Nowe publikacje
Sen oczyszcza mózg z toksyn i metabolitów
Ostatnia recenzja: 02.07.2025
Cała zawartość iLive jest sprawdzana medycznie lub sprawdzana pod względem faktycznym, aby zapewnić jak największą dokładność faktyczną.
Mamy ścisłe wytyczne dotyczące pozyskiwania i tylko linki do renomowanych serwisów medialnych, akademickich instytucji badawczych i, o ile to możliwe, recenzowanych badań medycznych. Zauważ, że liczby w nawiasach ([1], [2] itd.) Są linkami do tych badań, które można kliknąć.
Jeśli uważasz, że któraś z naszych treści jest niedokładna, nieaktualna lub w inny sposób wątpliwa, wybierz ją i naciśnij Ctrl + Enter.
Najnowsze badanie opublikowane w czasopiśmie Nature Neuroscience wykazało, że podczas znieczulenia i snu następuje zmniejszone oczyszczanie mózgu.
Sen jest stanem bezbronnej bezczynności. Biorąc pod uwagę ryzyko tej bezbronności, zasugerowano, że sen może przynosić pewne korzyści. Zasugerowano, że sen oczyszcza mózg z toksyn i metabolitów za pośrednictwem układu glimfatycznego. Ta sugestia ma ważne implikacje; na przykład zmniejszone oczyszczanie toksyn z powodu chronicznego złego snu może pogorszyć chorobę Alzheimera.
Mechanizmy i anatomiczne ścieżki, za pomocą których toksyny i metabolity są usuwane z mózgu, pozostają niejasne. Zgodnie z hipotezą glimfatyczną, podstawowy przepływ płynu, napędzany gradientami ciśnienia hydrostatycznego z tętnienia tętniczego, aktywnie usuwa sole z mózgu podczas snu wolnofalowego. Ponadto uspokajające dawki środków znieczulających zwiększają usuwanie. Nie wiadomo, czy sen zwiększa usuwanie poprzez zwiększony podstawowy przepływ.
W tym badaniu naukowcy zmierzyli ruch płynu i oczyszczanie mózgu u myszy. Najpierw określili współczynnik dyfuzji izotiocyjanianu fluoresceiny (FITC)-dekstranu, barwnika fluorescencyjnego. FITC-dekstran wstrzyknięto do jądra ogoniastego, a fluorescencję zmierzono w korze czołowej.
Początkowe eksperymenty obejmowały oczekiwanie na stan ustalony, wybielanie barwnika w małej objętości tkanki i określanie współczynnika dyfuzji poprzez pomiar szybkości przemieszczania się niebielonego barwnika do wybielonego obszaru. Technikę tę potwierdzono poprzez pomiar dyfuzji FITC-dekstranu w żelach agarozowych symulujących mózg, które zmodyfikowano w celu przybliżenia absorpcji optycznej i rozpraszania światła mózgu.
Wyniki wykazały, że współczynnik dyfuzji FITC-dekstranu nie różnił się między stanami znieczulenia i snu. Następnie zespół zmierzył oczyszczenie mózgu w różnych stanach czuwania. Użyli małej objętości barwnika fluorescencyjnego AF488 u myszy, którym wstrzyknięto sól fizjologiczną lub środek znieczulający. Barwnik ten poruszał się swobodnie w miąższu i mógł pomóc w dokładnym określeniu oczyszczenia mózgu. Dokonano również porównań między stanem czuwania i snu.
W szczytowych stężeniach klirens wynosił 70–80% u myszy leczonych solą fizjologiczną, co wskazuje, że normalne mechanizmy klirensu nie zostały zaburzone. Jednakże klirens był znacząco zmniejszony, gdy stosowano środki znieczulające (pentobarbital, deksmedetomidyna i ketamina-ksylazyna). Ponadto klirens był również zmniejszony u śpiących myszy w porównaniu z myszami czuwającymi. Jednakże współczynnik dyfuzji nie różnił się znacząco między stanem znieczulenia i snu.
A. Trzy lub pięć godzin po wstrzyknięciu AF488 do CPu mózgi zamrożono i pocięto na krioskrawki o grubości 60 μm. Średnią intensywność fluorescencji każdej sekcji mierzono za pomocą mikroskopii fluorescencyjnej; średnie intensywności grup czterech sekcji uśredniono.
B. Średnią intensywność fluorescencji przeliczono na stężenie przy użyciu danych kalibracyjnych przedstawionych na rysunku uzupełniającym 1 i naniesiono na wykres w funkcji odległości przednio-tylnej od punktu wstrzyknięcia dla stanów czuwania (czarny), snu (niebieski) i znieczulenia KET-XYL (czerwony). Na górze znajdują się dane po 3 godzinach. Na dole znajdują się dane po 5 godzinach. Linie przedstawiają dopasowania Gaussa do danych, a paski błędów pokazują 95% przedziały ufności. Zarówno po 3, jak i 5 godzinach stężenia KET-XYL podczas znieczulenia (P < 10⁻⁶ po 3 godzinach; P < 10⁻⁶ po 5 godzinach) i snu (P = 0,0016 po 3 godzinach; P < 10⁻⁴ po 5 godzinach) były istotnie wyższe niż podczas czuwania (dwukierunkowa analiza wariancji z poprawką wielokrotnych porównań Bonferroniego–Holma).
C. Obrazy reprezentatywne przekrojów mózgu w różnych odległościach (przednio-tylnych) od miejsca wstrzyknięcia AF488 po 3 godzinach (trzy górne rzędy) i po 5 godzinach (trzy dolne rzędy). Każdy rząd przedstawia dane dla trzech stanów czuwania (czuwanie, sen i znieczulenie KET-XYL).
Badanie wykazało, że klirens mózgu był zmniejszony podczas znieczulenia i snu, co przeczy wcześniejszym doniesieniom. Klirens może się różnić w różnych miejscach anatomicznych, ale stopień zmienności może być niewielki. Jednak hamowanie klirensu przez ketaminę-ksylazynę było znaczące i niezależne od miejsca.
Nicholas P. Franks, jeden z autorów badania, powiedział: „Środowisko badawcze było tak skoncentrowane na idei sprzątania jako jednego z głównych powodów, dla których śpimy, że byliśmy bardzo zaskoczeni przeciwnymi wynikami”.
Szczególnie ważne jest zauważenie, że wyniki dotyczą małej objętości barwnika, który swobodnie porusza się w przestrzeni pozakomórkowej. Większe cząsteczki mogą wykazywać inne zachowanie. Ponadto dokładne mechanizmy, za pomocą których sen i znieczulenie wpływają na oczyszczanie mózgu, pozostają niejasne; jednak te odkrycia podważają pogląd, że podstawową funkcją snu jest oczyszczanie mózgu z toksyn.