Sömn renar hjärnan från gifter och metaboliter
Senast recenserade: 14.06.2024
Allt iLive-innehåll är mediekontrollerat eller faktiskt kontrollerat för att säkerställa så mycket faktuell noggrannhet som möjligt.
Vi har strikta sourcing riktlinjer och endast länk till välrenommerade media webbplatser, akademiska forskningsinstitut och, när det är möjligt, medicinsk peer granskad studier. Observera att siffrorna inom parentes ([1], [2] etc.) är klickbara länkar till dessa studier.
Om du anser att något av vårt innehåll är felaktigt, omodernt eller på annat sätt tveksamt, välj det och tryck på Ctrl + Enter.
En nyligen publicerad studie publicerad i Nature Neuroscience fann att hjärnclearance minskar under anestesi och sömn.
Sömn är ett tillstånd av sårbar inaktivitet. Med tanke på riskerna med denna sårbarhet, föreslås det att sömn kan ge vissa fördelar. Det har antagits att sömnen rensar hjärnan från gifter och metaboliter genom det glymphatiska systemet. Detta antagande har viktiga implikationer; till exempel kan minskad avgiftning på grund av kroniskt dålig sömn förvärra Alzheimers.
De mekanismer och anatomiska vägar genom vilka toxiner och metaboliter avlägsnas från hjärnan är fortfarande oklara. Enligt den glymphatiska hypotesen rensar det basala vätskeflödet, drivet av hydrostatiska tryckgradienter från arteriella pulsationer, aktivt salter från hjärnan under långsam sömn. Dessutom förbättrar lugnande doser av anestetika clearance. Det är fortfarande okänt om sömn ökar clearance genom ökat basalflöde.
I den här studien mätte forskare vätskerörelser och hjärnclearance hos möss. Först bestämdes diffusionskoefficienten för fluoresceinisotiocyanat (FITC)-dextran, ett fluorescerande färgämne. FITC-dextran injicerades i caudatkärnan och fluorescens mättes i frontalbarken.
De första experimenten involverade att vänta på ett stabilt tillstånd, bleka färgämnet i en liten volym tyg och bestämma diffusionskoefficienten utifrån hastigheten för det oblekta färgämnets rörelse in i det blekta området. Tekniken validerades genom att mäta diffusionen av FITC-dextran i hjärnhärmande agarosgeler som modifierades för att approximera den optiska absorptionen och ljusspridningen av hjärnan.
Resultaten visade att diffusionskoefficienten för FITC-dextran inte skilde sig mellan anestesi och sömntillstånd. Teamet mätte sedan hjärnrensning i olika tillstånd av vakenhet. De använde en liten volym av det fluorescerande färgämnet AF488 i möss som injicerades med saltlösning eller bedövningsmedel. Detta färgämne rörde sig fritt i parenkymet och kunde hjälpa till att exakt kvantifiera hjärnclearance. Jämförelser gjordes också mellan vaket och sovande tillstånd.
Vid toppkoncentrationer var clearance 70–80 % i saltlösningsbehandlade möss, vilket tyder på att normala clearancemekanismer inte var försämrade. Emellertid observerades signifikant minskning av clearance när anestesimedel (pentobarbital, dexmedetomidin och ketamin-xylazin) användes. Dessutom reducerades clearance också hos sovande möss jämfört med vakna möss. Diffusionskoefficienten skilde sig dock inte signifikant mellan anestesi och sömnförhållanden.
A. 3 eller 5 timmar efter injektion av AF488 i CPu, frystes hjärnorna och kryosnittades i 60 μm tjocka sektioner. Den genomsnittliga fluorescensintensiteten för varje sektion mättes med användning av fluorescensmikroskopi; sedan beräknades medelintensitetsvärdena för grupperna med fyra skivor.
B. Genomsnittlig fluorescensintensitet omvandlades till koncentration med användning av kalibreringsdata som presenteras i tilläggsfigur 1 och plottades mot anteroposteriort avstånd från injektionspunkten för tillstånden vaken (svart), sömn (blå) och KET-XYL-anestesi (röd). Ovan - data efter 3 timmar. Nedan - data efter 5 timmar. Linjer representerar Gaussiska anpassningar till data och felkuvert indikerar 95 % konfidensintervall. Både 3- och 5-timmarskoncentrationer under KET-XYL-anestesi (P
C. Representativa bilder av hjärnsektioner på olika avstånd (antero-posterior) från AF488-injektionsstället vid 3 timmar (översta tre raderna) och 5 timmar (nedre tre raderna). Varje rad representerar data för tre vakna tillstånd (vaken, sömn och KET-XYL anestesi).
Studien fann att hjärnclearance minskade under anestesi och sömn, vilket motsäger tidigare rapporter. Clearance kan variera mellan olika anatomiska platser, men graden av variation kan vara liten. Emellertid var inhiberingen av clearance av ketamin-xylazin signifikant och oberoende av plats.
Nicholas P. Franks, en av studiens författare, sa: "Forskningsfältet har varit så fokuserat på idén om rening som en av de viktigaste anledningarna till att vi sover att vi blev mycket förvånade över de motsatta resultaten."
Det är särskilt viktigt att notera att resultaten gäller en liten volym färgämne som rör sig fritt i det extracellulära utrymmet. Större molekyler kan uppvisa olika beteende. Dessutom är de exakta mekanismerna genom vilka sömn och anestesi påverkar hjärnans clearance fortfarande oklara; dessa fynd utmanar dock tanken att sömns primära funktion är att rensa hjärnan från toxiner.