Как сон помогает мозгу избавиться от отходов и токсинов
С возрастом у большинства людей качество сна ухудшается – он становится прерывистым и поверхностным. Пожилые люди часто мучаются бессонницей и чутко реагируют на любые раздражители, что впоследствии отражается на их когнитивных способностях. Новое исследование, опубликованное в журнале Science Advances, раскрывает связь между старением, недосыпанием и повышенным риском болезни Альцгеймера. Как отмечают ученые, глубина сна может влиять на способность нашего мозга эффективно избавляться от отходов и токсичных белков. «Сон имеет решающее значение для функционирования системы удаления отходов мозга, и эта наша работа показывает, что чем глубже сон, тем лучше, - рассказывает ведущий автор исследования, доктор Майкен Недергаард из Медицинского центра Университета Рочестера (США). – Полученные данные стали еще одним доказательством того, что качество и количество сна может быть связано с риском болезни Альцгеймера и деменции». Спокойная и устойчивая активность мозга, сердца и легких, характерные для медленной фазы глубокого сна, создают оптимальные условия для работы глимфатической системы - уникального мозгового процесса избавления от отходов, отмечается в исследовании. Впервые глимфатическая система была описана Майкен Недергаард и ее коллегами в 2012 году. До этого не было до конца ясно, как мозг, который поддерживает свою замкнутую экосистему, удаляет отходы. В ходе исследования была обнаружена своего рода «сантехническая» система, которая перекачивает спинномозговую жидкость по специфическим каналам вдоль кровеносных артерий и сосудов. Она омывает ткани головного мозга, попадает в кровоток и в конце концов через лимфатические протоки избавляет мозг от отходов. Работает глимфатическая система, в основном, когда мы спим. Поскольку накопление в нейронах таких токсичных белков, как бета-амилоид и тау-белок, может привести к развитию болезни Альцгеймера, исследователи предположили, что сбои в работе глимфатической системы из-за нарушения сна могут стать пусковым механизмом этого заболевания. Это согласуется с клиническими наблюдениями, которые показывают связь между недосыпанием и повышенным риском развития болезни Альцгеймера. В ходе текущего исследования ученые провели эксперименты на мышах, которых подвергли шести различным способам анестезии. Пока животные находились под наркозом, исследователи отслеживали электрическую активность их мозга, сердечно-сосудистую активность и работу очищающего потока спинномозговой жидкости. Ученые заметили, что комбинация таких лекарств, как кетамин и ксилазин (К/Х), наиболее точно повторяла медленную и устойчивую электрическую активность в мозге и медленную частоту сердечных сокращений, характерных для глубокого сна небыстрой фазы. Кроме того, электрическая активность в мозге мышей, которым вводили К/Х, оказалась оптимальной для функционирования глимфатической системы. Как отмечают эксперты, исследование поднимает несколько важных клинических вопросов. Оно еще раз указало на связь между качеством сна, старением и болезнью Альцгеймера. Известно, что с возрастом становится все труднее достигать глубокого сна медленной фазы, а данная работа подтверждает его важность для очищения мозга от отходов и токсинов. Кроме того, поскольку некоторые из соединений, использованных в экспериментах, были аналогичны анестетикам, применяемым в клинических условиях, исследование также проливает свет на природу когнитивных проблем, с которыми часто сталкиваются пожилые пациенты после перенесенных операций, и предлагает классы препаратов, которые можно использовать, чтобы избежать этого явления. Например, у подопытных мышей, которым вводили анестетики, не вызывающие медленной активности мозга, наблюдалось снижение деятельности глимфатической системы. «Когнитивные нарушения после анестезии и хирургических операций являются серьезной проблемой, - отмечает датский ученый Туомас Лилиус из Центра трансляционной нейромедицины при Университете Копенгагена. Значительный процент пожилых пациентов, перенесших хирургические вмешательства, переживает делирий (психическое расстройство. – Прим. перев.) в послеоперационный период. Кроме того, у них ухудшаются или появляются новые формы нарушений мозговой деятельности». Исследователи считают, что полученные ими результаты помогут понять, как избежать ухудшения когнитивных способностей у пожилых людей, подвергшихся действию анестезии, а также продвинуться в понимании причин и лечения возрастных нейродегенеративных заболеваний головного мозга.
