Распространенные снотворные могут нарушить систему очистки мозга от отходов, связанных с болезнью Альцгеймера
Хороший ночной сон является важнейшей частью нашего ежедневного биологического цикла и связан с улучшением работы мозга, более сильной иммунной системой и более здоровым сердцем. Напротив, такие нарушения сна, как бессонница и апноэ во сне, могут существенно повлиять на здоровье и качество жизни. Плохой сон часто предшествует началу нейродегенеративных заболеваний и является предиктором раннего слабоумия.
Исследование, опубликованное в журнале Cell , впервые описывает тесно синхронизированные колебания в нейромедиаторе норадреналине , мозговой крови и спинномозговой жидкости (СМЖ), которые объединяются во время медленного сна (не-БДГ) у мышей.
Эти колебания питают глимфатическую систему — сеть, охватывающую весь мозг и отвечающую за удаление белковых отходов, включая амилоид и тау, связанных с нейродегенеративными заболеваниями.
«Когда мозг переходит от бодрствования ко сну, обработка внешней информации снижается, в то время как такие процессы, как глимфатическое удаление продуктов жизнедеятельности, активизируются», — говорит Майкен Недергаард, доктор медицинских наук, содиректор Центра трансляционной нейромедицины Рочестерского университета и ведущий автор исследования.
« Целью данного исследования было лучше понять, что движет глимфатическим потоком во время сна, и выводы этого исследования имеют широкое значение для понимания компонентов восстановительного сна».
Исследование также содержит предупреждение для людей, которые используют часто назначаемое снотворное золпидем. Препарат подавляет глимфатическую систему, потенциально создавая условия для неврологических расстройств, таких как болезнь Альцгеймера, которые являются результатом токсического накопления белков в мозге.
«Недостающее звено» в глимфатической системе
Исследование, проведенное группой ученых из Университета Рочестера и Университета Копенгагена, использовало оптическую технику, называемую проточной волоконной фотометрией, в сочетании с мониторами электроэнцефалограммы и электромиографии.
В отличие от предыдущих методов исследования, при которых мыши были обездвижены и для стимуляции сна использовалась анестезия, новый подход позволил исследователям регистрировать активность мозга в течение длительных непрерывных периодов бодрствования и сна, при этом мышам разрешалось свободно двигаться во время записи.
Исследование подчеркивает важную роль норадреналина — нейромедиатора, связанного с возбуждением, вниманием и реакцией организма на стресс.
Команда наблюдала, что медленные синхронизированные волны норадреналина, мозгового объема крови и потока спинномозговой жидкости характеризуют небыстрый сон. Норадреналин запускает «микровозбуждения», вызывая вазомоторику, ритмичное сужение кровеносных сосудов, независимое от сердцебиения. Это колебание, в свою очередь, генерирует насосное действие, необходимое для перемещения спинномозговой жидкости в глимфатической системе во время сна.
«Эти результаты в сочетании с тем, что мы знаем о глимфатической системе, рисуют полную картину динамики внутри мозга, а эти медленные волны, микровозбуждения и норадреналин были недостающим звеном», — сказала Натали Хауглунд, доктор философии, первый автор исследования и в настоящее время научный сотрудник Оксфордского университета.
Скрытые риски, связанные с приемом снотворных
Исследование также изучало, воспроизводят ли снотворные естественные колебания, необходимые для глимфатической функции. Команда сосредоточилась на золпидеме, седативном средстве, продаваемом под названием Ambien, которое часто назначают для лечения бессонницы.
Хотя золпидем эффективно вызывал сон у мышей, он также подавлял колебания норадреналина, нарушая работу глимфатической системы и затрудняя процессы очистки мозга от отходов, что вызывает опасения относительно его длительного применения.
Теперь у ученых есть новый инструмент и потенциальная цель для улучшения сна. «Исследование обеспечивает механистическую связь между динамикой норадреналина, сосудистой активностью и глимфатическим клиренсом, продвигая понимание восстановительных функций сна», — сказал Недергаард.
«Это также привлекает внимание к потенциально пагубному влиянию некоторых фармакологических снотворных на здоровье мозга, подчеркивая необходимость сохранения естественной архитектуры сна для оптимальной работы мозга».