Jak mozek zvládá vlastní „úklid“

V těle máme lymfatický systém, který odvádí přebytečné tekutiny a odpad z tkání. Mozek však lymfatické cévy nemá, což dlouhou dobu vědce mátlo. Jak si mozek poradí s metabolickým odpadem, který produkují jeho buňky? Odpověď přišla až v roce 2013, kdy dánská neurovědkyně Maiken Nedergaard objevila glymfatický systém – unikátní mechanismus, kterým mozek během spánku odstraňuje odpadní látky prostřednictvím mozkomíšního moku.

Glymfatický systém funguje především během hlubokého spánku (NREM fáze), kdy dochází k oscilacím hormonu noradrenalinu. Tento proces hraje klíčovou roli v ochraně mozku před hromaděním toxických látek, jako je amyloid beta – protein spojený s Alzheimerovou chorobou.

Role spánku a problémy s anestetiky

Dlouho se výzkum glymfatického systému prováděl na anestetizovaných myších, protože jejich nehybnost usnadňovala snímání mozkové aktivity. Bohužel však anestézie potlačuje přirozené procesy v mozku, což vedlo k neúplnému pochopení tohoto mechanismu.

Nedávná studie vedená neurovědkyní Natalie Hauglund z Oxfordské univerzity změnila přístup. Její tým použil metodu zvanou „flow fiber fotometrie,“ která umožnila sledovat pohyb tekutin v mozku u volně pohybujících se myší. Výsledky ukázaly, že glymfatický systém funguje jako pomalé „čerpadlo,“ kde hlavní roli hraje noradrenalin.

Zdroj: Shutterstock

Noradrenalin je hormon spojený se stresem, ale během NREM spánku je jeho uvolňování oscilující – v mozku se vytvářejí pomalé vlny, které synchronizují objem krve a tok mozkomíšního moku. Tyto vlny střídavě zmenšují a zvětšují cévy v mozku, čímž vytvářejí prostor pro odplavování odpadních látek.

Když je myš vzhůru, hladiny noradrenalinu jsou stabilní a glymfatický systém není aktivní. Během REM fáze spánku, která je spojena se sněním, je zase noradrenalin potlačen. Aktivní „čištění“ tedy probíhá výhradně v NREM fázi.

Co dělají prášky na spaní?

Jedním z nejzajímavějších zjištění Hauglundiny studie bylo, že běžné prášky na spaní, například zolpidem, který podporuje NREM spánek, glymfatický systém paradoxně vypínají. Ačkoliv zolpidem pomáhá rychle usnout, zcela potlačuje oscilace noradrenalinu, což znamená, že mozek během takového spánku neprovádí svůj úklid.

Tato zjištění jsou důležitá i z hlediska prevence neurodegenerativních onemocnění, jako je Alzheimerova choroba. Zda zvýšené riziko těchto onemocnění souvisí přímo s účinkem prášků na spaní, však bude třeba dále zkoumat.

Hauglund plánuje další výzkumy, tentokrát na lidech. Mozek člověka má podobné dynamické vlny mozkomíšního moku jako myši, ale monitorování noradrenalinu je složitější, protože vyžaduje invazivní metody. Jednou z možných cest je nepřímé měření přes změny velikosti zornic nebo sledování tzv. mikroprobuzení – krátkých a sotva postřehnutelných fází, které mohou souviset s glymfatickou aktivitou.

Závěrečným cílem je vývoj nových prášků na spaní, které by nebránily důležitým čisticím procesům mozku. Takové léky by mohly pomoci milionům lidí na celém světě lépe spát, aniž by ohrozily zdraví jejich mozku.