Сон необходим нам не только для того, чтобы восстановить потраченную энергию. Во время сна наш мозг избавляется от вредных продуктов обмена, накопившихся за день. Как ни странно, тот же процесс начинает идти в головном мозге и при хроническом недосыпе — правда, в этом случае интенсивность «уборки» выходит за рамки нормы. Учёные обнаружили, что постоянная нехватка сна приводит к тому, что мозг начинает избавляться от собственных нейронов. При этом, возможно, повышается риск развития болезни Альцгеймера и других нейродегенеративных заболеваний.
Группа исследователей под руководством нейрофизиолога Микеле Беллези (Michele Bellesi) из Политехнического университета Марке (ит. Università Politecnica delle Marche) решила изучить влияние недосыпа на мозг млекопитающих.
Ранее было известно, что клетки глии работают преимущественно во время сна — пока мы спим, в мозге идут процессы «уборки». Однако, как показало новое исследование, депривация сна также активизирует работу глиальных клеток. Правда, если речь идёт о недосыпе, «очистка» приобретает разрушительные черты.
Чтобы прийти к такому выводу, исследователи визуализировали мозг четырёх групп мышей:
- хорошо отдохнувших — спавших от 6 до 8 часов;
- с нарушенным сном — этих мышей исследователи время от времени будили;
- с ситуативным недосыпом — мышей из этой группы заставили бодрствовать на протяжении дополнительных 8 часов;
- с хроническим недосыпом — этим животным не давали спать 5 дней подряд.
Когда учёные сравнили активность астроцитов в головном мозге подопытных животных, оказалось, что у хорошо отдохнувших мышей эти клетки взаимодействовали с 5,7% синапсов, а у мышей, которых периодически будили, — с 7,3% синапсов. В остальных двух группах картина была иной: астроциты настолько активизировались, что начали поедать части синапсов так же, как клетки микроглии поедают «клеточный мусор». У мышей с ситуативным недосыпом активность астроцитов была отмечена в 8,4% синапсов, а у животных с хронической нехваткой сна — в 13,5%.
Впрочем, как пояснил учёный, большая часть пострадавших в результате недосыпа синапсов относились к самым старым и изношенным, поэтому их «очистка», возможно, принесло больше пользы, чем вреда. Но когда исследователи начали изучать активность клеток микроглии, оказалось, что она также повысилась в результате нехватки сна. И этот факт обеспокоил учёных, поскольку неконтролируемая активность микроглиальных клеток связана с нейродегенеративными заболеваниями, в том числе, с болезнью Альцгеймера.
«Мы обнаружили, что процесс фагоцитоза в клетках астроглии активизировался только в результате ситуативного и хронического недосыпа, но не после периодических пробуждений. Возможно, при этом клетки осуществляли удаление изношенных компонентов наиболее старых и активно используемых синапсов, — сообщается в исследовании. — Напротив, хроническая депривация сна привела к активации клеток микроглии и повышению их фагоцитарной активности. Можно предположить, что долговременное нарушение сна может перевозбудить микроглиальные клетки и повысить риск повреждения головного мозга».
Пока неизвестно, идут ли сходные процессы в мозге человека, и может ли восстановление нормального соотношения сна и бодрствования минимизировать полученный ущерб. Однако тот факт, что распространённость болезни Альцгеймера с 1999 г. повысилась на 50%, в сочетании с увеличением количества жалоб на нарушения сна, означает, что нам всем следует обратить внимание на результаты новой работы и, по возможности быстро, избавиться от привычки недосыпать по ночам.
Исследование было опубликовано в издании The Journal of Neuroscience.
