Az egérkutatásból kiderül, hogy az agy hogyan veszi ki a szemetet alvás közben

Egy új egérvizsgálat új értelmet ad a régi mondásnak, miszerint a jó éjszakai alvás megtisztítja az elmét.

A Rochesteri Egyetem Orvosi Központjának kutatói azt találták, hogy egy nemrégiben felfedezett rendszer, amely öblíti ki az agy hulladékát, elsősorban alvás közben aktív.

"Ez a tanulmány azt mutatja, hogy az agynak különböző funkcionális állapota van alváskor és ébrenlétkor" - mondta Maiken Nedergaard, M.D., D.M.Sc., a Rochesteri Egyetem Orvosi Központjának Translational Neuromedicina Központjának társelnöke és a tanulmány vezető szerzője.

"Valójában az alvás helyreállító jellege az ébrenlét során felhalmozódó idegi tevékenység melléktermékeinek aktív eltávolításának eredménye.

A folyóiratban megjelent tanulmány Tudomány, feltárja, hogy az agy egyedülálló hulladékeltávolítási módszere - amelyet a glimfatikus rendszer néven ismertek - alvás közben nagyon aktív, eltávolítja az Alzheimer-kórért és más neurológiai rendellenességekért felelős toxinokat.

A kutatók azt is megállapították, hogy alvás közben az agy sejtjeinek mérete csökken, ami lehetővé teszi a hulladék hatékonyabb eltávolítását.

Az új eredmények annak a eredménye, hogy Nedergaard és kollégái tavaly felfedezték a hulladék eltávolításának eddig ismeretlen, az agyra jellemző rendszerét.

A sejt többi hulladékának a test többi részébe történő elhelyezéséért felelős rendszer, a nyirokrendszer, nem terjed ki az agyra - jegyezte meg a kutató. Ennek oka, hogy az agy fenntartja saját zárt „ökoszisztémáját”, és egy komplex molekuláris átjárók rendszere védi - a vér-agy gát néven ismert -, amely szabályozza, hogy mi jut be az agyba és kilép.

Új képalkotó technológiák, nevezetesen kétfotós mikroszkóp segítségével a tudósok egereknél - akiknek agya figyelemre méltóan hasonlít az emberekhez - megfigyelhették, hogy mi felel meg a vízvezeték rendszernek. Az agy gerincvelői folyadékát (CSF) pumpálja át az agy szövetén, a hulladékot visszavezetve a keringési rendszerbe, ahol végül az általános vérkeringési rendszerbe és végső soron a májba vezet.

Elengedhetetlen a hulladék időben történő eltávolítása az agyból, ahol a mérgező fehérjék, például az amiloid béta ellenőrizetlen felhalmozódása Alzheimer-kórhoz vezethet - magyarázzák a kutatók. Valójában szinte minden neurodegeneratív betegség társul a sejthulladékok felhalmozódásával - teszik hozzá a kutatók.

Az egyik nyom, miszerint a glymfatikus rendszer alvás közben is aktívabb lehet, az volt, hogy az agy által elfogyasztott energia mennyisége nem csökken drámaian alvás közben - magyarázzák a kutatók. Mivel a CSF szivattyúzása nagyon sok energiát igényel, a kutatók feltételezték, hogy a tisztítás folyamata nem biztos, hogy kompatibilis azokkal a funkciókkal, amelyeket az agynak ébren kell tartania, és aktívan feldolgozzuk az információkat.

Egereken végzett kísérletsorozaton keresztül a kutatók megfigyelték, hogy a glymfatikus rendszer alvás közben majdnem tízszer aktívabb volt - és az alvó agy lényegesen több amiloid-bétát távolított el.

"Az agynak csak korlátozott energiája áll rendelkezésre, és úgy tűnik, hogy két különböző funkcionális állapot közül kell választania - ébren és tudatában, vagy alszik és takarít" - mondta Nedergaard.

- Úgy gondolhat rá, mintha házibulit rendezne. Vagy szórakoztathatja a vendégeket, vagy kitakaríthatja a házat, de nem igazán teheti meg mindkettőt egyszerre. "

A kutatók egy másik megállapítása az volt, hogy az agy sejtjei alvás közben 60 százalékkal „zsugorodnak”. Ez a kontrakció nagyobb teret teremt a sejtek között, és lehetővé teszi a CSF számára, hogy szabadabban mosson az agyszöveten - mondták.

A kutatók szerint azt is megfigyelték, hogy a noradrenalin nevű hormon kevésbé aktív alvás közben. Ez a neurotranszmitter köztudottan törésekben szabadul fel, amikor az agynak ébernek kell lennie, jellemzően félelemre vagy más külső ingerre reagálva.

A kutatók feltételezik, hogy a noradrenalin szolgálhat „mesterszabályozóként”, amely kontrollálja az agy sejtjeinek összehúzódását és tágulását az alvás-ébrenlét ciklusai alatt.

"Ezeknek a megállapításoknak jelentős következményei vannak az olyan" piszkos agy "betegség kezelésére, mint az Alzheimer" - mondta Nedergaard.

"Annak megértése, hogy pontosan hogyan és mikor aktiválja az agy a glymfatikus rendszert és kiüríti a hulladékot, kritikus első lépés a rendszer potenciális módosítására és hatékonyabb működésére irányuló erőfeszítések során."

Forrás: Rochesteri Egyetem Orvosi Központ