Gdy w głowie szumią fale – co ma sen do Alzheimera?

Sen jest ważny i potrzebny – to chyba wie każdy. Po nieprzespanej nocy ciężko jest się skupić, myśleć, kontrolować emocje, coś szybko wykonać, zapamiętać lub przypomnieć sobie, nie wspominając o bardziej drastycznych konsekwencjach przewlekłej bezsenności. Korzystne działanie snu na organizm jest znane od dawna. W jakiś sposób warunkuje on nasze prawidłowe funkcjonowanie. Tylko… jak? Skąd biorą się te wszystkie objawy i dlaczego tak dotkliwie odczuwamy niedostatki snu?

 

Funkcje snu

Z jednej strony sen pełni funkcję wspierania procesów poznawczych (mechanizmów pamięci i uczenia się, plastyczności mózgowej). Z drugiej strony w jego trakcie dokonuje się wiele procesów homeostatycznych i naprawczych (regulowanie metabolizmu energetycznego mózgu, biosynteza makromolekuł i usuwanie zbędnych metabolitów).

W kontekście dzisiejszego artykułu skupimy się jednak tylko na jednej z nich.

 

Porządki domowe

Badania prowadzone w ostatnich latach ujawniły pewien wzorzec. Gdy kładziemy się spać, znacznie powiększają się przestrzenie międzykomórkowe w naszym mózgu. Powoduje to wzrost przepływu płynu między nimi i dosłowne wypłukiwanie skumulowanych tam toksyn. Niniejsze toksyny są niczym innym jak odpadami – zbędnymi resztkami pozostałymi po aktywności komórek w ciągu dnia.

Po co ta cała kombinatoryka? Mózg bowiem nie posiada konwencjonalnego układu limfatycznego (takiego, który w pozostałych częściach ciała odpowiada za wyrzucanie śmieci). Zamiast niego znajdziemy coś, co zostało ochrzczone jako układ glimfatyczny – zależny od komórek glejowych, w którym to funkcję limfy pełni płyn mózgowo-rdzeniowy.

Konkretna przyczyna stojąca za hamowaniem napływu płynu mózgowo-rdzeniowego do mózgu podczas czuwania i sprzyjająca jego napływowi w czasie snu, nie została jeszcze rozpoznana. Zagadką pozostaje dlaczego układ glimfatyczny nie może pracować efektywnie w trakcie świadomości organizmu.

 

Dlaczego sprzątamy?

Regenerująca funkcja snu zdaje się zatem polegać m.in. na wzmożonym usuwaniu potencjalnie neurotoksycznych metabolitów, które gromadzą się w ośrodkowym układzie nerwowym podczas aktywności (stanu czuwania). Niweluje to ich negatywne oddziaływanie.

Słaby sen, a tym samym kumulowanie się metabolitów, może mieć realne konsekwencje zdrowotne.

Za przykład niech posłuży β-amyloid – jeden z najbardziej znanych produktów ubocznych procesów metabolicznych. Jego stopniowa kumulacja wiąże się z procesami neurodegeneracyjnymi. Stanowi on znak rozpoznawczy choroby Alzheimera.

Gdy wszystko funkcjonuje prawidłowo, β-amyloid jest usuwany przez system glimfatyczny, szczególnie wydajny w czasie głębokiego snu. Niedobór snu prowadzi do zwiększonych ilości β-amyloidu w mózgu. Nie powinno zatem dziwić, że kiepska jakość i czas trwania snu są niezależnymi predyktorami rozwoju choroby Alzheimera. Dobrej jakości sen może zmniejszać ryzyko wystąpienia choroby nawet u osób szczególnie narażonych na jej rozwój.

 

Błędne koło

Nawet do 60% pacjentów z chorobą Alzheimera faktycznie cierpi na zaburzenia snu. Związek między tymi czynnikami okazuje się jednak dwukierunkowy. Nie tylko dysfunkcje snu warunkują objawy choroby, ale również odkładanie się β-amyloidu przyczynia się do zaburzeń snu.

Aspekty związane z układem glimfatycznym mogą bezpośrednio wpływać na jakość snu. Osoby z wczesnym wzrostem β-amyloidu w płynie mózgowo-rdzeniowym, nie wykazujące jeszcze zaburzeń poznawczych, mają tendencję do zachowywania zwiększonej czujności i doświadczają gorszej jakości snu. Nadmierne obciążenie mózgu β-amyloidem wiąże się także z dłuższym czasem potrzebnym na zaśnięcie.

 

Metody

Znalezienie sposobu na przerwanie powyższego błędnego koła, zarówno dla klinicystów, jak i ich pacjentów, może okazać się niewątpliwie ekscytujące. Oznaczałoby to możliwość zapobiegania i/lub leczenia wielu, obecnie nieuleczalnych, schorzeń – tj. choroba Alzheimera czy Parkinsona. Hipotetyzuje się także wpływ układu glimfatycznego na funkcjonowanie poznawcze w procesie starzenia się oraz u osób po przebytym urazie czy udarze mózgu.

Zorganizowano już pierwsze doświadczenia, polegające m.in. na pobudzaniu wzrostu naczyń limfatycznych w oponach mózgowych* czy hamowaniu promującego czuwanie neuromodulatora (oreksyny). Celem niniejszych miało być wsparcie wydajności układu glimfatycznego i pobudzenie oczyszczania ośrodkowego układu nerwowego. Doniesienia na temat skuteczności wspomnianych działań są jednak mocno wstępne.

 

Ciekawostka

Ciekawym spostrzeżeniem jest obserwacja, że osoby z chorobami neurodegeneracyjnymi naturalnie częściej śpią na plecach, podczas gdy osoby zdrowe zwyczajowo regenerują się leżąc na boku. Gdy powyższe poddano badaniu w kontekście funkcjonowania układu glimfatycznego: najbardziej optymalnym układem podczas snu okazał się ten przyjmowany przez osoby zdrowe – pozycja boczna. Najgorsze z kolei było spanie z głową w dół (czy ktoś tak w ogóle sypia?). Kładzenie się na plecach uplasowało się gdzieś pomiędzy. Zróżnicowanie wpływu poszczególnych pozycji na wydajność oczyszczania prawdopodobnie wiąże się z optymalizacją krążenia żylnego.

 

Co to wszystko znaczy?

  1. Funkcjonowanie układu glimfatycznego może odgrywać rolę w powstawaniu chorób neurodegeneracyjnych oraz w utrzymywaniu funkcji poznawczych.
  2. Dalsza charakterystyka układu glimfatycznego może doprowadzić do opracowania nowych terapii i metod zapobiegania chorobom neurodegeneracyjnym.
  3. Ale jeszcze wiele badań przed nami.

 

*Naczynia limfatyczne w oponach mózgowych odkryto w 2015 roku. Dotychczas ryciny obrazujące układ limfatyczny w ogóle nie ujmowały obszaru mózgowia. Nieźle, co?

 

Źródła:

Aspelund, A., Antila, S., Proulx, S.T., Karlsen, T.V., Karaman, S., Detmar, M., Wiig, H., Alitalo, K. (2015). A dural lymphatic vascular system that drains brain interstitial fluid and macromolecules. Journal of Experimental Medicine, 212(7), 991-999.

Benveniste, H., Liu, X., Koundal, S., Sanggaard, S., Lee, H., Wardlaw, J. (2019). The glymphatic system and waste clearance with brain aging: A review. Gerontology, 65, 106-119.

Frank, M.G., Heller, H.C. (2019). The function(s) of sleep. Handbook of Experimental Pharmacology, 253, 3-34.

Hauglund, N.L., Pavan, C., Nedergaard, M. (2020). Cleaning the sleeping brain – the potential restorative function of the glymphatic system. Current Opinion in Physiology, 15, 1-6.

Mendelsohn, A.R., Larrick, J.W. (2013). Sleep facilitates clearance of metabolites from the brain: glymphatic function in aging and neurodegenerative diseases. Rejuvenation Research, 16(6), 518-523.

Obara-Michlewska, M. (2020). Wpływ snu na funkcjonowanie układu glimfatycznego. Kosmos, 69(3), 491–500.

Sundaram, S., Hughes, R. L., Peterson, E., Müller-Oehring, E.M., Brontë-Stewart, H.M., Poston, K.L., Faerman, A., Bhowmick, C., Schulte, T. (2019). Establishing a framework for neuropathological correlates and glymphatic system functioning in Parkinson’s disease. Neuroscience and biobehavioral reviews, 103, 305–315.

Xie, L., Kang, H., Xu, Q., Chen, M.J., Liao, Y., Thiyagarajan, M., O’Donnell, J., Christensen, D.J., Nicholson, C., Iliff, J.J., Takano, T., Deane, R., Nedergaard, M. (2013). Sleep drives metabolite clearance from the adult brain. Science, 342(6156), 373–377.

Dodaj komentarz