Во сне мы проводим от четверти до трети своей жизни, но пока мы отдыхаем, мозг продолжает работать, выполняя «техническое обслуживание». Известно, что сон важен для обучения и формирования памяти, но вы, возможно, слышали, что в это время мозг избавляется от метаболитов, накопившихся за время бодрствования.
Но как он их выводит из организма и происходит ли это лишь во время сна?
Мозговой аппарат удаления отходов известен как глимфатическая система, которая включает в себя сеть туннелей, окружающих кровеносные сосуды в мозге. Это аналог механизма удаления отходов из других тканей организма, называющийся лимфатической системой.
Туннели в глимфатической сети несут прозрачную водянистую субстанцию, называемую спинномозговой жидкостью (СМЖ), которая содержит питательные вещества и обеспечивает физическую амортизацию мозга. Из туннелей она попадает в пространство мозга, где смешивается с другой жидкостью, находящейся между активными клетками мозга.
Здесь СМЖ собирает отходы метаболизма, в том числе белки амилоид-бета, накопление которых в мозге вызывает болезнь Альцгеймера. Затем "грязная" жидкость вымывается из мозга через лимфатические сосуды, которые направляют её в лимфатическую систему для дальнейшей транспортировки.
Помимо удаления отходов, глимфатическая система участвует в транспортировке жиров, сахаров и химических мессенджеров в нервной системе, а также принятых лекарств.
Впервые эта система была обнаружена у мышей, но сканирование мозга показало, что есть она и у человека.
"Глимфатическая связь - это водопровод мозга", - говорит Джонатан Кипнис (Jonathan Kipnis), иммунолог из Вашингтонского университета в Сент-Луисе. Система зависит от звездчатых клеток, астроцитов, образующих связи с кровеносными сосудами. Водяные каналы в астроцитах позволяют СМЖ перетекать из одного места в другое.
Доктор Майкен Недергаард (Dr. Maiken Nedergaard), чья научная группа в Медицинском центре Рочестерского университета открыла глимфатическую систему в 2012 году, говорит, что участие астроцитов в этом важном процессе ее удивило. "Нейронаука всегда была ориентирована на нейроны, астроциты же считались клетками-домохозяйками, а здесь мы говорим, что они способны указывать мозгу, что делать".
Учёные открыли глимфатическую систему, поместив флуоресцентные молекулы в СМЖ мышей и проследив их движение. В результате аналогичных экспериментов они обнаружили, что этот поток связан со сном – у бодрствующих мышей он уменьшался почти на 95% по сравнению со спящими.
Поскольку мозг сосредоточен на обработке всей информации, получаемой во время бодрствования, он не может одновременно ещё и самоочищаться. "Этим объясняется наша биологическая потребность в сне", - отметила Недергаард.
Хотите первым узнавать о новых публикациях? Присоединяйтесь к нам в Телеграм!
Сон влияет на перемещение СМЖ по лабиринту миллиардов нейронов, посылая высокоэнергетические волны заряженных частиц через межклеточное пространство, что способствует её перемещению.
Тем не менее против теории стимуляции очищения мозга сном имеются возражения. Некоторые ученые обнаружили, что этот процесс происходит независимо от того, спит животное или бодрствует, экспериментальным путём показав, что изменение глимфатического потока не зависит от статуса сна или бодрствования.
Однако по словам Кипниса многие ученые сходятся во мнении, что наиболее эффективно очистка мозга проходит именно во сне.
Недергаард добавляет, что данных о том, как на самом деле из мозга удаляются метаболиты, пока недостаточно. "Рассматривается перемещение их из одной комнаты в другую, а не избавление от них".
Интересно: Влияет ли ежедневный приём поливитаминов на работу мозга и скорость его старения
Считается, что с возрастом глимфатическая система изнашивается и это способствует накоплению отходов и аномальных белков, что может привести к таким заболеваниям, как болезнь Альцгеймера. "Я думаю, что каждое заболевание, на которое влияет накопление метаболитов, зависит от работы глимфатической системы", - говорит Кипнис.
Недергаард согласна. Теоретически терапия, направленная на улучшение качества сна, может принести пользу людям с замедленным глиссадным потоком и притормозить прогрессирование нейродегенеративных заболеваний, отметила она.
Автор: Sneha Khedkar
Перевод: Виктор Трибунский
Источник
