Studio sui topi: il sonno profondo aiuta il cervello a eliminare le proteine tossiche
Il sonno profondo consente al cervello di lavare via i rifiuti e le proteine tossiche in modo più efficiente, secondo un nuovo studio sui topi pubblicato sulla rivista I progressi della scienza. Le nuove scoperte fanno luce sulle prove precedenti che collegano la malattia di Alzheimer con l'invecchiamento e la privazione del sonno.
"Il sonno è fondamentale per la funzione del sistema di rimozione dei rifiuti del cervello e questo studio mostra che più profondo è il sonno, meglio è", ha detto Maiken Nedergaard, MD, DMSc, co-direttore del Center for Translational Neuromedicine presso l'Università di Rochester Medical Center (URMC) e autore principale dello studio.
"Questi risultati si aggiungono anche all'evidenza sempre più chiara che la qualità del sonno o la privazione del sonno possono prevedere l'insorgenza di Alzheimer e demenza".
Lo studio suggerisce che il cervello lento e costante e l'attività cardiopolmonare legata al sonno profondo non REM sono ottimali per la funzione del sistema glicinfatico, il sistema di rimozione dei rifiuti del cervello. I risultati potrebbero anche spiegare perché alcune forme di anestesia possono provocare disfunzioni cognitive negli anziani.
Il sistema glinfatico non studiato in precedenza è stato descritto per la prima volta da Nedergaard e dai suoi colleghi nel 2012. In precedenza, gli scienziati non avevano compreso appieno come il cervello, che mantiene il proprio ecosistema chiuso, rimuovesse i rifiuti. Il team ha scoperto un sistema di tubature che trasporta sui vasi sanguigni e pompa il liquido cerebrospinale (CSF) attraverso il tessuto cerebrale per lavare via i rifiuti. Un altro studio ha rivelato che questo sistema funziona principalmente mentre dormiamo.
Poiché le proteine tossiche come la beta amiloide e la tau sono collegate alla malattia di Alzheimer, i ricercatori si sono chiesti se la disfunzione del sistema glicinfatico dovuta al sonno interrotto potrebbe essere un driver della malattia. Ciò si allinea con le osservazioni cliniche che suggeriscono che il sonno povero è collegato al rischio di Alzheimer.
Nel nuovo studio, i ricercatori hanno condotto esperimenti con topi che sono stati anestetizzati con sei diversi regimi anestetici. Mentre i roditori erano sotto anestesia, il team ha monitorato l'attività elettrica del cervello, l'attività cardiovascolare e il flusso purificante del liquido cerebrospinale attraverso il cervello.
I ricercatori hanno scoperto che una combinazione dei farmaci ketamina e xilazina (K / X) imitava più da vicino l'attività elettrica lenta e costante nel cervello e la frequenza cardiaca lenta associata al sonno profondo non REM. Inoltre, l'attività elettrica nel cervello dei topi a cui era stato somministrato K / X sembrava essere ottimale per la funzione del sistema glicinfatico.
"Le onde sincronizzate dell'attività neurale durante il sonno profondo a onde lente, in particolare i modelli di attivazione che si spostano dalla parte anteriore del cervello alla parte posteriore, coincidono con ciò che sappiamo sul flusso di CSF nel sistema glinfatico", ha detto Lauren Hablitz, PhD , un collaboratore post-dottorato nel laboratorio di Nedergaard e primo autore dello studio.
In particolare, sembra che le sostanze chimiche coinvolte nell'attivazione dei neuroni guidino un processo che aiuta a tirare il fluido attraverso il tessuto cerebrale, ha detto Hablitz.
Lo studio rafforza il legame tra sonno, invecchiamento e malattia di Alzheimer e dimostra anche che il sistema glicinfatico può essere manipolato migliorando il sonno, una scoperta che può indicare potenziali approcci clinici, come la terapia del sonno o altri metodi per aumentare la qualità del sonno. , per le popolazioni a rischio.
Lo studio fa anche luce sui problemi cognitivi che i pazienti anziani spesso sperimentano dopo l'intervento chirurgico. "Il deterioramento cognitivo dopo l'anestesia e la chirurgia è un grave problema", ha detto Tuomas Lilius, MD, PhD, con il Center for Translational Neuromedicine presso l'Università di Copenhagen in Danimarca e coautore dello studio. "Una percentuale significativa di pazienti anziani che si sottopongono a intervento chirurgico sperimenta un periodo postoperatorio di delirio o presenta un nuovo o peggiorato deterioramento cognitivo alla dimissione".
Questo studio suggerisce alcune classi di farmaci che potrebbero essere utilizzate per evitare questo problema, poiché i topi nello studio che sono stati esposti ad anestetici che non hanno indotto un'attività cerebrale lenta hanno visto una ridotta attività glicinfatica.
Fonte: University of Rochester Medical Center
