В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, ученые из Медицинского центра Университета Рочестера (University of Rochester Medical Center) подробно описывают, как сложный набор молекулярных и гидродинамических процессов, составляющих глимфатическую систему — уникальный процесс удаления шлаков мозга — синхронизируется с главными внутренними часами, которые регулируют цикл сна и бодрствования.
Актуальность вопроса
Система состоит из сети водопроводов, идущих по пути кровеносных сосудов и перекачивающих спинномозговую жидкость (СМЖ) через ткани мозга, вымывая отходы. Исследования, проведенные несколько лет спустя, показали, что глимфатическая система в основном функционирует во время сна.
Связь между циркадными ритмами и глимфатической системой обсуждается все чаще. Циркадные ритмы — 24-часовые внутренние часы, которые регулируют несколько важных функций, включая цикл сна и бодрствования, — поддерживаются в небольшой области мозга, называемой супрахиазматическим ядром.
Материалы и метод исследования
Новое исследование, которое было проведено на мышах, показало, что, когда животных находили под наркозом в течение всего дня, их глимфатическая система все еще функционировала в течение типичного периода отдыха — мыши ведут ночной образ жизни, поэтому их цикл сна и бодрствования противоположен человеческому. Циркадные ритмы у людей настроены на цикл дневного бодрствования и ночного сна.
Поскольку это время также влияет на глимфатическую систему, результаты исследования свидетельствуют о том, что люди, которые полагаются на сон в течение дня, чтобы наверстать упущенное время сна, потраченное в ночную смену, могут иметь риск развития неврологических расстройств. Фактически, клинические исследования показывают, что те люди, кто полагается на сон в дневное время, подвергаются гораздо большему риску развития болезни Альцгеймера и деменции наряду с другими проблемами со здоровьем.
Результаты научной работы
В исследовании выделяются клетки, называемые астроцитами, которые выполняют в мозге несколько функций. Считается, что астроциты в супрахиазматическом ядре помогают регулировать циркадные ритмы. Астроциты также служат привратниками, контролирующими поток спинномозговой жидкости по центральной нервной системе. Результаты исследования показывают, что связь между астроцитами в разных частях мозга может иметь общую цель — оптимизировать функцию глимфатической системы во время сна.
Исследователи также обнаружили, что во время бодрствования глимфатическая система направляет СМЖ в лимфатические узлы на шее. Поскольку лимфатические узлы являются ключевыми путями в регуляции иммунной системы. СМЖ может представлять собой «жидкие часы», которые помогают разбудить способности организма бороться с инфекциями в течение дня.
Установление роли связи между астроцитами и значительным влиянием циркадного времени на динамику глимфатического клиренса представляет собой важный шаг в понимании фундаментального процесса регуляции выведения отходов из клеток мозга.
Выводы
Таким образом, результаты исследования показывают, что функция глимфатической системы основана не только на сне или бодрствовании, но и на ежедневных ритмах, определяемых нашими биологическими часами.
Кроме этого, ученые приходят к выводу, что люди, которые полагаются на сон в дневное время, подвергаются большему риску развития неврологических расстройств.
Авторы другого исследования выяснили, как циркадные ритмы влияют на молекулярные механизмы.
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗМЦ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
