Мозг уполномочен себя мыть: чем опасна бессонница
Токсичные элементы из тканей мозга выводит отдельная лимфатическая система, расположенная в его менингеальных оболочках, а идет этот процесс обычно в последние часы сна, говорится в промежуточных результатах научного исследования ученых из лаборатории «Умный сон» Саратовского госуниверситета им. Н.Г. Чернышевского. Спать положенные восемь часов нужно еще и затем, чтобы дать время головному мозгу избавиться от токсинов, иначе их концентрация в долгосрочной перспективе приведет к болезни Альцгеймера. Подробности — в материале «Известий».
Отдельно от мозга
Гипотеза о существовании мозговой лимфатической системы, за счет которой в нем поддерживается гидробаланс и выводятся метаболиты, была выдвинута еще в XIX веке. Итальянский врач-анатом Паоло Маскагни утверждал, что в менингеальных оболочках головного мозга находятся лимфатические сосуды.
Исследования этой темы продолжаются и в наши дни. Американские ученые в 2015 году проводили доклинические испытания, доказав наличие мозговой лимфатики у грызунов. А исследователи лаборатории «Умный сон» кафедры физиологии человека и животных Саратовского государственного университета установили, как работают восстановительные механизмы в менингеальных оболочках, с помощью которых головной мозг очищает сам себя во время сна. Если коротко, то процесс очищения происходит во время глубоких сонных фаз, когда мозг омывается спинномозговой жидкостью.
— Мозг омывает сам себя, выкачиваются продукты полураспада, например, такие, как бета-амилоид. Если бы процесса самоочищения не существовало, то человеческие мозги напоминали бы токсичное болотце, которое способствовало бы таким заболеваниям, как болезнь Альцгеймера или Паркинсона. Впрочем, мозг хронически недосыпающих людей именно его и напоминает, ведь процесс очищения происходит за два часа до пробуждения, — говорит д.б.н, профессор, заведующая кафедрой физиологии человека и животных биологического факультета Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского Оксана Семячкина-Глушковская.
Первой целью саратовских ученых было еще раз установить наличие тонких и прозрачных сосудов в оболочках головного мозга. Известно, что даже кровеносных сосудов в тканях головного мозга нет, даже сетчатая оболочка кровеносных сосудов головного мозга, называемая в научном мире цереброваскулярной системой, находится не в нем самом, а на его поверхности, говорят опрошенные эксперты. Она выглядит как отдельный механизм и в этом смысле не единственная.
— Существуют три основных оболочки, окружающие головной мозг. Твердая мозговая оболочка, которая идет сразу после кости. Мягкая мозговая оболочка, отделяющая пространство между субдуральным веществом и мозгом. И, наконец, паутинная мозговая оболочка. Все три несут защитную функцию и являются отдельной анатомической структурой, не являются головным мозгом, — говорит практикующий хирург Ленинградской областной больницы НИИ скорой помощи им. И. Джанелидзе Павел Огнев.
Сонное бодрствование
Саратовские ученые исследовали ткани мозга десятков умерших людей. Годом ранее проводились доклинические исследования активности головного мозга в лаборатории новосибирского Научно-исследовательского института нейронаук. К эксперименту привлекли не спавших накануне 10 студентов и 12 врачей. Специальные датчики следили за глубоким сном испытуемого.
— С помощью ЭЭГ мы зафиксировали ускорение движения жидкости по лимфатическим сосудам в менингеальных оболочках мозга перед пробуждением. Этот факт дает основания полагать, что в этот момент активно выводились токсины из головного мозга. То есть доклинические испытания новой технологии доказывают, что во время глубокой фазы сна происходит очищение головного мозга от токсинов через менингеальную оболочку, однако если привычка спать по четыре–пять часов — это норма, то со временем концентрация бета-амилоида в организме вырастет, — говорит Оксана Семячкина-Глушковская.
Врачи утверждают, что взрослый человек должен спать не менее восьми часов. Как правило, восьмичасовой сон состоит из четырех–шести циклов, каждый из которых длится около 90 минут.
— Это позволяет выработать необходимое количество соматотропного гормона, пополнить количество белков и аминокислот клеток, оптимизировать управление внутренних органов, переработать информацию и составить алгоритм действий и поведения на следующий день, — говорит врач-невролог, к.м.н Игорь Мацокин.
Процесс самоочищения мозг начинает ближе к пробуждению, то есть на последней, третьей, стадии сна. В мозге параллельно с этим идут активные процессы, например, в это время человек видит сны. Специалисты выделяют две фазы сна: медленный и быстрый, он же сон со сновидениями или сон с быстрыми движениями глаз. Медленный сон по глубине делится на три стадии: поверхностный сон (дремотный), мы через него засыпаем, и он длится 5% от всего времени сна. Вторая стадия сна тоже считается поверхностной, но на самом деле именно в этой стадии сна мы проводим большую часть времени в течение ночи, около 40–50%. И третья стадия — самый глубокий сон, его называют дельта-сон (потому что на волнах энцефалограммы в этот момент отображаются дельта-волны). Эти фазы и стадии собраны в циклы. Цикл — это промежуток сна, первый цикл длится от момента засыпания до конца первого промежутка быстрого сна, последующие циклы — от окончания предыдущего промежутка до окончания следующего промежутка. Первый цикл обычно длится полтора часа — 1 час 40 минут. Потом человек снова уходит в поверхностный медленный сон — в третью стадию (глубокий медленный сон), затем снова поверхностный, снова сон со сновидениями — этот промежуток подлиннее.
— В третьем цикле сна и дальнейших человек может не уходить в третью стадию сна, а чередовать медленный сон и сон со сновидениями. Циклы сна под утро длятся уже меньше полутора часов. В состоянии ремо-сна (со сновидениями) активность мозга очень похожа на бодрствование, но работают другие отделы, связанные с эмоциями и воображением, действует затылочная кора мозга, при этом мышцы полностью расслаблены, есть определенный механизм в головном мозге, который полностью расслабляет и уменьшает тонус до минимума, чтобы человека не мог двигаться. При этом идут быстрые движения глаз, глазные яблоки могут двигаться из стороны в сторону / вверх-вниз и могут учащаться сердцебиение и дыхание. В этой фазе человек видит сновидения — причудливые и нелогичные сюжеты, яркие образы и картинки. Это еще раз доказывает, что мозг работает, но немного в другом формате, задействуя при этом другие отделы, — говорит к.м.н. врач невролог-сомнолог Ирина Завалко.
Всем дадут по шапке
Недосып негативно влияет на концентрацию токсинов, самым опасным из них является бета-амилоид — аминокислота, которую в научном мире принято считать конечным продуктом биораспада. Это вещество имеет особенность накапливаться в тканях головного мозга, оседая на нейронах, из-за чего со временем они перестают передавать импульсы от одной нейронной дуге к другой, обостряя болезнь Альцгеймера или Паркинсона, считают ученые из лаборатории «Умный сон». Другая опасность заключается в том, что со временем проходимость лимфососудов в мозге снижается. Чтобы повысить шансы людей на сохранение здоровья мозга, Оксана Семячкина-Глушковская и ее коллеги собираются в 2025 году проводить полноценные клинические испытания на здоровых людях и на страдающих болезнью Альцгеймера. Ученые намерены получить доказательства стимулирующего эффекта для лимфатической жидкости их шапочки с датчиками, а в будущем добиться для нее статуса медицинского прибора.
— На больных и здоровых граждан на ночь наденут шапочки и с помощью приборов будут фиксировать движение жидкости в менингеальной оболочке. У больных до и после эксперимента будут определять концентрацию бета-амилоида, проверять изменение когнитивных способностей и их памяти, — говорит Оксана Семячкина-Глушковская.
Ученые определились с площадкой для научного эксперимента — это будет ММА им. Сеченова — и ищут добровольцев для клинических испытаний, которым придется носить шапочку по ночам в течение ночи и проходить МРТ-исследование головного мозга.