Sen pozwala komórkom odpornościowym wykonywać prace konserwacyjne w mózgu
Badania wykazały, że podczas snu mózg reaktywuje się, aktualizując wspomnienia i usuwając „odpady”. Nowe badania na modelach mysich sugerują, że wyspecjalizowane komórki odpornościowe utrzymują mózg w dobrym stanie, utrzymując go podczas snu.
Badania przeprowadzone w ciągu ostatnich kilku lat ujawniły dowody na to, że mózg ma szansę odświeżyć się i zaktualizować na wiele sposobów podczas snu.
Na przykład naukowcy odkryli, że mózg konsoliduje nowo utworzone wspomnienia podczas snu. Odkryli również, że sen stanowi doskonałą okazję do wyrzucenia neuronowych „śmieci”.
Zespół naukowców z University of Rochester Medical Center w Nowym Jorku i Massachusetts Institute of Technology w Cambridge odkrył więcej na temat tego, jak utrzymanie mózgu zachodzi również podczas snu.
W ich badaniu - którego odkrycia dotyczą Nature Neuroscience - badacze pracowali z myszami, aby dowiedzieć się więcej o tym, jak mikroglej, czyli komórki odpornościowe, które „obsługują” mózg, wykonują swoje czynności konserwacyjne podczas snu.
„W dużej mierze przyjęto, że dynamiczny ruch procesów mikrogleju nie jest wrażliwy na stan zachowania zwierzęcia” - wyjaśnia naczelna autorka badań, prof. Ania Majewska.
„Te badania pokazują, że sygnały w naszym mózgu, które modulują stan snu i czuwania, działają również jako przełącznik, który wyłącza i włącza układ odpornościowy”.
Prof. Ania Majewska
Substancje chemiczne w stanie czuwania utrudniają prace naprawcze
Mikroglej to komórki odpornościowe, które reagują na wszelkie oznaki infekcji lub uszkodzenia mózgu. Według nowych badań prof. Majewskiej i współpracowników komórki te są również aktywne podczas snu, uczestnicząc w regularnym „zużyciu”.
Nowe badanie sugeruje, że mikroglej może działać skuteczniej podczas snu niż gdy dana osoba nie śpi.
Naukowcy porównali obudzone myszy z myszami, które naukowcy znieczulili. Odkryli, że mikroglej wydawał się mniej aktywny i skuteczny, gdy myszy nie spały.
Pozwoliło to naukowcom zbliżyć się do noradrenaliny, przekaźnika chemicznego, który odgrywa rolę w pobudzeniu ośrodkowego układu nerwowego i pomaga regulować cykle snu i czuwania. Podczas snu poziom noradrenaliny w mózgu jest niski.
Jednak gdy poziom noradrenaliny gwałtownie wzrasta, mózg staje się nagle czujny i osoba się budzi.
W obecnym badaniu naukowcy zaobserwowali, że noradrenalina działa na neurony i receptor beta2-adrenergiczny, który jest obecny w mikrogleju. Kiedy poziom noradrenaliny wzrasta, mikroglej najwyraźniej zapada w stan uśpienia.
Oznaczało to, że w stanach pobudzenia i czuwania komórki odpornościowe nie mogły odpowiednio reagować i utrzymywać połączeń komórek mózgowych.
„Ta praca sugeruje, że wzmożona przebudowa obwodów nerwowych i naprawa uszkodzeń podczas snu może częściowo wynikać ze zdolności mikrogleju do dynamicznej interakcji z mózgiem” - wyjaśnia pierwsza autorka dr Rianne Stowell.
„Podsumowując, badania te pokazują również, że mikroglej jest wyjątkowo wrażliwy na sygnały modulujące funkcjonowanie mózgu oraz że dynamika i funkcje mikrogleju są modulowane przez stan zachowania zwierzęcia” - dodaje Stowell.
Odkrycia uzupełniają dowody na to, że mechanizmy związane ze snem odgrywają kluczową rolę w zapewnianiu, że mózg otrzymuje niezbędne naprawy i nadal działa prawidłowo.
Ponadto może pomóc wyjaśnić, dlaczego zaburzenia snu mają związek z początkiem postępujących schorzeń neurodegeneracyjnych, takich jak demencja i choroba Parkinsona.
