为什么你的大脑在睡眠期间清除废物Why your brain flushes itself of waste during sleep

环球医讯 / 干细胞与抗衰老来源:www.popsci.com美国 - 英语2025-01-09 00:00:00 - 阅读时长3分钟 - 1470字
本文探讨了大脑在睡眠期间通过甘淋巴系统清除有害蛋白质的过程,并指出某些药物如安必恩(Ambien)可能干扰这一重要机制,增加神经退行性疾病的风险。
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为什么你的大脑在睡眠期间清除废物

当我们夜间入睡时,我们的大脑在忙着进行维护工作。甘淋巴系统——大脑的废物处理机制——会冲走含有有害蛋白质的多余脑脊液,这些蛋白质若在大脑中缓慢积累,可能会增加患阿尔茨海默病等疾病的风险。在1月8日发表于《细胞》杂志的一篇新论文中,科学家们正在逐步揭示这个系统何时启动的奥秘:激活该系统的“开关”是大脑的神经递质去甲肾上腺素。

甘淋巴系统是由丹麦神经科学家、该论文作者之一梅肯·内德加德(Maiken Nedergaard)于2012年发现的,她给它命名以反映其与更为人熟知的淋巴系统的相似性及其对大脑胶质细胞的依赖。内德加德告诉《大众科学》,在过去十年间,该系统已得到广泛研究,其运作对健康大脑至关重要:“目前已有大约2,000篇关于甘淋巴系统的已发表文章,其中许多专注于临床应用。这些研究表明,衰老和几乎所有神经系统疾病都与甘淋巴流减少有关。”

在非快速眼动(NREM)睡眠期间,大脑每隔几分钟就会释放一波去甲肾上腺素,这是一种作为主要神经递质的激素。去甲肾上腺素是一种强效的血管收缩剂,每次波峰都会导致向大脑供血的动脉收缩,然后逐渐扩张直到下一次去甲肾上腺素波峰的到来。内德加德解释说,这种有节奏的收缩和扩张产生了泵送作用:“正是这种收缩-扩张的振荡驱动了甘淋巴流。”这些由去甲肾上腺素波峰引起的动脉收缩对于甘淋巴系统的运行至关重要。

作为大脑的主要神经递质之一,去甲肾上腺素有许多功能,有几类药物通过改变其释放和再摄取的速度来发挥作用。例如,抗抑郁药——特别是选择性去甲肾上腺素再摄取抑制剂(SNRIs)——和β受体阻滞剂,后者阻止去甲肾上腺素结合的一种受体。还有一些药物虽然不是专门针对去甲肾上腺素系统,但仍然对其产生影响。不幸的是,助眠药物属于后者,本研究探讨了一种常见药物——佐匹克隆(Zolpidem,商品名Ambien)——如何影响甘淋巴系统的激活和运作。

研究人员比较了两组小鼠,其中一组接受了佐匹克隆。结果表明,在服用佐匹克隆的小鼠中,去甲肾上腺素的释放——因此甘淋巴系统的运作——明显受到抑制。佐匹克隆组小鼠大脑中的去甲肾上腺素峰值水平比对照组低约50%,动脉收缩也不那么明显。研究得出结论,在小鼠中至少,佐匹克隆“干扰正常睡眠结构并抑制甘淋巴流”。内德加德表示,其他助眠药物很可能也会产生类似效果,因为它们最终都是通过抑制整个大脑的神经活动来起作用的,这包括释放去甲肾上腺素的神经元。这表明助眠药物可能会无意中干扰大脑清除危险废物的方式。

这个问题还可能扩展到其他药物。内德加德说,例如,SNRIs似乎也抑制振荡机制:她的实验室在另一项研究中给小鼠注射了SNRI地昔帕明(Desipramine),结果“基本上消除了……振荡”。

这说明了一个关于该系统的重要观点:大脑不会无限期地持续释放去甲肾上腺素。如果总体水平较高,而释放它的神经元收到释放更多信号时,其释放量反而会减少。换句话说,大脑试图维持一种平衡。通过抑制去甲肾上腺素的再吸收,SNRIs导致其在大脑中的总体水平升高。这意味着当甘淋巴系统在睡眠期间开始加速时,它拥有的“空间”变小,激活甘淋巴系统时释放的去甲肾上腺素波峰相对较小。正如内德加德强调的那样,“振荡才是关键”。

尽管我们对甘淋巴系统的了解还有很多,但应优先确保其运作不被我们用于帮助睡眠的药物所抑制。她建议未来的研究可以探索具有更复杂作用机制的助眠药物,而不是简单地全面抑制神经活动。更好的方法是找到允许去甲肾上腺素振荡的方法,帮助人们入睡,同时从甘淋巴角度来看促进恢复性睡眠。


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