Pelių tyrimas atskleidžia, kaip smegenys miego metu išneša šiukšles

Naujas pelių tyrimas suteikia naują prasmę senam posakiui, kad geras miegas išvalo protą.

Ročesterio universiteto medicinos centro mokslininkai nustatė, kad neseniai atrasta sistema, kuri išplauna atliekas iš smegenų, pirmiausia veikia miegant.

"Šis tyrimas rodo, kad miegant ir pabudus smegenys turi skirtingas funkcines būsenas", - sakė MD Maiken Nedergaard, D. M., Ročesterio universiteto medicinos centro transliacinės neuromedicinos centro direktorė ir tyrimo pagrindinė autorė.

"Tiesą sakant, atkuriamasis miego pobūdis yra aktyvaus nervinio aktyvumo šalutinių produktų, kaupiamų budrumo metu, šalinimo rezultatas."

Tyrimas, paskelbtas žurnale Mokslas, atskleidžia, kad unikalus smegenų atliekų šalinimo metodas, žinomas kaip glimfatinė sistema, yra labai aktyvus miegant, šalinant toksinus, atsakingus už Alzheimerio ligą ir kitus neurologinius sutrikimus.

Tyrėjai taip pat nustatė, kad miegant smegenų ląstelės sumažėja, todėl atliekos gali būti efektyviau pašalinamos.

Naujos išvados yra praėjusių metų Nedergaardo ir jos kolegų atradimo dėl anksčiau nežinomos atliekų išvežimo sistemos, būdingos tik smegenims, rezultatas.

Tyrėja pažymėjo, kad sistema, atsakinga už ląstelių atliekų šalinimą likusiame kūne, limfinėje sistemoje, neišplinta iki smegenų. Taip yra todėl, kad smegenys išlaiko savo uždarą „ekosistemą“ ir jas saugo sudėtinga molekulinių vartų sistema, vadinama kraujo ir smegenų barjeru, kuri kontroliuoja tai, kas patenka į smegenis ir išeina iš jos.

Naudodami naujas vaizdo technologijas, būtent dviejų nuotraukų mikroskopiją, mokslininkai pelėms, kurių smegenys nepaprastai panašios į žmones, galėjo pastebėti, kas yra santechnikos sistema. Jis pumpuoja smegenų nugaros smegenų skystį (CSF) per smegenų audinį, išpildamas atliekas atgal į kraujotakos sistemą, kur galų gale patenka į bendrą kraujotakos sistemą ir galiausiai į kepenis.

Būtina laiku pašalinti atliekas iš smegenų, kur nepatikrintas toksiškų baltymų, tokių kaip amiloidas beta, kaupimasis gali sukelti Alzheimerio ligą, paaiškina mokslininkai. Iš tikrųjų beveik kiekviena neurodegeneracinė liga yra susijusi su ląstelių atliekų kaupimu, priduria mokslininkai.

Vienas iš užuominų, kad miegant glimfatinė sistema gali būti aktyvesnė, buvo tai, kad smegenų suvartojamos energijos kiekis dramatiškai nemažėja, kol mes miegame, aiškina mokslininkai. Kadangi pumpuojant CSF reikia daug energijos, mokslininkai spėjo, kad valymo procesas gali būti nesuderinamas su funkcijomis, kurias turi atlikti smegenys, kai mes budime ir aktyviai apdorojame informaciją.

Atlikdami eksperimentų su pelėmis seriją, mokslininkai pastebėjo, kad miegant glimfatinė sistema buvo beveik 10 kartų aktyvesnė - ir miegančios smegenys pašalino žymiai daugiau amiloido-beta.

„Smegenys turi tik ribotą energiją ir atrodo, kad jos turi rinktis iš dviejų skirtingų funkcinių būsenų - budros ir sąmoningos, arba miegančios ir valomos“, - sakė Nedergaard.

„Galima pagalvoti apie tai, kaip surengti vakarėlį namuose. Galite arba linksminti svečius, arba tvarkyti namus, bet iš tikrųjų negalite padaryti abiejų tuo pačiu metu “.

Kita tyrėjus nustebinusi išvada buvo ta, kad miego metu smegenų ląstelės „susitraukia“ 60 proc. Pasak jų, šis susitraukimas sukuria daugiau vietos tarp ląstelių ir leidžia CSF laisviau plauti smegenų audinius.

Mokslininkai teigė taip pat pastebėję, kad miego metu hormonas, vadinamas noradrenalinu, yra mažiau aktyvus. Žinoma, kad šis neuromediatorius išsiskiria protrūkiais, kai smegenys turi tapti budrios, paprastai reaguodamos į baimę ar kitą išorinį dirgiklį.

Tyrėjai spėja, kad noradrenalinas gali būti „pagrindinis reguliatorius“, kontroliuojantis smegenų ląstelių susitraukimą ir išsiplėtimą miego ir pabudimo ciklų metu.

"Šios išvados turi reikšmingą poveikį gydant" nešvarių smegenų "ligas, tokias kaip Alzheimerio liga", - sakė Nedergaardas.

„Suprasti, kaip ir kada smegenys suaktyvina glimfatinę sistemą ir išvalo atliekas, yra svarbus pirmasis žingsnis siekiant potencialiai moduliuoti šią sistemą ir priversti ją veikti efektyviau“.

Šaltinis: Ročesterio universiteto medicinos centras