В допълнение, седативните дози анестетици подобряват клирънса. Остава неизвестно дали сънят увеличава клирънса чрез повишен базален поток.
В това проучване учените измерват движението на течности и мозъчния клирънс при мишки. Първо се определя коефициентът на дифузия на флуоресцеин изотиоцианат (FITC)-декстран, флуоресцентно багрило. FITC-декстран се инжектира в каудалното ядро и се измерва флуоресценцията във фронталния кортекс.
Първите експерименти включват изчакване на стабилно състояние, избелване на багрилото в малък обем плат и определяне на коефициента на дифузия от скоростта на движение на неизбеленото багрило в избелената зона. Техниката беше валидирана чрез измерване на дифузията на FITC-декстран в имитиращи мозъка агарозни гелове, които бяха модифицирани, за да се доближат до оптичната абсорбция и разсейването на светлината в мозъка.
Резултатите показват, че коефициентът на дифузия на FITC-декстран не се различава между състояния на анестезия и сън. След това екипът измерва изчистването на мозъка в различни състояния на будност. Те са използвали малък обем от флуоресцентното багрило AF488 в мишки, които са били инжектирани с физиологичен разтвор или анестетик. Това багрило се движи свободно в паренхима и може да помогне за точното количествено определяне на мозъчния клирънс. Бяха направени и сравнения между будни и спящи състояния.
При пикови концентрации клирънсът е 70–80% при мишки, третирани с физиологичен разтвор, което показва, че нормалните механизми на клирънс не са били нарушени. Въпреки това, значително намаляване на клирънса се наблюдава при използване на анестетици (пентобарбитал, дексмедетомидин и кетамин-ксилазин). В допълнение, клирънсът също е намален при спящи мишки в сравнение с будни мишки. Коефициентът на дифузия обаче не се различава значително между анестезията и условията на сън.
А. 3 или 5 часа след инжектиране на AF488 в CPu, мозъците бяха замразени и криосекционирани на секции с дебелина 60 μm. Средният интензитет на флуоресценция на всяка секция се измерва с помощта на флуоресцентна микроскопия; след това средните стойности на интензитета на групите от четири среза бяха осреднени.
Б. Средният интензитет на флуоресценция беше преобразуван в концентрация, като се използват данните за калибриране, представени в допълнителна фигура 1 и нанесени спрямо предно-задното разстояние от точката на инжектиране за състояния на будност (черно), сън (синьо) и KET-XYL анестезия (червено). Горе - данни след 3 часа. По-долу - данни след 5 часа. Линиите представляват гаусови съвпадения с данните, а обвивките на грешката показват 95% доверителни интервали. И двете 3- и 5-часови концентрации по време на анестезия с KET-XYL (P
В. Представителни изображения на мозъчни участъци на различни разстояния (предно-задно) от мястото на инжектиране на AF488 на 3 часа (горните три реда) и 5 часа (долните три реда). Всеки ред представлява данни за три будни състояния (будност, сън и KET-XYL анестезия).
Проучването установи, че мозъчният клирънс е намален по време на анестезия и сън, което противоречи на предишни доклади. Клирънсът може да варира при различните анатомични места, но степента на вариация може да е малка. Въпреки това, инхибирането на клирънса от кетамин-ксилазин е значително и независимо от мястото.
Никълъс П. Франкс, един от авторите на изследването, каза: „Изследователската област е толкова фокусирана върху идеята за пречистване като една от ключовите причини, поради които спим, че бяхме много изненадани от обратните резултати.“
Особено важно е да се отбележи, че резултатите се отнасят за малък обем багрило, което се движи свободно в извънклетъчното пространство. По-големите молекули могат да проявят различно поведение. В допълнение, точните механизми, чрез които сънят и анестезията влияят на мозъчния клирънс, остават неясни; тези открития обаче оспорват идеята, че основната функция на съня е да изчиства мозъка от токсини.