Новые публикации
Cон очищает мозг от токсинов и метаболитов
Последняя редакция: 14.06.2024
Весь контент Web2Health проверяется медицинскими экспертами, чтобы обеспечить максимально возможную точность и соответствие фактам.
У нас есть строгие правила по выбору источников информации и мы ссылаемся только на авторитетные сайты, академические исследовательские институты и, по возможности, доказанные медицинские исследования. Обратите внимание, что цифры в скобках ([1], [2] и т. д.) являются интерактивными ссылками на такие исследования.
Если вы считаете, что какой-либо из наших материалов является неточным, устаревшим или иным образом сомнительным, выберите его и нажмите Ctrl + Enter.
Недавнее исследование, опубликованное в журнале Nature Neuroscience, показало, что очистка мозга снижается во время анестезии и сна.
Сон представляет собой состояние уязвимой неактивности. Учитывая риски этой уязвимости, предполагается, что сон может приносить некоторые преимущества. Было выдвинуто предположение, что сон очищает мозг от токсинов и метаболитов через глимфатическую систему. Это предположение имеет важные последствия; например, уменьшенная очистка от токсинов из-за хронически плохого сна может усугубить болезнь Альцгеймера.
Механизмы и анатомические пути, через которые токсины и метаболиты удаляются из мозга, остаются неясными. Согласно глимфатической гипотезе, основной поток жидкости, движимый гидростатическими градиентами давления от артериальных пульсаций, активно очищает мозг от солей во время фазы медленного сна. Кроме того, седативные дозы анестетиков усиливают очистку. Остается неизвестным, увеличивает ли сон очистку за счет увеличенного основного потока.
В данном исследовании ученые измерили движение жидкости и очистку мозга у мышей. Сначала был определен коэффициент диффузии флуоресцеина изотиоцианата (FITC)-декстрана, флуоресцентного красителя. FITC-декстран вводили в хвостатое ядро, и измеряли флуоресценцию в лобной коре.
Первые эксперименты включали ожидание устойчивого состояния, отбеливание красителя в небольшом объеме ткани и определение коэффициента диффузии по скорости движения необесцвеченного красителя в отбеленную зону. Методика была подтверждена путем измерения диффузии FITC-декстрана в агарозных гелях, имитирующих мозг, которые были модифицированы для приближения оптического поглощения и светорассеяния мозга.
Результаты показали, что коэффициент диффузии FITC-декстрана не отличается между состояниями анестезии и сна. Затем команда измерила очистку мозга в разных состояниях бодрствования. Они использовали небольшой объем флуоресцентного красителя AF488 у мышей, которым вводили физиологический раствор или анестетик. Этот краситель свободно перемещался в паренхиме и мог помочь точно количественно оценить очистку мозга. Были также проведены сравнения между состояниями бодрствования и сна.
На пике концентрации очистка составляла 70–80% у мышей, получивших физиологический раствор, что свидетельствует о том, что стандартные механизмы очистки не были нарушены. Однако при использовании анестетиков (пентобарбитал, дексмедетомидин и кетамин-ксилазин) наблюдалось значительное снижение очистки. Кроме того, очистка также была снижена у спящих мышей по сравнению с бодрствующими. Тем не менее, коэффициент диффузии не значительно отличался между состояниями анестезии и сна.
a. Через 3 или 5 часов после инъекции AF488 в CPu мозг был заморожен и нарезан криосекциями толщиной 60 мкм. Средняя интенсивность флуоресценции каждого среза была измерена с помощью флуоресцентной микроскопии; затем средние значения интенсивности групп из четырех срезов усреднялись.
b. Средняя интенсивность флуоресценции была преобразована в концентрацию с использованием калибровочных данных, представленных на Дополнительном Рисунке 1, и нанесена на график против переднезаднего расстояния от точки инъекции для состояний бодрствования (черный), сна (синий) и анестезии KET-XYL (красный). Вверху - данные через 3 часа. Внизу - данные через 5 часов. Линии представляют собой гауссовы аппроксимации данных, а конверты ошибок показывают 95% доверительные интервалы. Как через 3, так и через 5 часов концентрации при анестезии KET-XYL (P < 10⁻⁶ через 3 ч; P < 10⁻⁶ через 5 ч) и при сне (P = 0,0016 через 3 ч; P < 10⁻⁴ через 5 ч) были значительно выше, чем при бодрствовании (двусторонний ANOVA с коррекцией множественных сравнений Бонферрони–Холма).
c. Репрезентативные изображения срезов мозга на разном расстоянии (переднезаднее) от места инъекции AF488 через 3 часа (верхние три ряда) и через 5 часов (нижние три ряда). Каждый ряд представляет данные для трех состояний бодрствования (бодрствование, сон и анестезия KET-XYL).
Исследование показало, что очистка мозга снижается во время анестезии и сна, что противоречит предыдущим отчетам. Очистка может варьироваться в разных анатомических местах, но степень вариации может быть небольшой. Тем не менее, ингибирование очистки кетамин-ксилазином было значительным и независимо от места.
Николас П. Франкс, один из авторов исследования, заявил: "Поле исследований было так сосредоточено на идее очистки как одной из ключевых причин, почему мы спим, что нас очень удивили противоположные результаты".
Особенно важно отметить, что результаты касаются небольшого объема красителя, который свободно движется в внеклеточном пространстве. Более крупные молекулы могут демонстрировать другое поведение. Кроме того, точные механизмы воздействия сна и анестезии на очистку мозга остаются неясными; однако, эти выводы бросают вызов представлению о том, что основная функция сна заключается в очистке мозга от токсинов.