Исследователи обнаружили, что проток крови в капиллярах мозга, который важен для доставки кислорода и питательных веществ, а также выведения отходов, увеличивается во время быстрых движений глаз в течении сна, у мышей. Рецепторы Аденозина А2а могут быть частично ответственно за это увеличение силы тока крови. Эти открытия возможно помогут лучше понять функции сна и в будущем позволят разработать различные методы лечения для нейродегенеративных болезней, что включают в себя накопления продуктов распада в мозгу, таких как болезнь Альцгеймера.
Перевод интервью команды японских ученых журналу Sciencedaily.
Оригинал https://www.sciencedaily.com/releases/2021/08/210825113638.htm
Ученые долго гадали о том, почему все животные спят, несмотря на недостатки, которое это состояние несет для выживания. Теперь исследователи под командой ученых из Тсукубы (Япония) обнаружили доказательство того, что мозг обновляется вовремя фазы быстрого сна (REM), это как раз та фаза, когда вы видите особенно яркие сны.
Предыдущие исследования, которые измеряли разницу в потоке крови между фазой быстрого сна, другими фазами сна и бодрствованием использовали самые разные методы и получали противоречивые результаты. В своей последней работе команда из Тсубуки использовали технику, которая напрямую визуализировала движение красных кровяных клеток в мозговых капиллярах ( это там, где питательные вещества и продукты жизнедеятельности и распада клеток обмениваются между клетками мозга и кровью) у мышей во время состояния бодрствования и сна.
«Мы использовали краситель для того, чтобы сделать сосуды видимыми под ультрафиолетовым светом, используя технику 2-х фотонной микроскопии»- говорит ведущий ученый группы Профессор Ю Хаяши. «Таким способом мы могли напрямую наблюдать за красными кровяными клетками в капиллярах в коре мозга у бодрствующих и спящих мышей».
Исследователи также измерили электрическую активность мозга, чтобы выявить фазу быстрого сна, отделить ее от остальных фаз и состояния бодрствования, при этом отмечались отличия в токе крови во время этих периодов.
«Мы были удивлены результатами» – объясняет профессор Хаяши. «Был массивный поток красный кровяных клеток через капилляры мозга во время быстрого сна, а вот во время других фаз сна и периодом бодрствования разницы в потоке крови не было. Это показывает, что фаза быстрого сна – уникальное состояние».
Команда исследователей специально прерывала фазу быстрого сна у мешей, для того чтобы спровоцировать еще более глубокую фазу быстрого сна после повторного засыпания. – Так организм компенсирует то, что его разбудили. Таким способом поток крови в мозге увеличивается еще сильнее во время повторной фазы быстрого сна. Тем самым предположительно существует связь между током крови и глубиной фазы быстрого сна. Однако когда исследователи повторили те же эксперименты на мышах без рецепторов аденозина А2а ( рецептора, чья блокировка делает вас бодрее после употребления кофе) – ток крови во время фазы быстрого сна был меньше, даже во время повторного быстрого сна после пробуждения.
«Эти результаты показывают, что рецепторы аденозина А2а могут отвечать, по крайней мере в какой-то части, за изменения в потоке крови в мозгу во время фазы быстрого сна» – утверждает профессор Хаяши
Учитывая уменьшение тока крови в мозгу и уменьшение периодов быстрого сна при развитии болезни Альцгеймера, из-за чего в мозгу накапливаются продукты распада и жизнедеятельности клеток, становится актуальным вопрос – действительно ли увеличение тока крови в мозгу во время фазы быстрого сна так важно для удаления продуктов распада. Это исследование создает базу для будущих открытий в вопросе о роли рецепторов Аденозина А2а в этом процессе, что в свою очередь может привести к разработки новых методов лечения болезней, таких как болезнь Альцгеймера.