睡眠可能清除大腦中的毒素
時間：2013-10-21 09:47:05 來源：轉化醫(yī)學網(wǎng) 點擊：
一夜好眠實際上有可能清凈了我們的頭腦。研究人員首次利用小鼠證實了，睡眠過程中有可能增大了腦細胞之間的空間，使得大腦能夠清除掉清醒狀態(tài)時累積的毒素。這些結果表明了睡眠在健康和疾病中所起的作用。研究論文發(fā)表在10月18日的《科學》（Science）雜志上。
研究的領導者、羅徹斯特大學醫(yī)學中心轉化神經(jīng)醫(yī)學中心聯(lián)合主任Maiken Nedergaard博士說：“睡眠改變了大腦的細胞結構?？雌饋硎且环N完全不同的狀態(tài)。”
幾個世紀以來，科學家和哲學家們一直想知道為什么人們需要睡覺，以及它是如何影響大腦的。直到最近科學家們才證明睡眠對于儲存記憶至關重要。在這項新研究中，Nedergaard和她的同事們意外發(fā)現(xiàn)大腦有可能是在睡眠過程中清除了自身的有毒分子。
他們的研究結果表明，在睡眠過程中一種被稱作為“膠質淋巴系統(tǒng)”（ glymphatic system）的上下水道系統(tǒng)有可能開啟，使得液體能夠快速通過大腦。Nedergaard博士實驗室近期發(fā)現(xiàn)，這一膠質淋巴系統(tǒng)幫助控制了腦脊髓液（CSF）的流動。腦脊髓液是一種環(huán)繞大腦和脊髓的透明液體。
美國]國立神經(jīng)病及中風研究所（NINDS）項目主任Roderick Corriveau說：“Nedergaard博士和同事們就好像發(fā)現(xiàn)了一個隱秘的洞穴網(wǎng)絡，這些令人感到興奮的研究結果凸顯了這一網(wǎng)絡在正常腦功能中的潛在重要性。”
一開始，研究人員通過將染料注入到小鼠腦脊液中，觀察它流過小鼠大腦同時監(jiān)測腦電活動對這一系統(tǒng)進行了研究。當小鼠處于睡眠或麻醉失去知覺的狀態(tài)時，染料迅速地流過大腦。與之相反，清醒狀態(tài)時的小鼠染料則幾乎沒有流動。
Nedergaard 博士說：“當小鼠清醒時只有很少的染料流入大腦，這讓我們感到非常驚訝。這表明在有意識和無意識狀態(tài)之間腦細胞間的空間發(fā)生了很大的改變。”
為了驗證這一想法，研究人員將電極插入到大腦中直接測量腦細胞之間的空間。她們發(fā)現(xiàn)當小鼠處于睡眠或麻醉狀態(tài)時，腦內的空間增大了60%。
紐約大學Langone醫(yī)學中心教授Charles Nicholson說：“細胞外空間發(fā)生了一些顯著的變化。”
一些腦膠質細胞通過收縮或膨脹來控制通過膠質淋巴系統(tǒng)的流量。去甲腎上腺素是一種覺醒激素，已知也能夠控制細胞體積。與采用麻醉方法相似，用阻斷去甲腎上腺素的藥物處理清醒小鼠可誘導其喪失意志，提高腦液體流動量以及細胞之間的空間，進一步證實了膠質淋巴系統(tǒng)與意識之間的關聯(lián)。
以往的研究表明，與神經(jīng)退行性疾病相關的毒性分子在腦細胞之間的空間累積。在這一研究中，研究人員通過將標記β淀粉樣蛋白注入小鼠腦內，檢測小鼠在睡眠或清醒時這些蛋白質在大腦中的存留時間，測試了膠質淋巴系統(tǒng)是否控制了這一過程。當小鼠處于睡眠狀態(tài)時，β淀粉樣蛋白更快消失，表明睡眠通常清除了大腦的毒性分子。
NINDS項目主任Jim Koenig說：“這些結果對于多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病或許有著廣泛的影響。這意味著，調控這一膠質淋巴系統(tǒng)的細胞有可能是治療多種疾病的新靶點。”
這些結果也突顯了睡眠的重要性。
“我們需要睡眠。它清潔了大腦，”Nedergaard博士說。
研究的領導者、羅徹斯特大學醫(yī)學中心轉化神經(jīng)醫(yī)學中心聯(lián)合主任Maiken Nedergaard博士說：“睡眠改變了大腦的細胞結構?？雌饋硎且环N完全不同的狀態(tài)。”
幾個世紀以來，科學家和哲學家們一直想知道為什么人們需要睡覺，以及它是如何影響大腦的。直到最近科學家們才證明睡眠對于儲存記憶至關重要。在這項新研究中，Nedergaard和她的同事們意外發(fā)現(xiàn)大腦有可能是在睡眠過程中清除了自身的有毒分子。
他們的研究結果表明，在睡眠過程中一種被稱作為“膠質淋巴系統(tǒng)”（ glymphatic system）的上下水道系統(tǒng)有可能開啟，使得液體能夠快速通過大腦。Nedergaard博士實驗室近期發(fā)現(xiàn)，這一膠質淋巴系統(tǒng)幫助控制了腦脊髓液（CSF）的流動。腦脊髓液是一種環(huán)繞大腦和脊髓的透明液體。
美國]國立神經(jīng)病及中風研究所（NINDS）項目主任Roderick Corriveau說：“Nedergaard博士和同事們就好像發(fā)現(xiàn)了一個隱秘的洞穴網(wǎng)絡，這些令人感到興奮的研究結果凸顯了這一網(wǎng)絡在正常腦功能中的潛在重要性。”
一開始，研究人員通過將染料注入到小鼠腦脊液中，觀察它流過小鼠大腦同時監(jiān)測腦電活動對這一系統(tǒng)進行了研究。當小鼠處于睡眠或麻醉失去知覺的狀態(tài)時，染料迅速地流過大腦。與之相反，清醒狀態(tài)時的小鼠染料則幾乎沒有流動。
Nedergaard 博士說：“當小鼠清醒時只有很少的染料流入大腦，這讓我們感到非常驚訝。這表明在有意識和無意識狀態(tài)之間腦細胞間的空間發(fā)生了很大的改變。”
為了驗證這一想法，研究人員將電極插入到大腦中直接測量腦細胞之間的空間。她們發(fā)現(xiàn)當小鼠處于睡眠或麻醉狀態(tài)時，腦內的空間增大了60%。
紐約大學Langone醫(yī)學中心教授Charles Nicholson說：“細胞外空間發(fā)生了一些顯著的變化。”
一些腦膠質細胞通過收縮或膨脹來控制通過膠質淋巴系統(tǒng)的流量。去甲腎上腺素是一種覺醒激素，已知也能夠控制細胞體積。與采用麻醉方法相似，用阻斷去甲腎上腺素的藥物處理清醒小鼠可誘導其喪失意志，提高腦液體流動量以及細胞之間的空間，進一步證實了膠質淋巴系統(tǒng)與意識之間的關聯(lián)。
以往的研究表明，與神經(jīng)退行性疾病相關的毒性分子在腦細胞之間的空間累積。在這一研究中，研究人員通過將標記β淀粉樣蛋白注入小鼠腦內，檢測小鼠在睡眠或清醒時這些蛋白質在大腦中的存留時間，測試了膠質淋巴系統(tǒng)是否控制了這一過程。當小鼠處于睡眠狀態(tài)時，β淀粉樣蛋白更快消失，表明睡眠通常清除了大腦的毒性分子。
NINDS項目主任Jim Koenig說：“這些結果對于多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病或許有著廣泛的影響。這意味著，調控這一膠質淋巴系統(tǒng)的細胞有可能是治療多種疾病的新靶點。”
這些結果也突顯了睡眠的重要性。
“我們需要睡眠。它清潔了大腦，”Nedergaard博士說。
