Posted on

Sen czyści ci mózg

Dlaczego zwierzęta – w tym ludzie – śpią, skoro naraża je to na atak drapieżców? Czy sen to największa pomyłka ewolucji? Nie, to czas porządków – odkryli naukowcy

Nad rolą snu uczeni debatują od dawna. Wiadomo, że śpimy, by mieć wspomnienia, uczyć się i przyswajać informacje. To funkcje poznawcze. A czy są jakieś mechanizmy fizjologiczne? Tak, naukowcy z Centrum Medycznego Uniwersytetu w Rochester twierdzą, że właśnie je odkryli – sen jest po to, żeby wymyć z mózgu neurotoksyny, które zgromadziły się tam po całym dniu intensywnego myślenia.
Ich badania publikuje „Science”.Mózg ma czyściciela

Są pokłosiem sensacyjnego doniesienia z ubiegłego roku. Wtedy ten sam zespół badaczy odkrył, że mózg ma własny system samooczyszczania. To układ rurek otaczających naczynia krwionośne, który potrafi w szybkim tempie odprowadzać szkodliwe lub zbędne substancje. Wydaje się, że pełni w mózgu te same funkcje co układ limfatyczny w innych częściach ciała, dlatego Amerykanie nazwali go układem glimfatycznym.

– Pozbywanie się odpadów to kluczowa sprawa dla wszystkich narządów. Mózg też musi to robić. Jak? Nasze badanie pokazuje, że oczyszcza się w zorganizowany sposób i na większą skalę, niż dotąd sądzono – mówiła szefowa projektu dr Maiken Nedergaard.

Układ glimfatyczny jest oparty na komórkach glejowych, które odżywiają i utrzymują przy życiu neurony. Z wypustek „własnych ciał” tworzą one na zewnątrz tętnic i żył sieć rurek. Znajdują się w nich akwaporyny – integralne białka błonowe tworzące kanały, przez które przepływa płyn mózgowo-rdzeniowy. Jest on wpompowywany do mózgu pod ciśnieniem przez kanały otaczające tętnice, obmywa tkanki, a potem zbiera się w kanałach wokół żył i jest usuwany z mózgu.

To aktywny system, co oznacza, że jego działanie nie polega na powolnej dyfuzji, ale wymuszonym ciśnieniem przepływie płynu przez mózg.

Uczeni odkryli wtedy, że ponad połowa usuwanego z mózgu myszy beta-amyloidu (białka odpowiedzialnego za chorobę Alzheimera) znika właśnie za pośrednictwem układu glimfatycznego. Jeśli więc on szwankuje, może to prowadzić do chorób neurodegeneracyjnych.

Najlepiej się sprząta podczas snu

Z kolei badania opisane teraz w „Science” dowodzą, że układ glimfatyczny działa przede wszystkim wtedy, gdy śpimy.

Naukowcy badali myszy i okazało się, że układ ten jest dziesięć razy bardziej aktywny podczas snu zwierząt. Wtedy komórki glejowe kurczą się i zwiększają przestrzeń międzykomórkową o 60 proc.! Tworzą się „małe dziurki” w tkance mózgu, co pozwala na wnikanie większej ilości płynu mózgowo-rdzeniowego, który wymywa toksyny. Uczeni uważają, że właśnie niedokładne porządki mogą odgrywać rolę w zaburzeniach pracy mózgu. Dr Nedergaard: – To sprzątanie jest kluczowe do tego, żeby człowiek w ogóle utrzymał się przy życiu. Wygląda też na to, że program czyszczący jest niemożliwy do uruchomienia w stanie czuwania. Dlaczego? Przypuszczalnie mózg traci dużo energii podczas pompowania płynu przez swoje tkanki i nie miałby dostatecznej mocy, by jednocześnie przetwarzać informacje z otoczenia, które spływają podczas czuwania. Słowem, albo sprzątamy, albo podejmujemy ważnych gości. Jedno wyklucza drugie.

Czy będą z tego terapie na demencję?

Jednym z takich śmieci „do wymiecenia” z mózgu są białka beta-amyloidu. Naukowcy badali, co się z nimi dzieje. Oznakowali je znacznikiem fluorescencyjnym i obserwowali jego wędrówkę. Okazało się, że podczas snu myszy były one wymywane dwa razy szybciej niż podczas czuwania.

Ten wniosek zdaje się potwierdzać też inne badanie, które przeprowadził Adam Spira z Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health w Baltimore. Dowiódł on, że brak snu może predysponować do rozwoju alzheimera, bo im mniej śpisz oraz im ten sen jest gorszej jakości, tym więcej beta-amyloidu gromadzi się w mózgu.

Jednak nie jest wciąż jasne, jak dalece zwiększa to ryzyko zachorowania na demencję. Wszak niektórzy mają sporo beta-amyloidu w neuronach, a nie wykazują objawów choroby.

Dlaczego uczeni tak długo nie wiedzieli o tak ważnej strukturze mózgu, jaką jest układ glimfatyczny? Bo można go obserwować tylko w żywym mózgu, a to nie było możliwe, dopóki nie rozwinęły się nowoczesne technologie obrazowania – w tym wypadku dwufotonowa mikroskopia.

Procesem sprzątania prawdopodobnie zawiaduje hormon – noradrenalina. To główny włącznik sterujący kurczeniem się i rozszerzaniem komórek glejowych. Uczeni mają nadzieję, że zwiększenie aktywności układu glimfatycznego pozwoli ograniczyć wzrost złogów beta-amyloidu, a nawet oczyścić mózg z już istniejących. Chcą też zbadać, jakie produkty przemiany materii kumulują się w ciągu dnia w głowie, zwiększając ryzyko napadów padaczkowych czy migreny.

Cały tekst: http://wyborcza.pl/1,75400,14825823,Sen_czysci_ci_mozg.html#ixzz3VUM6mdiz

Margit Kossobudzka

23.10.2013 07:00
Artykuł otwarty w ramach bezpłatnego limitu prenumeraty cyfrowej