Tobyotter

Jak dowodzą badacze w ostatnim eksperymencie, niedawno odkryty mechanizm, pozwalający na usunięcie produktów przemiany materii z mózgu, największą aktywność wykazuje podczas snu. Odkrycie to nie tylko dostarcza nowych informacji na temat funkcji i charakterystyki snu, ale także wyznacza nowe kierunki dla badań nad zapobieganiem i leczeniem chorób mózgu.

REKLAMA
Oczyszczająca rola snu
Badacze z Centrum Medycznego Uniwersytetu w Rochester opisali swoje odkrycie na łamach magazynu „Science”. Jak podkreśla jego główny autor, dr Maiken Nedergaard, mózg przechodzi przez różne stany funkcjonalne zarówno podczas snu, jak i po przebudzeniu. Właściwości regeneracyjne snu powiązane są natomiast z procesem usuwania produktów ubocznych aktywności neuronalnej, które gromadzą się w mózgu w czasie jego dziennej aktywności.
Cel snu nurtował badaczy i filozofów od tysiącleci. Chociaż najnowsze badania ukazują, że może on odgrywać istotną rolę w magazynowaniu i konsolidowaniu wspomnień, nie zawsze postrzegany był jako zjawisko pozytywne. W wielu sytuacjach może bowiem nieść ze sobą niebezpieczeństwo. Z punktu widzenia przetrwania, sen zagraża życiu – sprawia, że stworzenie może stać się celem ataku drapieżnika. Jaki więc sens ma zapadanie w sen?
Czym jest układ glimfatyczny?
W 2012 roku dr Nedergaard wraz ze współpracownikami odkrył nieznany dotąd system, który usuwa „odpady” z mózgu. W artykule, który ukazał się w magazynie „Science Translational Medicine”, nazwał go układem glimfatycznym, tłumacząc, że działa w sposób podobny do układu limfatycznego, jednak zarządzany jest przez komórki mózgu, nazywane komórkami glejowymi. System glimfatyczny oczyszcza organ z toksyn i produktów przemiany materii, które mogą być odpowiedzialne za choroby mózgu, takie jak choroba Alzheimera oraz inne zaburzenia neurologiczne.
W ramach badania, naukowcy przeprowadzili serię eksperymentów i odkryli, że układ glimfatyczny jest niemalże dziesięciokrotnie bardziej aktywny w czasie snu niż przebudzenia. Spostrzegli także, że uśpiony mózg pozbywa się znacznie większej ilości toksycznego białka – beta-amyloidu – które, w świetle wcześniejszych badań, przyczynia się do rozwoju choroby Alzheimera.
Beta-amyloid w rozwoju alzheimera
Badacze ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu w Stanford dowiedli, że fragment białka nazywany beta-amyloidem niszczy synapsy, a następnie przyczynia się do tworzenia blaszek, które prowadzą do śmierci komórek nerwowych. Utrata umożliwiających komunikację nerwową synaps oraz upośledzenie funkcji mózgowych, a w szczególności zdolności zapamiętywania, należą do kluczowych cech choroby Alzheimera.
Synapsy odpowiedzialne są za przechowywanie wspomnień, przetwarzanie myśli i emocji, a także planowanie i sterowanie ruchem ciała. Powiązanie ich destrukcji z beta-amyloidem rzuciło nowe światło na chorobę Alzheimera. Odkrycie pozwala sądzić, że rozwój zaburzeń neuronalnych rozpoczyna się na długo przed utworzeniem się płytek – zaznacza profesor biologii i neurobiologii oraz starsza autorka badania Carla Shatz.
Dlaczego sen jest tak ważny dla mózgu?
Jak podkreśla dr Nedergaard, mózg dysponuje ograniczoną ilością energii i musi wybrać, kiedy chce ją spożytkować – w czasie rozbudzenia i świadomości czy snu i oczyszczania. Sytuację tę można porównać do przyjęcia. Można albo zabawiać gości, albo sprzątać dom, ale nie można robić obu tych rzeczy naraz – dodaje specjalista.
Zespół badawczy poczynił dwa dodatkowe odkrycia. Po pierwsze, zauważył, że w czasie snu w mózgu zachodzą zmiany fizyczne, które usprawniają pracę układu glimfatycznego. Komórki mózgu kurczą się o 60%, a przestrzeń między nimi się zwiększa. W ten sposób toksyny mogą być w łatwiejszy sposób „wypłukiwane”. Po drugie, naukowcy dowiedli, że noradrenalina, czyli substancja chemiczna uwalniana w odpowiedzi na strach lub inne tego typu czynniki, w czasie snu jest mniej aktywna. Przypuszcza się więc, że neuroprzekaźnik ten może kontrolować rozrost i kurczenie się komórek mózgu w czasie cyklów snu i przebudzenia.
Zdaniem dr. Nedergaarda, wszystkie te spostrzeżenia są istotne z punktu widzenia terapii chorób takich jak alzheimer. Lepsze zrozumienie tego, kiedy i w jaki sposób mózg aktywuje układ glimfatyczny oraz usuwa produkty metaboliczne jest pierwszym i niezwykle ważnym krokiem w kierunku umożliwienia regulacji tego układu i uczynienia go jeszcze skuteczniejszym – podkreśla autor badania.