Mózg oczyszcza się nocą. Nadmiar toksyn może być przyczyną Alzheimera

Badania nad istnieniem i działaniem układu glimfatycznego prowadzone są od stosunkowo niedawna. Odkryli go i opisali w 2012 roku badacze z laboratorium Center for Translational Neuromedicine przy URMC, współkierowanego przez dr Maiken Nedergaard. Układ wykorzystuje system naczyń transportujących przez tkankę mózgową płyn mózgowo-rdzeniowy. 

W ciągu minionych lat zespoły naukowców, zarówno z laboratorium dr Nedergaard, jak i innych ustalili, że układ działa głównie podczas snu, a jego praca jest zależna zarówno od ciśnienia krwi, tętna, głębokości snu, jak i związanych z zegarem biologicznym sygnałów chemicznych, które włączają go i wyłączają. Zaburzenia snu, a także mechaniczne uszkodzenia mózgu mogą upośledzić jego pracę i doprowadzić do gromadzenia się toksyn. To może mieć z kolei znaczenie dla powstawania chorób neurodegeneracyjnych, choćby choroby Alzheimera. 

W najnowszej pracy badacze dokładniej analizują powiązania między aktywnością układu gimfatycznego i zegarem biologicznym, który za pośrednictwem niewielkiego rejonu mózgu zwanego jądrem nadskrzyżowaniowym reguluje między innymi dobowy cykl snu i czuwania. “Wyniki naszych badań sugerują, że praca układu glimfatycznego nie zależy tylko od naszego snu, ale ogólnego rytmu aktywności organizmu, powiązanego z zegarem biologicznym” – mówi dr Nedergaard.

Badania prowadzono na myszach. Okazało się, że jeśli zwierzęta poddano narkozie, układ glimfatyczny ich mózgu pracował i tak tylko w dzień, kiedy prowadzące nocny tryb życia myszy normalnie śpią. 

Zegar biologiczny u ludzi narzuca nam sen w nocy i czuwanie w dzień – tłumaczy pierwsza autorka pracy, prof. Lauren Hablitz z URMC.

Ponieważ wpływa on także na aktywność układu glimfatycznego, można wnioskować, że osoby, które nie dosypiają w nocy i nadrabiają to w dzień mogą być bardziej podatne na choroby neurologiczne. Niezależne badania wskazują, że rzeczywiście osoby śpiące w dzień są bardziej zagrożone chorobą Alzheimera, czy objawami demencji”

dodaje Lauren Hablitz

Autorzy pracy zwracają uwagę, że działanie układu glimfatycznego, wiąże się ściśle z aktywnością komórek tkanki nerwowej zwanych astrocytami. To one regulują przepływ płynu mózgowo-rdzeniowego przez centralny układ nerwowy, ich komunikacja ma kluczowe znaczenie dla skuteczności działania układu glimfatycznego podczas snu. Wyniki badań wskazują na to, że w stanie czuwania układ ten kieruje płyn mózgowo-rdzeniowy do naczyń limfatycznych w obrębie szyi, co może wspierać działanie układu odpornościowego. 

Zrozumienie roli komunikacji między astrocytami i wpływu zegara biologicznego na działanie układu glimfatycznego ma kluczowe znaczenie dla poznania mechanizmu usuwania toksyn z mózgu

ocenia dr Frederick Gregory z Army Research Office, które współfinansowało te badania

Ta wiedza może być podstawą do opracowania działań, które mogą pomóc przeciwdziałać szkodliwym skutkom braku snu i sprawić, że żołnierze będą mogli utrzymać sprawność przez dłuższy czas, bez potrzeby odpoczynku – dodaje Gregory.