Влияние сна на детоксикацию мозга: новые исследования ученых

Каждый ли человек хорошо спит по ночам? Нет. А ведь это крайне важно. Всем известно, что достаточное количество сна является важной частью здоровой и активной жизни. Также хороший ночной сон помогает сохранять спокойствие в течение дня и повышает стрессоустойчивость. Кроме того, последние научные исследования показали, что полноценный сон важен для эффективного обучения и хорошей памяти.

Зачем еще человеку сон

Сон полезен не только для того, чтобы помочь человеку сосредоточиться на учебе, или для запоминания того, что было сделано вчера, но и для поддержания мозга в чистоте и порядке после тяжелой работы. Недавние исследования показали, что сон заставляет мозг выводить токсины, которые накапливаются во время бодрствования.

Как токсины выводятся из разных частей тела

В других частях человеческого тела за вывод накопленных токсинов отвечает сеть сосудов, известная как лимфатическая система. Эта система улавливает и выводит токсичные молекулы и другие отходы, которые накапливаются в теле в результате использования энергии.

Странно, однако, что мозг не содержит ни одного из этих сосудов. Это озадачивало ученых в течение многих лет, особенно потому, что мозг потребляет больше энергии, чем любой другой орган в организме. Как может мозг очищаться от отходов, если у него нет доступа к лимфатическим сосудам?

Как токсины выводятся из мозга

Только недавно группа ученых начала четко понимать стратегию детоксикации мозга. Исследователи из Университета Копенгагена и Университета Рочестера использовали инъецируемый краситель и микроскоп специального типа, чтобы проследить, как жидкость движется через мозг живой мыши.

Они обнаружили, что спинномозговая жидкость, та самая, которая находится в головном мозге, попадает в него в небольших пространствах, окружающих кровеносные артерии. Это пространство ограничено особым типом нейроглиальных клеток мозга, называемых астроцитами. Эти клетки проникают в кровеносные сосуды головного мозга и содержат белки, известные как аквапорины, которые позволяют спинномозговой жидкости проходить через ткани мозга. Когда жидкость течет, она собирает токсичные, неправильно свернутые белки и другие метаболические отходы, которые накапливаются в течение дня. Наконец, жидкость выводит эти токсины из мозговой ткани в кровеносные сосуды.

Поскольку эти глиальные клетки играют такую ​​важную роль, ученые назвали выводящую систему мозга глимфатической (где буква «Г» в начале слова обозначает "глиальный").

Всегда ли работает глимфатическая система

Еще более интересно, что эта нейронная система не всегда включена. Исследователи провели еще серию экспериментов, в которых показали, что глимфатическая система «открывается» во время сна. Они показали, что в то время, как мыши не спали, введенная им краска почти не текла через мозг. Однако, когда мыши спали или находились под наркозом, краситель быстро перемещался через ткани мозга, что позволяет предположить, что сон позволил увеличить поток спинномозговой жидкости через мозг.

Исследователи даже проверили это непосредственно, поместив электроды в мозг, чтобы измерить пространство между его клетками, когда мыши бодрствовали или спали. Они обнаружили, что из-за сна пространство увеличивается на 60%, что увеличивает объем и ускоряет приток жидкости. Авторы исследования предполагают, что 40-80% токсинов удаляются из ткани головного мозга посредством этого процесса очистки, обусловленного сном.

Зачем нужно удалять токсины из мозга

Удаление токсинов из мозга имеет решающее значение. Многие предыдущие исследования показали, что неправильно свернутые белки могут накапливаться в свободном пространстве. Считается, что накопление некоторых из этих белков приводит к развитию нейродегенерации. Важность сна в выведении этих токсинов подтверждается исследованиями, связывающими недостаток сна с болезнью Альцгеймера.

Одно исследование из Калифорнийского университета в Сан-Франциско показало, что люди, которые страдали от нарушения сна из-за проблем с дыханием, имели значительно более высокую вероятность развития умеренного когнитивного нарушения или деменции, чем люди со здоровым сном.

Как нарушения сна влияют на количество белка, связанного с болезнью Альцгеймера

Исследователи из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе пошли еще дальше, измерив концентрацию бета-амилоида - белка, связанного с болезнью Альцгеймера, в спинномозговой жидкости людей, лишенных сна.

Исследователи проверили 8 здоровых людей в возрасте от 30 до 60 лет, которые не страдали от каких-либо нарушений ночного сна. Участники эксперимента пребывали в трех различных условиях. Участникам из первой группы было разрешено иметь нормальный сон, в то время как испытуемые во второй группе были лишены сна. Третья группа участников проводила ночи в состоянии медикаментозного сна.

В каждой группе образцы спинномозговой жидкости брали на анализ каждые два часа для отслеживания любых изменений в концентрации бета-амилоида.

Исследователи обнаружили, что концентрация бета-амилоида была на 25-50 процентов выше у участников, которые были в группе лишения сна. Они также не видели каких-либо различий в бета-амилоиде между участниками, у которых был нормальный ночной сон, по сравнению с тему, у которых был сон, вызванный приемом лекарств.

Эти результаты предполагают, что хроническое недосыпание приводит к неизменно высокому уровню бета-амилоида, так как недостаток сна не позволяет команде так называемых уборщиков приходить ночью, чтобы вычистить мозг. Это может увеличить риск образования скоплений бета-амилоидов (известных как бляшки), которые являются отличительной чертой болезни Альцгеймера.

Итак, достаточно высыпаться - это так же важно для здоровья, как тренироваться и хорошо питаться. Это важно не только для поддержания высокой когнитивной функции, но и для выведения токсинов, которые накапливаются в течение всей жизни. Уже сегодня вечером стоит подумать о том, чтобы лечь спать немного раньше, и глимфатическая система будет рада выполнить свою очищающую функцию.