Неврологи нашли объяснение жизненной необходимости сна

Наполненность каналов глимфатической системы (светло-голубой) во сне. Изображение авторов
18 октября 2013 года, 13:23
Комментировать

Группе неврологов из Рочестерского университета (Нью-Йорк) впервые удалось найти научное объяснение необходимости состояния сна для головного мозга. Как оказалось, сон играет ключевую роль в поддержании метаболического гомеостаза - во время сна ткани мозга самоочищаются от токсичных побочных продуктов нейральной активности, накопившихся во время бодрствования. Работа опубликована 18 октября в журнале Science.

Новое открытие Майкен Недергаард (Maiken Nedergaard) и ее коллег основано на их предыдущей работе - летом 2012 года они сообщили в журнале Science Translational Medicine о существовании в головном мозге ранее неизвестной системы очистки тканей от продуктов жизнедеятельности, названной первооткрывателями глимфатической, по аналогии с лимфатической системой, выводящей из организма побочные продукты метаболизма. Обнаруженная учеными сеть каналов глимфатической системы, по которым с большой скоростью циркулирует спинномозговая жидкость (ликвор), расположена вокруг кровеносных сосудов и образована при помощи клеток нейроглии (совокупности вспомогательных клеток тканей мозга). Группа Недергаард установила, что нейроглиальные клетки контролируют поток ликвора через каналы в своих мембранах.

Предположив, что транспорт спинномозговой жидкости через клеточные мембраны требует значительных энергетических затрат и, следовательно, мозг не способен параллельно осуществлять процессы очистки и обработки сенсорной информации, Недергаард и ее коллеги приняли решение выяснить, меняется ли активность глимфатической системы в период сна.

Для этого пришлось научить лабораторных мышей засыпать в двухфотонном лазерном микроскопе, позволяющем отследить распространение красящего вещества в тканях. После того, как мыши засыпали, что показывала энцефалограмма их мозговой активности, в их спинномозговую жидкость вводили зеленый краситель, а после пробуждения - красный.

Наблюдения за распределением зеленого и красного красителя по тканям головного мозга животных показало, что во время сна через мозг проходит значительно больший объем ликвора, чем во время бодрствования. «Мы были поражены, до какой степени снижался поток ликвора в мозге, когда мыши пробуждались, - рассказала Недергаард. - Это заставило нас предположить, что межклеточное пространство должно значительно меняться в сознательном и бессознательном состояниях». Благодаря введению электродов в головной мозг животных ученые установили, что во сне глиальные каналы, по которым транспортируется спинномозговая жидкость, становятся на 60 процентов шире, чем в период бодрствования.

Еще одним важным открытием группы Недергаард стало обнаружение того факта, что во сне, благодаря активной работе глимфатической системы, которую авторы сравнили с посудомоечной машиной, ткани мозга очищаются от бета-амилоидного белка вдвое быстрее, чем в состоянии сознания. Согласно амилоидной гипотезе возникновения болезни Альцгеймера, главной причиной развития заболевания служит скопление так называемых амилоидных бляшек в тканях мозга, образующихся при повышенной концентрации там бета-амилоида.

Высокая эффективность очистки мозга от нейротоксичных отходов во сне заставляет предположить, что именно дефицит сна может играть ключевую роль в развитии не только болезни Альцгеймера, но и других неврологических и нейродегенеративных заболеваний, полагает Недергаард.

Полученные результаты указывают на важность состояния сна для человека. «Мы нуждаемся во сне. Он чистит мозг», - подчеркнула Недергаард.

Поделиться

Комментарии (7)

Код подтверждения:

Уважаемые читатели!
Ссылки на сторонние ресурсы, нецензурные, бессодержательные, пропагандистские и антинаучные высказывания удаляются без предупреждения. Максимальная длина комментария — 1000 символов.

  • 18.10.2013 14:05

    Лол

    Лол. Пару дней назад тут проскакивала новость, что длительный сон приводит к отупеванию. А в этой же новости, недостаточный сон приводит к болезни Альцгеймера.

  • 18.10.2013 15:13

    VVV

    Во всем должна быть золотая середина.
    То что отсутствие сна сильно вредит, может каждый из нас самостоятельно проверить на себе, без научных доказательств.

  • 18.10.2013 17:38

    Вахе-от-новости

    Имхо, баян древнющий.

  • 20.10.2013 08:43

    Константин

    2Вахе-от-новости:
    Ну это июхо. Иначе пруфлинк, пожалуйста.

  • 20.10.2013 09:23

    saleen13

    ну а зачем тогда сновидения показывать?чтоб спать нескучно было?

  • 20.10.2013 15:05

    соня

    Это "дефрагментация" памяти. С помощью снов моск тестирует эмоциональный отклик, наиболее эмоциональные вещи помещаются в "крепкую" длительную память, остальные выкидываются.

  • 21.10.2013 12:32

    молодой_отец

    Похожие идеи нам - тогда студентам 4-го курса кафедры биофизики физфака МГУ - рассказывал один профессор в Пущино, когда мы туда приезжали на практику. Это было в 2004 году. Но его идея была в том, что при синаптической передаче изменяется баланс фосфолипидов в мембранах, и чтобы вернуть этот баланс в исходное состояние и нужен сон.

Чрезвычайный режим действовал с 1 февраля
«МедНовости» представляют обзор последних событий в области здравоохранения
Ранее считалось, что такая операция была проведена в 1500 году в Швейцарии
Результаты будут известны в 2020 году
Спустя месяц эмбрионы начали развиваться вновь
Ботинки не подходили для передвижения по гололеду