Ilgu laiku palika neskaidrs mehānisms, ar kura palīdzību smadzenes attīrās no biokīmiskajiem atkritumiem: metaboliskiem produktiem, bojātām molekulām un citiem. Parasti "kanalizācija" ir asinsvadu un limfātiskās sistēmas, tomēr starp nervu audiem un smadzeņu asinsvadiem atrodas spēcīgs hematoencefālais barjers, kas cauri ļauj tikai ierobežotam vielu daudzumam.
Tomēr pirms dažiem gadiem Maiken Nedergaard un viņas komanda no Ročesteras universitātes atklāja smadzenēs unikālu atkritumu iznīcināšanas sistēmu. Smadzeņu asinsvadi ir apņemti ar apvalkiem, ko veido astrocītu — palīg- vai glialo šūnu — izaugumi. Tas veido dubultu cauruli, un starp tās sienām iekļūst "piesārņota" starpšūnu šķidruma, kas filtrē atkritumus asinsvadā. Astrocīti rada tajā spiedienu, kas padara filtrāciju aktīvu, nevis pasīvu. Šo sistēmu nosauca par glifmātisko, jo tā darbojas līdzīgi parastajai limfātiskajai, bet sastāv no glialo šūnām.
Atkritumu iznīcināšanas sistēmas efektivitāte ir atkarīga no astrocītu membrānas kanālu darbības, kuriem nepieciešams ievērojams enerģijas daudzums. Tas lika pētniekiem domāt, ka smadzeņu glifmātiskā sistēma ir aktīva miega laikā: tā kā enerģija netiek tērēta neironu aktivitātei, ārējo signālu uztveršanai un analīzei, to var novirzīt atkritumu tīrīšanai.
Tālākie eksperimenti apstiprināja šo hipotēzi: aktīva starpšūnu šķidruma sūknēšana caur glialo filtru notika tieši miega laikā. Tajā pašā laikā miega laikā attālums starp nervu šūnām palielinājās par 60%, kas ļāva paplašināt kanālus muguras smadzeņu šķidruma cirkulācijai un atvieglot tās piekļuvi glifmātiskajai sistēmai. Kontrolē šīs sistēmas pētnieki izdalīja neirotransmiteru noradrenalīnu, kura līmenis miega laikā ievērojami samazinās un pieaug, pamostoties.
Ja glifmātiskā sistēma aktivizējas miega laikā, vai tas nozīmē, ka tās darbība ir atkarīga no pozas, kurā mēs guļam? Patiesi, kā noskaidroja Maiken Nedergaard un viņas kolēģi no Ročesteras universitātes, kā arī pētnieki no Ņujorkas štata universitātes Stouni-Brooka, ķermeņa stāvoklis miega laikā ietekmē atkritumu iznīcināšanas procesu efektivitāti smadzenēs. Eksperiments tika veikts uz dzīvniekiem: laboratorijas grauzējiem tika ievadīta īpaša atzīme, kas ļāva izsekot, cik efektīvi no smadzenēm tiek izvadīti bojāti proteīni, un tos lika gulēt. Kā ziņo pētījuma autori žurnālā Journal of Neuroscience, visefektīvāk "kanalizācija" smadzenēs darbojās, kad dzīvnieki gulēja uz sāniem. Jāatzīmē, ka gan dzīvnieki, gan cilvēki visbiežāk guļ šajā pozā, kas var būt saistīta ar glifmātisko kanālu darbību (lai gan iegūtie rezultāti prasa apstiprinājumu pētījumos ar cilvēku dalību).
Eksperimentos tika izsekoti bojāti molekulas, piemēram, tau proteīni un beta-amiloīds, kas uzkrājas neironos un var izraisīt Alcheimera sindromu. Ir zināms, ka daudzas neiroloģiskas slimības, tostarp neirodeģeneratīvie sindromi, ir saistītas ar miega traucējumiem. Iespējams, atkritumu iznīcināšanas sistēmas darbības traucējumi, kas aktivizējas miega laikā, veicina šādu slimību attīstību. Tādējādi pareiza miega ne tikai atjauno psihiskās funkcijas, bet arī efektīvi attīra smadzenes no bīstamām vielām.
Atstāt komentāru