Kajian Tetikus: Tidur Dalam Membantu Otak Mencuci Protein Beracun
Tidur yang nyenyak membolehkan otak membersihkan sisa dan protein toksik dengan lebih berkesan, menurut kajian tikus baru yang diterbitkan dalam jurnal Kemajuan Sains. Penemuan baru menjelaskan bukti sebelumnya yang mengaitkan penyakit Alzheimer dengan penuaan dan kurang tidur.
"Tidur sangat penting untuk fungsi sistem pembuangan sisa otak dan kajian ini menunjukkan bahawa semakin dalam tidur, semakin baik," kata Maiken Nedergaard, MD, DMSc, pengarah bersama Pusat Neuromedik Translasi di University of Rochester Medical Pusat (URMC) dan pengarang utama kajian.
"Penemuan ini juga menambah bukti yang semakin jelas bahawa kualiti tidur atau kurang tidur dapat meramalkan bermulanya Alzheimer dan demensia."
Kajian menunjukkan bahawa aktiviti otak dan kardiopulmonari yang perlahan dan stabil yang berkaitan dengan tidur tanpa REM yang mendalam adalah optimum untuk fungsi sistem glymphatic, sistem pembuangan sisa otak. Penemuan ini juga dapat menjelaskan mengapa beberapa bentuk anestesia boleh menyebabkan disfungsi kognitif pada orang dewasa yang lebih tua.
Sistem glymphatic yang sebelumnya tidak dipelajari pertama kali dijelaskan oleh Nedergaard dan rakan-rakannya pada tahun 2012. Sebelum ini, para saintis tidak memahami sepenuhnya bagaimana otak, yang mengekalkan ekosistem tertutupnya sendiri, membuang sisa. Pasukan itu menemui sistem saluran paip yang mengendurkan saluran darah dan mengepam cecair tulang belakang serebrum (CSF) melalui tisu otak untuk membersihkan sisa. Kajian lain menunjukkan bahawa sistem ini berfungsi terutamanya ketika kita sedang tidur.
Oleh kerana protein toksik seperti beta amyloid dan tau dikaitkan dengan penyakit Alzheimer, para penyelidik tertanya-tanya apakah disfungsi sistem glmfatik kerana terganggu tidur boleh menjadi penyebab penyakit ini. Ini sejajar dengan pemerhatian klinikal yang menunjukkan bahawa tidur yang lemah dikaitkan dengan risiko Alzheimer.
Dalam kajian baru, para penyelidik melakukan eksperimen dengan tikus yang dibius dengan enam rejimen anestetik yang berbeza. Semasa tikus berada di bawah anestesia, pasukan mengesan aktiviti elektrik otak, aktiviti kardiovaskular, dan aliran pembersihan CSF melalui otak.
Para penyelidik mendapati bahawa gabungan ubat ketamin dan xylazine (K / X) sangat meniru aktiviti elektrik yang perlahan dan stabil di otak dan degupan jantung perlahan yang berkaitan dengan tidur tanpa REM yang mendalam. Selain itu, aktiviti elektrik pada otak tikus yang diberi K / X nampaknya optimum untuk fungsi sistem glymphatic.
"Gelombang aktiviti saraf yang diselaraskan semasa tidur gelombang lambat yang mendalam, secara khusus menembak corak yang bergerak dari depan otak ke belakang, bertepatan dengan apa yang kita ketahui mengenai aliran CSF dalam sistem glymphatic," kata Lauren Hablitz, PhD , rakan pasca doktoral di makmal Nedergaard dan pengarang pertama kajian ini.
Secara khusus, nampaknya bahan kimia yang terlibat dalam penembakan neuron mendorong proses yang membantu menarik cecair melalui tisu otak, kata Hablitz.
Kajian ini memperkuat hubungan antara tidur, penuaan, dan penyakit Alzheimer dan juga menunjukkan bahawa sistem glimfatik dapat dimanipulasi dengan meningkatkan tidur, penemuan yang mungkin menunjukkan pendekatan klinikal yang berpotensi, seperti terapi tidur atau kaedah lain untuk meningkatkan kualiti tidur , untuk populasi berisiko.
Kajian ini juga menjelaskan masalah kognitif yang sering dialami oleh pesakit tua setelah menjalani pembedahan. "Kerosakan kognitif selepas anestesia dan pembedahan adalah masalah utama," kata Tuomas Lilius, MD, PhD, dengan Pusat Neuromedik Translasional di University of Copenhagen di Denmark dan pengarang bersama kajian ini. "Sebilangan besar pesakit tua yang menjalani pembedahan mengalami delirium selepas operasi atau mengalami gangguan kognitif yang baru atau semakin teruk semasa keluar."
Kajian ini menunjukkan kelas ubat-ubatan tertentu yang dapat digunakan untuk mengelakkan masalah ini, kerana tikus dalam kajian yang terdedah kepada anestetik yang tidak menyebabkan aktiviti otak lambat menyaksikan aktiviti glisfatik berkurang.
Sumber: Pusat Perubatan Universiti Rochester
