Недосыпание приводит к разрушению связей между нейронами

Полноценный и качественный сон очень важен для здоровья человека. Во время сна происходит множество важнейших процессов, связанных с отдыхом и восстановлением нервной системы. Регулярная нехватка сна может приводить к ухудшению памяти, к гибели нейронов и к инсультам. Кроме того, недосыпание негативно влияет на синтез такого важного гормона, как мелатонин.

В новой работе американские исследователи обнаружили еще один негативный эффект недосыпания. На подопытных мышах они проводили эксперимент, чтобы проследить, как развивается под воздействием недосыпания процесс под названием нейрональный прудинг — очистка мозга от ненужных, отработавших свое синаптических связей. Ранее уже было установлено, что вспомогательные глиальные клетки мозга удаляют побочные продукты метаболизма нейронов. Теперь ученые сосредоточились на работе других глиальных клеток — астроцитов, которые, как уже было известно, удаляют старые и ненужные синапсы. Но каким образом поведут себя астроциты, если мозгу не давать отдыхать?

Для своего эксперимента ученые разделили подопытных мышей на четыре группы. Первая группа мышей спала спокойно и сколько положено — шесть-восемь часов. Мышей из второй группы время от времени будили, мешая спокойно спать, но не ограничивая во времени. Третьей группе грызунов дали поспать после одной бессонной ночи (с задержкой в восемь часов). Четвертой группе мышей не позволяли спать в течение пяти суток. Для определения результатов эксперимента ученые использовали растровый электронный микроскоп.

Выяснилось, что у мышей с нормальным режимом сна количество астроцитов в синапсах было в норме и составило 5,7%. Те мыши, которых периодически будили во время сна, уже увеличивали число астроцитов — их обнаруживали в 7,3% синапсов. И мыши из групп, которые подверглись одноразовому и длительному недосыпанию, показывали резкое увеличение астроцитов в синапсах — в 8,4 и 13,5% соответственно.

Но самое главное, как показал эксперимент, было в том, что астроциты у мышей с недосыпом показывали большую фагоцитарную (то есть поглощающую ткань синапсов) активность. И основной удар излишне активных астроцитов приходился на крупные и долговременные контакты между нейронами, которые, по предположению ученых, могут выполнять важные функции. Ученые предполагают, что эта реакция мозга на усиленную нагрузку на синапсы из-за недостатка сна. От этой нагрузки они сильнее изнашиваются, а значит, их необходимо более интенсивно «вычищать».

Кроме этого, была обнаружена повышенная активность микроглии, в норме «очищающая» мозг от старых клеток. И, как пишут ученые, «хроническая потеря сна через действие микроглии может предрасполагать мозг к дальнейшему повреждению». Лишенный сна мозг в прямом смысле слова начинает уничтожать сам себя.

Исследование опубликовано в журнале Journal of Neuroscience.