Мозг начинает есть себя, когда ты не высыпаешься

Потребность во сне выходит далеко за рамки простого восполнения наших энергетических затрат каждые 12 часов. Наш мозг фактически меняет свой образ действий, когда мы спим, чтобы очистить себя и весь организм от токсинов, накопившихся в течении дня.

Как ни странно, тот же процесс очистки начинается в мозге, когда ему хронически не хватает сна.

Исследователи обнаружили, что постоянное недосыпание заставляет мозг очищать значительное количество нейронов и синаптических связей, а восстановление сна не сможет восстановить утраченное.

Команда во главе с нейробиологом Микеле Беллези из Политехнического университета в Марче в Италии изучила реакцию мозга млекопитающих на долговременное недосыпание, и обнаружила странное сходство между хорошо отдохнувшими и бессонными мышами.

Подобно клеткам в другом месте вашего тела, нейроны в вашем мозге постоянно обновляются двумя различными типами глиальных клеток, которые часто называют клеем нервной системы.

Микроглиальные клетки отвечают за очистку старых и изношенных клеток посредством процесса, называемого фагоцитозом (греч. «пожирать»).

Задача астроцитов состоит в том, чтобы обрезать ненужные синапсы (соединения) в мозге, чтобы обновить и изменить его проводящие пути.

Мы знаем, что этот процесс происходит, когда мы спим, чтобы очистить нервный перегруз, накопившийся в течении дня. Но теперь оказывается, что то же самое происходит, когда мы испытываем недостаток сна.

Разница лишь в том, что при недостатке сна мозг начинает очищать даже нужные нам нервные клетки и соединения между ними.

Сравните это с очисткой от мусора. Либо кто-то прибрался в вашей комнате и вынес ненужный мусор, пока вы спали, либо этот кто-то забрался к вам, вынес диван, холодильник, и телевизор.

«Мы впервые показали, что астроциты буквально съедают части синапсов из-за недостатка сна», – говорит автор исследования Беллези Энди Коглану.

Чтобы понять это, исследователи проанализировали мозг четырех групп мышей:

  • Одна группа оставалась спать в течение 6-8 часов (хорошо отдохнувшие)
  • Другую периодически пробуждали ото сна (спонтанно проснувшиеся)
  • Третья группа не спала в течение дополнительных 8 часов (лишенные сна)
  • Четвёртая группа не спала в течение пяти дней подряд (хронически лишенная сна).

Когда исследователи сравнили активность астроцитов по четырем группам, они обнаружили их в 5,7% синапсов у хорошо отдохнувших мышей, и в 7,4% синапсов спонтанно проснувшихся.

У мышей, лишенных сна и хронически лишенных сна, они заметили что-то другое: астроциты увеличили свою активность до фактического питания частями синапсов, такими как микроглиальные клетки. Фактически, исследователи наблюдали процесс, известный как астроцитарный фагоцитоз.

В мозгах мышей, лишенных сна, астроциты оказались активными в 8,4% синапсов, а у испытуемых с хронической нехваткой сна их оказалось целых 13,5%!

Как рассказал Беллези журналу «New Scientist», большинство синапсов, которые оказались «съеденными» в двух группах лишенных сна личинок, были самыми крупными, самыми старыми и наиболее часто используемыми.

Но когда команда проверила активность микроглиальных клеток по четырем группам, они обнаружили, что она также увеличилась в группе с хроническим недосыпом.

И это вызывает беспокойство, потому что необузданная микроглиальная активность связана с такими заболеваниями мозга, как болезнь Альцгеймера и другие формы нейродегенерации.

«Мы обнаружили, что астроцитарный фагоцитоз, главным образом пресинаптических элементов в больших синапсах, происходит после острой и хронической потери сна, но не после спонтанного пробуждения. Мы предполагаем, что он может способствовать нормальному функционированию и рециркуляции старых и сильных синапсов, и связей между ними», сообщают исследователи.

«Только хроническая потеря сна активирует клетки микроглии и способствует их фагоцитарной активности. Мы думаем, что долговременное нарушение сна может вызывать микроглию и, возможно, инсульт».

Многие вопросы остаются без ответа. Например, будут ли восстанавливаться повреждения, если восполнять недостаток сна.

Но тот факт, что смертность от болезни Альцгеймера возросла с невероятных 50 процентов с 1999 года, вместе с ростом недостатка сна среди населения, означает, что это то, что нам нужно, чтобы добраться до дна – и быстро.

Исследование было опубликовано в журнале Neuroscience.