facebook  Twitter  Google plus  Feedburner email subscription

Νέα έρευνα αποκαλύπτει τις καταστροφικές συνέπειες της έλλειψης ύπνου

Διάκενο εγκεφάλου συγκρίνοντας το ξύπνιο στάδιο με αυτό του ύπνου

Γνωρίζουμε την αρνητική εμπειρία της κατάστασης στην οποία είμαστε όταν δεν έχουμε κοιμηθεί καθόλου, η μη ικανοποιητικά για μερικές νύχτες η συστηματικά. Τι είναι όμως αυτό που κάνει την απώλεια ύπνου να έχει τόσο μεγάλη επιρροή; Νέα έρευνα συνιστά πως ο ύπνος είναι υπεύθυνος για μία σημαντικότατη λειτουργία, και η απώλεια ύπνου μπορεί να επιφέρει προβλήματα, πολύ σοβαρότερα από ότι μπορεί να υποθέτετε.

Συνοπτικά, η έρευνα προβάλει αποδεικτικά στοιχεία πως χρειαζόμαστε έναν φυσιολογικό ύπνο κάθε βράδυ, διότι ο εγκέφαλος χρησιμοποιεί το χρονικό διάστημα του ύπνου για να αποβάλλει τα τοξικά κατάλοιπα μεταβολισμού των νευρώνων, τα οποία με την απώλεια ύπνου συσσωρεύονται στον εγκέφαλο εμποδίζοντας παράλληλα τη σωστή λειτουργία των νευρώνων, ακόμη και καταστρέφοντας τους. Ενδέχεται επίσης πως η συσσώρευση αυτή μπορεί να προκαλέσει νευροεκφυλιστικές ασθένειες, τύπου Αλτσχάιμερ.

Μία από τις κύριες λειτουργίες του Λεμφικού Συστήματος είναι η αποβολή άχρηστων ουσιών από το σώμα. Ένα υγρό που ονομάζεται Λέμφος, είναι το μεσοκυττάριο υγρό του λεμφικού συστήματος το οποίο βρίσκεται και γύρω από τους ιστούς. Το υγρό αυτό συλλέγει τα απόβλητα των κυττάρων και τα μεταφέρει στο αίμα, όπου αυτό με τη σειρά του τα αποβάλει φιλτράροντας τα στα νεφρά και μετά αποβάλλονται μέσω των ούρων.

Ο εγκέφαλός μας όμως δεν περιέχει λεμφικά αγγεία. Έχει το δικό του εσωτερικό οικοσύστημα και περιβάλλεται από τον αιματο-εγκεφαλικό φραγμό, ο οποίος ελέγχει τι εισέρχεται και τι εξέρχεται από το όργανο (τον εγκέφαλο). Αυτή η λεπτομέρεια του εγκεφάλου απασχολούσε τους επιστήμονες για καιρό. "Από τη στιγμή που ο εγκέφαλος έχει τόσο γρήγορο μεταβολισμό, πως μπορεί και αποβάλλει τόσο αποτελεσματικά τα κατάλοιπα μεταβολισμού που παράγονται ανάμεσα στα κύτταρα;" λέει ο Rashid Deane, ερευνητής του Πανεπιστημίου του Ιατρικού Κέντρου Rotchester.

Το Γλεμφικό Σύστημα του Εγκεφάλου

Πέρυσι, ο Rashid Deane μαζί με τους συναδέλφους του ανακάλυψαν πως ο εγκέφαλος έχει το δικό του ειδικό σύστημα αποβολής των καταλοίπων του μεταβολισμού, το οποίο ονόμασαν Γλεμφικό Σύστημα, και η ονομασία προέρχεται από τα νευρογλοιακά κύτταρα τα οποία εμπλέκονται στη διαδικασία αποβολής των καταλοίπων, και το λεμφικό σύστημα. Το γλεμφικό σύστημα αποτελείται από αστρογλοιακά κύτταρα, τα οποία αποτελούν ένα δίκτυο καναλιών νερού που περιβάλλει τα αιμοφόρα αγγεία του εγκεφάλου.

Το Εγκεφαλονωτιαίο Υγρό (ΕΝΥ) εισέρχεται στον εγκέφαλο μέσω καναλιών που περιβάλλουν τις αρτηρίες. Στη συνέχεια διαπερνά μέσα από τον εγκεφαλικό ιστό και αναμιγνύεται με το υγρό που εμπεριέχει όλα τα κατάλοιπα του μεταβολισμού των κυττάρων. Τέλος, το ΕΝΥ μαζεύεται στα κανάλια που περιβάλλουν τις φλέβες και εξέρχεται έξω από τον εγκέφαλο, μεταφέροντας τα κατάλοιπα μαζί του.

Οι ερευνητές ανακάλυψαν πως το γλεμφικό σύστημα είναι υπεύθυνο για την κάθαρση του εγκεφάλου από το β-αμυλοειδές, έναν μεταβολίτη που πολλοί ερευνητές πιστεύουν πως έχει τη δυνατότητα να προκαλέσει Αλτσχάιμερ εάν συσσωρευτεί, διότι καταστρέφει τους νευρώνες. Αυτό προμηνύει πως η ασθένεια Αλτσχάιμερ μπορεί να προκαλείται από δυσλειτουργία του Γλεμφικού συστήματος. Πειράματα σε ποντικούς έδειξαν πως η αφαίρεση των καναλιών νερού προκαλούσε τη συσσώρευση του β-αμυλοειδούς στον εγκέφαλο.

Ο ύπνος είναι απαραίτητος για την αποβολή των τοξικών καταλοίπων από τον εγκέφαλο

Μετά την ολοκλήρωση της έρευνας, οι ερευνητές αναρωτήθηκαν εάν υπάρχει διαφορά στο γλεμφικό σύστημα συγκρίνοντας το στάδιο του ύπνου με το στάδιο του ξύπνιου εγκεφάλου. "Όσο είμαστε ξύπνιοι, τα εγκεφαλικά κύτταρα μεταδίδουν σήματα δημιουργώντας κατάλοιπα, χρειάζεται όμως επίσης να αποβάλουν αυτά τα κατάλοιπα," λένε οι ερευνητές. Η αποβολή των καταλοίπων αντιμετωπίζει δυσκολία όταν ο εγκέφαλος είναι ξύπνιος και δέχεται πληροφορίες.

Επιπλέον, επιστήμονες έχουνε προηγουμένως ανακαλύψει πως τα επίπεδα του β-αμυλοειδούς είναι υψηλότερα κατά το ξύπνιο στάδιο, σε σύγκριση με τον ύπνο. Από τη μία, αυτή η αλλαγή μπορεί να προμηνύει πως η παραγωγή των μεταβολιτών και άλλων είναι διαφορετική όταν κοιμόμαστε. Διαφορετικά, μπορεί να προμηνύει πως ο εγκέφαλος αποβάλει τα κατάλοιπα πολύ αποτελεσματικότερα όταν κοιμόμαστε.

Για να γίνει η δοκιμή της ιδέας, οι ερευνητές εκπαίδευσαν ποντικούς να χαλαρώνουν και τελικά να κοιμούνται σε μια συσκευή που ονομάζεται διφωτονικό μικροσκόπιο, η οποία μπορεί να ανιχνεύσει μία προσθετική χημική ουσία η οποία χρωματίζει τους ιστούς από τους οποίους διαπερνάει, σε υψηλή ανάλυση. Από τη στιγμή που οι ποντικοί βρίσκονταν σε κατάσταση ύπνου, την οποία οι ερευνητές αναγνωρίζουν από τη δραστηριότητα του εγκεφάλου, έγχυσαν μια πράσινη χρωστική ουσία μέσα στο ΕΝΥ. Μετά απο μισή ώρα, ξύπνησαν τους ποντικούς και έγχυσαν μία κόκκινη χρωστική ουσία μέσα στο ΕΝΥ. Αναλύοντας τις κινήσεις των δύο χρωστικών ουσιών, οι ερευνητές ανακάλυψαν πως η ροή του ΕΝΥ μέσω του διάκενου μεταξύ των νευρώνων κατά τη διάρκεια του ξυπνήματος ήταν περίπου μόνο το 5% από το ποσοστό σε στάδιο ύπνου.

Οι ερευνητές αποφάσισαν να δοκιμάσουν εάν το διάκενο αυξάνεται κατά τη διάρκεια του ύπνου, το οποίο πιθανών να εξηγεί την αύξηση της ροής του ΕΝΥ. "Εάν τα κενά ανάμεσα στα κύτταρα είναι μεγαλύτερα, τότε θα υπάρχει μεγαλύτερο εύρος για να ρέει το υγρό," εξηγούν οι ερευνητές.

Ανακάλυψαν πως στον ξύπνιο εγκέφαλο του ποντικού, το διάκενο αποτελεί το 13-15% του εγκεφαλικού όγκου. Όμως όταν ο ποντικός κοιμάται, το διάκενο αυξάνεται μεταξύ 22-24%. Οι ερευνητές δεν είναι σίγουροι για την αιτία που το διάκενο αυξάνεται κατά τη διάρκεια του ύπνου, θεωρούν όμως ότι τα εγκεφαλικά κύτταρα συρρικνώνονται.

Οπότε η ροή του ΕΝΥ και το μέγεθος του διάκενου αυξάνονται κατά τη διάρκεια του ύπνου, σημαίνει όμως αυτό απαραίτητα πως ο εγκέφαλος έχει τη δυνατότητα με αυτό το τρόπο να αποβάλει περισσότερα κατάλοιπα; Για να το ανακαλύψουν, οι ερευνητές έγχυσαν β-αμυλοειδές μέσα στον εγκέφαλο ξύπνιων και κοιμισμένων ποντικών. Στους κοιμισμένους ποντικούς το γλεμφικό σύστημα απέβαλε το κατάλοιπο δύο φορές γρηγορότερα γρηγορότερα από ότι στους ξύπνιους.

Τέλος, οι ερευνητές ήθελαν να μάθουν τι είναι αυτό που οδηγεί στην αλλαγή του μεγέθους του διάκενου, το οποίο ευθύνεται για την αποτελεσματικότερη αποβολή των καταλοίπων. "Γνωρίζουμε πως κατά το ξύπνημα ο εγκέφαλος ενεργοποιεί τα εγκεφαλικά κύτταρα μετά την απελευθέρωση του συστατικού που ονομάζεται Νορανδρεναλίνη (νορεπινεφρίνη)," λένε οι ερευνητές. Αυτός ο νευροδιαβιβαστής δεν είναι πολύ ενεργός κατά τη διάρκεια του ύπνου, όμως απελευθερώνεται ραγδαία όταν ο εγκέφαλος είναι σε κατάσταση εγρήγορσης, όπως η αντίδραση στον φόβο και άλλα εξωτερικά ερεθίσματα.

Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν αναστολέα της δράσης της νορανδρεναλίνης στους εγκεφάλους των ποντικών που ξυπνούσαν, αναγκάζοντας τη λειτουργία του εγκεφάλου να είναι περισσότερο υπνηλιακή. Αναστέλλοντας τη δράση της νορανδρεναλίνης είχε ως αποτέλεσμα την αύξηση του μεγέθους του διάκενου από 14,3 σε 22,6%. Οι ερευνητές πιστεύουν πως η νορανδρεναλίνη μπορεί κατέχει σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση του διάκενου ανάμεσα στα κύτταρα του εγκεφάλου.

Η σύνδεση με τις νευροεκφυλιστικές ασθένειες

Η νόσος του Αλτσχάιμερ και άλλες νευροεκφυλιστικές ασθένειες δεν συνδέονται μόνο με τη συσσώρευση των καταλοίπων, αλλά και την απώλεια ύπνου. Ενώ οι προηγούμενη έρευνα έδειξε πως ένα εσφαλμένο γλεμφικό σύστημα μπορεί να είναι υπεύθυνο για νευροεκφυλιστικές ασθένειες, η παρούσα έρευνα δείχνει πως η απώλεια ύπνου επίσης μπορεί να είναι υπεύθυνη. Συγκεκριμενα, εάν κάποιος συστηματικά δεν δέχεται ικανοποιητικό ύπνο, το β-αμυλοειδές και άλλα κατάλοιπα αρχίζουν να συσσωρεύονται και καταστρέφουν τους νευρώνες, οδηγώντας στην άνοια. "Όσο ένα εσφαλμένο γλεμφικό σύστημα, τόσο και η απώλεια ύπνου είναι υπεύθυνα για τη συσσώρευση των καταλοίπων," λένε οι ερευνητές.

Η σημασία και η επίπτωση αυτής της έρευνας είναι ιδιαίτερα υψηλή, ειδικότερα έχοντας υπόψιν το τεράστιο ποσοστό του πληθυσμού που έχει προβλήματα ύπνου. Υπάρχουν διάφορα φάρμακα που βοηθούν στον ύπνο, όμως σύμφωνα με τους ερευνητές οι μελλοντικές θεραπείες θα έχουν τη δυνατότητα να επιταχύνουν την αποβολή των καταλοίπων.

Για τώρα, οι ερευνητές θέλουν να γνωρίσουν το πώς το διάκενο μπορεί και αλλάζει το μέγεθός του στις αλλαγές των σταδίων. Υπάρχουν όμως και άλλες πολλές ενδιαφέρων και σημαντικές ερωτήσεις για περαιτέρω έρευνα. Για παράδειγμα, είναι κοινώς γνωστό ότι η απώλεια ύπνου μειώνει τις νοητικές αποδόσεις, θα μπορούσε αυτό να οφείλεται στη συσσώρευση των καταλοίπων; Θα μπορούσε αυτή η συσσώρευση να ευθύνεται για την αίσθηση της νύστας η οποία μας αναγκάζει να κοιμηθούμε;

Μετάφραση – επιμέλεια © Χριστόφορος Χιονίδης , για το Blackstate.gr

Παραπομπές

Photo © University of Rochester Medical Center

Joseph Bennington-Castro. "The real reason why sleep deprivation can destroy you." Io9. N.p., 18 Oct. 2013. Web. 20 Oct. 2013. <http://www.io9.com/the-real-reason-why-sleep-deprivation-can-destroy-you-1447241194 >.

J. Iliff Jeffrey, Minghuan Wang, Yonghong Liao, Benjamin A. Plogg, Weiguo Peng, Georg A. Gundersen, Helene Benveniste, G. Edward Vates, Rashid Deane, Steven A. Goldman, Erlend A. Nagelhus, and Maiken Nedergaard. "A Paravascular Pathway Facilitates CSF Flow Through the Brain Parenchyma and the Clearance of Interstitial Solutes, Including Amyloid β." Sci. Transl. Med. American Association for the Advancement of Science, 15 Aug. 2012. Web. 20 Oct. 2013. <http://stm.sciencemag.org/content/4/147/147ra111 >.

Xie Lulu, Hongyi Kang, Qiwu Xu, Michael J. Chen, Yonghong Liao, Meenakshisundaram Thiyagarajan, John O’Donnell, Daniel J. Christensen, Charles Nicholson, Jeffrey J. Iliff, Takahiro Takano, Rashid Deane, and Maiken Nedergaard. "Sleep Drives Metabolite Clearance from the Adult Brain." Science Magazine. American Association for the Advancement of Science, 18 Oct. 2013. Web. 20 Oct. 2013. <http://www.sciencemag.org/content/342/6156/373.abstract >.


Διαφημίσεις