Hur sömnförlust aktiverar scavengerceller inom hjärnan

Forskning fortsätter att unravel några av mysterierna av sömnen. Klinisk förståelse kan inträffa årtionden - eller till och med århundraden - innan vetenskapen kan förklara fenomenen. Som ett exempel vet vi att sömnbrist har negativa effekter på hjärnans och kroppens funktion. Vetenskaplig forskning hjälper oss att bättre förstå varför.
En studie tyder på att sömnstörning kan främja aktiveringen av celler i hjärnan, inklusive astrocyter och mikroglialceller, som scavenge och rensa bort sambandet mellan neuroner. Utforska vetenskapen bakom denna upptäckt, vad det betyder för mänskliga hjärnor och vad som kan göras för att skydda hjärnans funktion genom att säkerställa tillräcklig vila.

Påverkan av sömnberövande

Sedan slutet av 1800-talet har studier visat att sömnberövning kan orsaka väsentlig skada på en organism. Forskning på hundar visade att kronisk sömnlöshet ledde till döden under några dagar. Även om resultatet var klart var mekanismen inte.
Under de senaste årtiondena har området sömnsforskning blommat, men det finns många mysterier som återstår att lösas. Det verkar som om nya studier gör ett stänk på nästan varje vecka. Det är viktigt att förstå dessa papper i samband med den bredare vetenskapliga litteraturen. Det kan inte alltid vara lätt, speciellt när språket som används verkar ibland oskärligt. Ta en stund att granska några av dessa forskningsresultat och ta reda på vilken mening som kan härledas.

Studier sömnförlust i möss hjärnor

Låt oss undersöka en studie om rollen som sömnförlust och effekterna på cellerna i hjärnan hos möss. Musens anatomi och fysiologi korrelerar inte perfekt med människor, men fördelarna som forskningsämnen är uppenbara. Förskott inom medicinsk forskning är ofta beroende av dessa musmodeller.
I ett papper i Journal of Neuroscience med titeln "Sömnförlust främjar astrocytisk fagocytos och mikroglialaktivering i muscerebralcortex", Michele Bellisi och kollegor diskuterar förändringar som uppträder i hjärnan i både akut och kronisk sömnberövning. Dessa forskare har undersökt hjärnans celler och hur sömn påverkar deras funktion i flera år.
Det finns några grundläggande termer som måste förstås för att uppskatta deras resultat. Hjärnan har ett antal viktiga celler. Neuroner är nyckelaktörerna, som fungerar genom elektrokemiska kopplingar på många sätt. Det finns också en grupp stödceller i hjärnan som kallas glialceller. Dessa inkluderar astrocyter, stjärnformade celler som omsluter andra celler och skapar membraner och spelar också en roll i ämnesomsättningen. Microglia är också glialceller och fungerar som scavenger celler. De är fagocyter (bokstavligen "äter celler") som rensar upp skräp i hjärnan. Aktivering av dessa celler i hjärnan kan orsaka inflammation.
Forskarna har tidigare lärt sig att det finns vissa gener (kallas Mertk och dess ligand gas6) inom astrocyter som aktiveras efter akut sömnberövning. När vakenheten förlängs verkar dessa celler engagera sig i fagocytisk aktivitet. Forskning har visat att sömnlöshet leder till inflammation i kroppen, men det var okänt om dessa förändringar också inträffar i hjärnan.
Bellisis forskningsgrupp undersökte effekterna av sömnberövning på mushjärnor genom att använda ett scanningelektronmikroskop och vävnadsprover som tagits från den främre cortexen. De såg på flera stater: spontan vakenhet, efter sex till åtta timmars sömn, akut sömnlöshet och kronisk (cirka fem dagar) sömnstörande. Forskarna mätt volymerna inom synapserna - mellanrummen mellan neuroner - och de närliggande processerna sträcker sig från angränsande astrocyter.

Hur förändras hjärnceller med sömnberövande?

Det upptäcktes att astrocyter ökade deras fagocytos vid både akut och kronisk sömnförlust. Dessa celler konsumerade komponenterna i stora synapser, särskilt på den presynaptiska sidan av anslutningarna. En ökning av MERTK-uttryck och metabolism av lipider (kallad peroxidation) stödde denna aktivitet. Vad betyder detta för hjärnans integritet?
Fagocytos av astrocyter vid sömnstörande kan representera hur hjärnans vävnader svarar för ökningen av synaptisk aktivitet som är förknippad med långvarig vakenhet. Minns att sömnberövande inte bara är frånvaro av sömn; det är väcklighetens näring. Detta är en process som kräver energi, och en som producerar avfallsprodukter. Astrocyterna måste rensa slitna komponenter av kraftigt använda synapser.
Kronisk sömnlöshet hos mössen resulterade i mikrogial aktivering. Dessa celler användes i princip för att fagocytisera synaps av synaps, som ett förvaringsbesättning som sammankallades för att rensa upp en stor röra. Även om det inte fanns tydliga tecken på inflammation i cerebrospinalvätskan som omger hjärnan, är närvaron av dessa celler i hjärnvävnaden rörande. Det är möjligt att en ytterligare förolämpning mot hjärnan med större sannolikhet kan leda till ett överdriven, onormalt svar av dessa celler, vilket möjligen bidrar till hjärnskador. Som ett resultat kan kronisk sömnförlust predisponera hjärnan till permanenta problem.

Påverkan av sömnberövande på lång sikt

Det är kanske mest om att dessa forskare visade att bara några timmars sömnlöshet ledde till en ökning av aktiviteten bland astrocytcellerna. När sömnberövningen förlängdes ökade aktiviteten ytterligare och mikroglialceller aktiverades också. Dessa hushållsfunktioner kan hjälpa till att stödja starka synapser i hjärnan.
Tyvärr kan kronisk sömnberövning vara som andra stressorer och lämna hjärnan känslig för skador och degenerering, kanske till och med som leder till tillstånd som demens.

Hur man undviker effekterna av sömnberövande

Det handlar om att föreställa sig att sömnlöshet kan orsaka permanent skada på din hjärna. Vad kan göras?
För att undvika effekterna av sömnberövande, se till att du möter dina sömnbehov. I genomsnitt behöver en vuxen sju till nio timmars sömn för att känna sig vilad. Äldre vuxna kan behöva lite mindre sömn. Om du somnar snabbt, spenderar lite tid vaken på natten och känner dig sömnig under dagen (speciellt med tupplurar) får du kanske inte tillräckligt med sömn.
Utöver kvantitet, se till att du får optimal sömnkvalitet. Sömnen borde vara vilsam. Om du har några symtom på sömnstörningar, som sömnapné eller sömnlöshet, få hjälp som du behöver för att lösa dessa tillstånd. Lita inte på sömntabletter efter några veckor eftersom det inte är en ersättning för normal sömn.
Genom att förbättra sömnen kommer detta att bidra till att du får fördelarna med en god natts sömn utan att behöva oroa dig för de långsiktiga konsekvenserna av otillräcklig sömn.

Ett ord från Verywell

Vetenskaplig forskning stöder vår förståelse för hur kroppen fungerar, men det är inte ofelbar. Det är viktigt att komma ihåg att fynden kan strida mot förkunskapskunskap, och nya studier kan ta upp en sak i ett nytt ljus.
Vetenskap är en konversation, en pågående strävan efter sanningen. Om denna studie uppmuntrar dig att optimera din sömn, har den värde för din hälsa, men det borde inte ge upphov till otillbörlig oro för sömnstörning som har inträffat tidigare. Det fartyget har seglat. Fokusera på vad du kan göra idag och dra nytta av ditt långsiktiga välbefinnande framåt.