Действительно ли мозг во время сна избавляется от токсинов
15.06.2024
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.
Сон влияет на перемещение СМЖ по лабиринту миллиардов нейронов, посылая высокоэнергетические волны заряженных частиц через межклеточное пространство, что способствует её перемещению.
