Исследование показало, что сон не может вывести токсины из мозга

Фото из открытых источников

Новое исследование по визуализации мозга на мышах показывает, что сон может не помочь очистить мозг от токсинов и продуктов жизнедеятельности, бросая вызов тому, что ученые назвали «идеей нейробиологии, получившей Нобелевскую премию». Исследование опубликовано в журнале Nature Neuroscience.

«Исследователи были настолько сосредоточены на идее клиренса как на одной из ключевых причин, почему мы спим, что мы были очень удивлены, наблюдая противоположные результаты», — говорит соавтор исследования Ник Фрэнкс из Имперского колледжа Лондона (ICL).

Сон, хотя и является загадочным, имеет множество возможных преимуществ: от консолидации воспоминаний до улучшения психического здоровья, которые мы не должны сбрасывать со счетов.

Но вслед за (сейчас оспариваемой) амилоидной гипотезой, которая описывает, как скопления белков накапливаются в мозгу людей с болезнью Альцгеймера, считается, что сон помогает мозгу избавиться от дневных отходов.

Десятилетия исследований также связали сон с клиренсом белка и болезнью Альцгеймера. В результате сон был выделен как ключевой модифицируемый фактор риска развития болезни Альцгеймера, наиболее распространенной формы деменции, хотя взаимосвязь сложна: плохой сон может быть фактором, способствующим развитию болезни Альцгеймера, или ее симптомом.

Одно исследование на животных, конечно, не перевернет горы исследований, связывающих сон, белки и нейродегенеративные заболевания, но, учитывая эти сложности, оно может побудить к дальнейшим исследованиям.

Исследователи вводили флуоресцентный краситель в мозг мышей, наблюдали за его распространением и измеряли скорость выведения, когда животные бодрствовали, спали и находились под наркозом.

Они сопоставили результаты визуализации с дальнейшими измерениями в гелях «фантома мозга», сделанных из агарозы, и срезах ткани головного мозга мышей, собранных в разные моменты времени.

«Наши результаты бросают вызов идее о том, что основная функция сна — очистить мозг от токсинов», — пишут исследователи в своей статье.

«Мы обнаружили, что скорость выведения красителя из мозга была значительно снижена у животных, которые спали или находились под наркозом», — добавляет Фрэнк.

Предыдущие исследования показали, что использование индикаторных красителей — это надежный метод оценки скорости потока жидкости через мозг — процесса, который, как мы предполагали, вымывает белки и другие отходы.

Однако, хотя объемный поток жидкости через мозг может увеличиваться во время сна, это не означает, что мозг очищает жидкость от отходов. Некоторые результаты подтверждают эту идею, в то время как другие, такие как текущие результаты, бросают ей вызов.

Более того, размер молекул жидкости может влиять на то, как быстро они движутся через мозг и по каким каналам. Различные флуоресцентные красители, использованные в этом исследовании, весили гораздо меньше, чем комки неправильно свернутых белков, которые накапливаются при болезни Альцгеймера, Паркинсона и других нейродегенеративных заболеваниях.

Исследование также в первую очередь касалось потока жидкости через мозг, так называемой глимфатической системы, когда другие механизмы, а именно внутриклеточная система «утилизации мусора», играют большую роль в очистке комковатых белков.

Тем не менее, результаты заслуживают внимания: мозг спящих мышей очищал зеленый флуоресцентный краситель на 30 процентов медленнее, чем бодрствующие животные, а анестезия замедляла очистку мозга на 50 процентов.

«Пока мы не знаем, что именно в этих состояниях замедляет удаление молекул из мозга через глифатическую систему», — говорит Фрэнкс. «Следующим шагом в нашем исследовании будет попытка понять, почему это происходит».

Несмотря на полученные результаты, исследователи не заявляют, что они умаляют важность сна. До 44 процентов пациентов с болезнью Альцгеймера имеют нарушения сна, как и 90 процентов пациентов с деменцией с тельцами Леви или болезнью Паркинсона.

«Нарушение сна — распространенный симптом, с которым сталкиваются люди, живущие с деменцией, однако мы до сих пор не знаем, является ли это следствием или движущим фактором прогрессирования заболевания», — говорит молекулярный нейробиолог ICL и автор исследования Билл Уисден. «Вполне возможно, что хороший сон действительно помогает снизить риск деменции по причинам, не связанным с выведением токсинов».