Slaap reinigt de hersenen van gifstoffen en metabolieten
Laatst beoordeeld: 14.06.2024
Alle iLive-inhoud wordt medisch beoordeeld of gecontroleerd op feiten om zo veel mogelijk feitelijke nauwkeurigheid te waarborgen.
We hebben strikte richtlijnen voor sourcing en koppelen alleen aan gerenommeerde mediasites, academische onderzoeksinstellingen en, waar mogelijk, medisch getoetste onderzoeken. Merk op dat de nummers tussen haakjes ([1], [2], etc.) klikbare links naar deze studies zijn.
Als u van mening bent dat onze inhoud onjuist, verouderd of anderszins twijfelachtig is, selecteert u deze en drukt u op Ctrl + Enter.
Uit een recent onderzoek gepubliceerd in Nature Neuroscience is gebleken dat de hersenklaring verminderd is tijdens anesthesie en slaap.
Slaap is een toestand van kwetsbare inactiviteit. Gezien de risico's van deze kwetsbaarheid wordt gesuggereerd dat slaap enkele voordelen kan bieden. Er wordt verondersteld dat slaap de hersenen zuivert van gifstoffen en metabolieten via het glymfatische systeem. Deze veronderstelling heeft belangrijke implicaties; Een verminderde ontgifting als gevolg van chronisch slechte slaap kan bijvoorbeeld de Alzheimer verergeren.
De mechanismen en anatomische routes waardoor gifstoffen en metabolieten uit de hersenen worden verwijderd, blijven onduidelijk. Volgens de glymfatische hypothese verwijdert de basale vloeistofstroom, aangedreven door hydrostatische drukgradiënten van arteriële pulsaties, actief zouten uit de hersenen tijdens langzame slaap. Bovendien verbeteren sedatieve doses anesthetica de klaring. Het blijft onbekend of slaap de klaring vergroot door een verhoogde basale stroom.
In dit onderzoek hebben wetenschappers de vloeistofbeweging en de hersenklaring bij muizen gemeten. Eerst werd de diffusiecoëfficiënt van fluoresceïne-isothiocyanaat (FITC)-dextran, een fluorescerende kleurstof, bepaald. FITC-dextran werd in de caudate nucleus geïnjecteerd en de fluorescentie werd gemeten in de frontale cortex.
De eerste experimenten omvatten het wachten op een stabiele toestand, het bleken van de kleurstof in een klein volume stof en het bepalen van de diffusiecoëfficiënt op basis van de bewegingssnelheid van de ongebleekte kleurstof in het gebleekte gebied. De techniek werd gevalideerd door de diffusie van FITC-dextran te meten in agarosegels die de hersenen nabootsen en die waren aangepast om de optische absorptie en lichtverstrooiing van de hersenen te benaderen.
De resultaten toonden aan dat de diffusiecoëfficiënt van FITC-dextran niet verschilde tussen anesthesie- en slaaptoestanden. Het team mat vervolgens de hersenzuivering in verschillende waaktoestanden. Ze gebruikten een klein volume van de fluorescerende kleurstof AF488 bij muizen die werden geïnjecteerd met een zoutoplossing of een verdovingsmiddel. Deze kleurstof bewoog zich vrij door het parenchym en kon helpen de hersenklaring nauwkeurig te kwantificeren. Er werden ook vergelijkingen gemaakt tussen wakende en slapende toestanden.
Bij piekconcentraties was de klaring 70-80% bij met zoutoplossing behandelde muizen, wat aangeeft dat de normale klaringsmechanismen niet aangetast waren. Er werd echter een significante vermindering van de klaring waargenomen bij gebruik van anesthetica (pentobarbital, dexmedetomidine en ketamine-xylazine). Bovendien was de klaring ook verminderd bij slapende muizen vergeleken met wakkere muizen. De diffusiecoëfficiënt was echter niet significant verschillend tussen anesthesie- en slaapomstandigheden.
Een. 3 of 5 uur na injectie van AF488 in CPu werden de hersenen ingevroren en gecryosectied in secties van 60 μm dik. De gemiddelde fluorescentie-intensiteit van elke sectie werd gemeten met behulp van fluorescentiemicroscopie; vervolgens werden de gemiddelde intensiteitswaarden van de groepen van vier plakjes gemiddeld.
B. De gemiddelde fluorescentie-intensiteit werd omgezet in concentratie met behulp van de kalibratiegegevens gepresenteerd in aanvullende figuur 1 en uitgezet tegen de anteroposterieure afstand vanaf het injectiepunt voor de wakkere (zwarte), slaap (blauwe) en KET-XYL-anesthesie (rode) toestanden. Boven - gegevens na 3 uur. Hieronder - gegevens na 5 uur. Lijnen vertegenwoordigen Gaussiaanse aanpassingen aan de gegevens en foutomhulsels geven betrouwbaarheidsintervallen van 95% aan. Zowel 3- als 5-uursconcentraties tijdens KET-XYL-anesthesie (P
C. Representatieve beelden van hersensecties op verschillende afstanden (antero-posterieur) vanaf de AF488-injectieplaats na 3 uur (bovenste drie rijen) en 5 uur (onderste drie rijen). Elke rij vertegenwoordigt gegevens voor drie wakkere toestanden (wakker, slaap en KET-XYL-anesthesie).
Uit het onderzoek bleek dat de hersenklaring verminderde tijdens anesthesie en slaap, wat in tegenspraak was met eerdere rapporten. De klaring kan per anatomische locatie variëren, maar de mate van variatie kan klein zijn. De remming van de klaring door ketamine-xylazine was echter significant en onafhankelijk van de locatie.
Nicholas P. Franks, een van de auteurs van het onderzoek, zei: "Het onderzoeksveld is zo gefocust op het idee van zuivering als een van de belangrijkste redenen waarom we slapen, dat we zeer verrast waren door de tegenovergestelde resultaten."
/p>
Het is vooral belangrijk op te merken dat de resultaten betrekking hebben op een klein volume kleurstof dat zich vrijelijk in de extracellulaire ruimte beweegt. Grotere moleculen kunnen ander gedrag vertonen. Bovendien blijven de precieze mechanismen waarmee slaap en anesthesie de hersenklaring beïnvloeden onduidelijk; Deze bevindingen dagen echter het idee uit dat de primaire functie van de slaap het zuiveren van gifstoffen in de hersenen is.