Głęboki sen ma regenerującą moc usuwania śmieci z mózgu

Nowe badanie Uniwersytetu Northwestern potwierdza znaczenie dobrego snu.

Badając aktywność i zachowanie mózgu muszek owocówek, naukowcy odkryli, że głęboki sen ma “starożytną”, regenerującą moc usuwania śmieci z mózgu. Odpady te potencjalnie zawierają toksyczne białka, które mogą prowadzić do chorób neurodegeneracyjnych.

„Usuwanie odpadów może być ważne dla utrzymania zdrowia mózgu lub zapobiegania chorobom neurogeneracyjnym” – powiedział dr Ravi Allada, główny autor badania. „Usuwanie może nastąpić podczas czuwania i snu, ale jest znacznie wzmożone podczas głębokiego snu”.

Chociaż muszki owocówki bardzo różnią się od ludzi, to neurony, które zarządzają cyklami ich snu i czuwania, są uderzająco podobne do naszych. Z tego powodu muszki owocówki stały się organizmem modelowym do badania snu, rytmów okołodobowych i chorób neurodegeneracyjnych.

W ramach bieżących badań Allada i jego zespół zbadali fazę głębokiego snu muszek owocówek (ang. proboscis extension sleep), która jest podobna do głębokiego snu wolnofalowego u ludzi.

Naukowcy odkryli, że na tym etapie muszki owocówki wielokrotnie wydłużają i chowają trąbkę (lub pysk). „Ten ruch pompujący przenosi płyny prawdopodobnie do muszej wersji nerek” – wyjaśnia Allada. „Nasze badanie pokazuje, że ułatwia to usuwanie śmieci i pomaga w regeneracji obrażeń”.

Kiedy zespół Allady zaburzył głęboki sen badanych muszek, były one mniej zdolne do usuwania ze swoich systemów wstrzykniętego, nie ulegającego metabolizmowi barwnika i były bardziej podatne na urazy.

Według Allady, badanie przybliża nas do zrozumienia tajemnicy, dlaczego wszystkie organizmy potrzebują snu. Wszystkie zwierzęta – zwłaszcza te żyjące na wolności – podczas snu są szczególnie narażone na zagrożenia zewnętrzne (np. atak drapieżników). Jednak badania coraz częściej pokazują, że korzyści płynące ze snu – w tym usuwanie kluczowych odpadów – przeważają nad zwiększoną ekspozycją na owe niebezpieczeństwa.

„Nasze odkrycie, że głęboki sen odgrywa rolę w usuwaniu odpadów u muszek owocowych, wskazuje, że proces ten jest ewolucyjnie zachowaną podstawową funkcją snu” – piszą współautorzy artykułu. „To z kolei sugeruje, że usuwanie odpadów mogło być funkcją snu u wspólnego przodka much i ludzi”.

Notka na podstawie materiałów udostępnionych przez Uniwersytet Northwestern.

__

1. Bart van Alphen, Evan R. Semenza, Melvyn Yap, Bruno van Swinderen, Ravi Allada. A deep sleep stage in Drosophila with a functional role in waste clearance. Science Advances, 2021; 7 (4): eabc2999 DOI: 10.1126/sciadv.abc2999