Ο ύπνος καθαρίζει τον εγκέφαλο από τις τοξίνες και τους μεταβολίτες
Τελευταία επισκόπηση: 14.06.2024
Όλα τα περιεχόμενα του iLive ελέγχονται ιατρικά ή ελέγχονται για να διασφαλιστεί η όσο το δυνατόν ακριβέστερη ακρίβεια.
Έχουμε αυστηρές κατευθυντήριες γραμμές προμήθειας και συνδέουμε μόνο με αξιόπιστους δικτυακούς τόπους πολυμέσων, ακαδημαϊκά ερευνητικά ιδρύματα και, όπου είναι δυνατόν, ιατρικά επισκοπικά μελέτες. Σημειώστε ότι οι αριθμοί στις παρενθέσεις ([1], [2], κλπ.) Είναι σύνδεσμοι με τις οποίες μπορείτε να κάνετε κλικ σε αυτές τις μελέτες.
Εάν πιστεύετε ότι κάποιο από το περιεχόμενό μας είναι ανακριβές, παρωχημένο ή αμφισβητήσιμο, παρακαλώ επιλέξτε το και πατήστε Ctrl + Enter.
Μια πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Nature Neuroscience διαπίστωσε ότι η κάθαρση του εγκεφάλου μειώνεται κατά τη διάρκεια της αναισθησίας και του ύπνου.
Ο ύπνος είναι μια κατάσταση ευάλωτης αδράνειας. Δεδομένων των κινδύνων αυτής της ευπάθειας, προτείνεται ότι ο ύπνος μπορεί να προσφέρει κάποια οφέλη. Έχει διατυπωθεί η υπόθεση ότι ο ύπνος καθαρίζει τον εγκέφαλο από τοξίνες και μεταβολίτες μέσω του γλυμφικού συστήματος. Αυτή η υπόθεση έχει σημαντικές επιπτώσεις. Για παράδειγμα, η μειωμένη αποτοξίνωση λόγω χρόνιας ανεπαρκούς ύπνου μπορεί να επιδεινώσει το Alzheimer.
Οι μηχανισμοί και οι ανατομικές οδοί μέσω των οποίων οι τοξίνες και οι μεταβολίτες απομακρύνονται από τον εγκέφαλο παραμένουν ασαφείς. Σύμφωνα με τη γλυμφατική υπόθεση, η ροή του βασικού υγρού, που καθοδηγείται από διαβαθμίσεις υδροστατικής πίεσης από αρτηριακούς παλμούς, καθαρίζει ενεργά τα άλατα από τον εγκέφαλο κατά τη διάρκεια του ύπνου βραδέων κυμάτων. Επιπλέον, οι ηρεμιστικές δόσεις αναισθητικών ενισχύουν την κάθαρση. Παραμένει άγνωστο εάν ο ύπνος αυξάνει την κάθαρση μέσω της αυξημένης βασικής ροής.
Σε αυτήν τη μελέτη, οι επιστήμονες μέτρησαν την κίνηση του υγρού και την κάθαρση του εγκεφάλου σε ποντίκια. Αρχικά, προσδιορίστηκε ο συντελεστής διάχυσης της ισοθειοκυανικής φλουορεσκεΐνης (FITC)-δεξτράνης, μιας φθορίζουσας χρωστικής. Η FITC-δεξτράνη εγχύθηκε στον κερκοφόρο πυρήνα και μετρήθηκε ο φθορισμός στον μετωπιαίο φλοιό.
Τα πρώτα πειράματα περιελάμβαναν την αναμονή για μια σταθερή κατάσταση, τη λεύκανση της βαφής σε μικρό όγκο υφάσματος και τον προσδιορισμό του συντελεστή διάχυσης από την ταχύτητα κίνησης της μη λευκασμένης βαφής στη λευκασμένη περιοχή. Η τεχνική επικυρώθηκε με τη μέτρηση της διάχυσης της FITC-δεξτράνης σε πηκτώματα αγαρόζης που μιμούνται τον εγκέφαλο, τα οποία τροποποιήθηκαν για να προσεγγίσουν την οπτική απορρόφηση και τη σκέδαση φωτός του εγκεφάλου.
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ο συντελεστής διάχυσης της FITC-δεξτράνης δεν διέφερε μεταξύ των καταστάσεων αναισθησίας και ύπνου. Στη συνέχεια, η ομάδα μέτρησε την κάθαρση του εγκεφάλου σε διαφορετικές καταστάσεις εγρήγορσης. Χρησιμοποίησαν έναν μικρό όγκο της φθορίζουσας χρωστικής AF488 σε ποντίκια στα οποία έγινε ένεση με φυσιολογικό ορό ή αναισθητικό. Αυτή η βαφή κινούνταν ελεύθερα στο παρέγχυμα και θα μπορούσε να βοηθήσει στον ακριβή ποσοτικό προσδιορισμό της κάθαρσης του εγκεφάλου. Έγιναν επίσης συγκρίσεις μεταξύ των καταστάσεων εγρήγορσης και ύπνου.
Στις μέγιστες συγκεντρώσεις, η κάθαρση ήταν 70–80% σε ποντίκια που έλαβαν αλατούχο διάλυμα, υποδεικνύοντας ότι οι μηχανισμοί φυσιολογικής κάθαρσης δεν είχαν επηρεαστεί. Ωστόσο, παρατηρήθηκαν σημαντικές μειώσεις στην κάθαρση όταν χρησιμοποιήθηκαν αναισθητικοί παράγοντες (πεντοβαρβιτάλη, δεξμεντετομιδίνη και κεταμίνη-ξυλαζίνη). Επιπλέον, η κάθαρση μειώθηκε επίσης στα ποντίκια που κοιμόντουσαν σε σύγκριση με τα ξύπνια ποντίκια. Ωστόσο, ο συντελεστής διάχυσης δεν διέφερε σημαντικά μεταξύ της αναισθησίας και των συνθηκών ύπνου.
Α. 3 ή 5 ώρες μετά την ένεση του AF488 σε CPu, οι εγκέφαλοι καταψύχθηκαν και κρυοτομήθηκαν σε τμήματα πάχους 60 μm. Η μέση ένταση φθορισμού κάθε τμήματος μετρήθηκε χρησιμοποιώντας μικροσκοπία φθορισμού. Στη συνέχεια υπολογίστηκαν οι μέσες τιμές έντασης των ομάδων των τεσσάρων φετών.
Β. Η μέση ένταση φθορισμού μετατράπηκε σε συγκέντρωση χρησιμοποιώντας τα δεδομένα βαθμονόμησης που παρουσιάζονται στο Συμπληρωματικό Σχήμα 1 και σχεδιάστηκε ως προς την προσθοπίσθια απόσταση από το σημείο έγχυσης για τις καταστάσεις εγρήγορσης (μαύρο), ύπνου (μπλε) και αναισθησίας KET-XYL (κόκκινο). Πάνω - δεδομένα μετά από 3 ώρες. Παρακάτω - δεδομένα μετά από 5 ώρες. Οι γραμμές αντιπροσωπεύουν Gaussian προσαρμογές στα δεδομένα και οι φάκελοι σφαλμάτων υποδεικνύουν διαστήματα εμπιστοσύνης 95%. Συγκεντρώσεις 3 και 5 ωρών κατά τη διάρκεια της αναισθησίας KET-XYL (P
Γ. Αντιπροσωπευτικές εικόνες τμημάτων του εγκεφάλου σε διαφορετικές αποστάσεις (προσθιο-οπίσθια) από το σημείο της ένεσης AF488 σε 3 ώρες (τρεις πάνω σειρές) και 5 ώρες (τρεις κάτω σειρές). Κάθε σειρά αντιπροσωπεύει δεδομένα για τρεις καταστάσεις εγρήγορσης (αφύπνιση, ύπνος και αναισθησία KET-XYL).
Η μελέτη διαπίστωσε ότι η κάθαρση του εγκεφάλου μειώθηκε κατά τη διάρκεια της αναισθησίας και του ύπνου, σε αντίθεση με προηγούμενες αναφορές. Η κάθαρση μπορεί να διαφέρει μεταξύ των διαφορετικών ανατομικών σημείων, αλλά ο βαθμός διακύμανσης μπορεί να είναι μικρός. Ωστόσο, η αναστολή της κάθαρσης από την κεταμίνη-ξυλαζίνη ήταν σημαντική και ανεξάρτητη από τη θέση.
Ο Nicholas P. Franks, ένας από τους συγγραφείς της μελέτης, δήλωσε: "Το ερευνητικό πεδίο έχει επικεντρωθεί τόσο στην ιδέα της κάθαρσης ως έναν από τους βασικούς λόγους για τους οποίους κοιμόμαστε, που μας εξέπληξαν πολύ τα αντίθετα αποτελέσματα."
Είναι ιδιαίτερα σημαντικό να σημειωθεί ότι τα αποτελέσματα αφορούν έναν μικρό όγκο βαφής που κινείται ελεύθερα στον εξωκυτταρικό χώρο. Τα μεγαλύτερα μόρια μπορεί να παρουσιάζουν διαφορετική συμπεριφορά. Επιπλέον, οι ακριβείς μηχανισμοί με τους οποίους ο ύπνος και η αναισθησία επηρεάζουν την κάθαρση του εγκεφάλου παραμένουν ασαφείς. Ωστόσο, αυτά τα ευρήματα αμφισβητούν την ιδέα ότι η κύρια λειτουργία του ύπνου είναι να καθαρίζει τον εγκέφαλο από τις τοξίνες.