脑部淋巴系统“发现者”的新成果：加深对睡眠、衰老和阿茨海默症之间联系的理解

一项最新研究表明，睡眠的深度能够影响人类大脑有效地将废物和有毒蛋白质运输出去的能力。随着年龄的增长，人们的睡眠越来越轻，越来越容易被干扰。这项新研究提出了衰老，睡眠剥夺和阿茨海默症风险增加之间的可能联系。

罗切斯特大学转化神经医学中心主任，该研究的主要作者，医学博士Maiken Nedergaard说:“睡眠对大脑清除废物系统的功能至关重要。我们的研究表明，越深的睡眠对大脑清除废物越有帮助。睡眠质量或者睡眠剥夺可以成为预测阿茨海默症和痴呆症的发病时间的一项因素。”

这项发表在《科学进展》杂志上的研究表明，深度非快速眼动睡眠(non-REM)中缓慢而稳定的大脑和心肺活动，对于大脑清除废物的脑部淋巴系统的功能最有帮助。这也可以解释为什么某些麻醉药物会导致老年人的认知障碍。

Nedergaard博士及其同事在2012年首次描述了以前未知的脑部淋巴(glymphatic)系统。在此之前，科学家们还没有完全理解有着自己封闭的生态系统的大脑是如何清除废物的。

2012年的研究揭示了大脑中一种管道系统，脑部淋巴系统背负着血管并通过脑组织中的脑脊液（CSF）来运走废物。之后一项研究表明，这个系统主要在我们睡觉时工作。

由于诸如β-淀粉样蛋白和tau蛋白等有毒蛋白质在大脑中的积累与阿茨海默症有关，研究人员推测，睡眠中断导致的脑部淋巴系统受损可能是导致阿茨海默症的原因之一。这个推测与临床观察结果相符。临床观察显示睡眠剥夺与阿茨海默症风险增加之间存在关联。

在这项研究中，研究人员对用六种不同的麻醉方法麻醉的小鼠进行了实验。当这些小鼠处于麻醉状态时，研究人员记录下它们大脑的电活动、心血管活动以及净化大脑的脑脊液的流动线路。

研究小组观察到，氯胺酮和甲苯噻嗪（K/X）的麻醉药组合最能在麻醉小鼠的大脑中重现缓慢而稳定的电活动，以及与深度非快速动眼睡眠相关的心率减慢。此外，用甲苯噻嗪（K/X）麻醉的小鼠大脑中的电活动对脑部淋巴系统的运行最有利。

Nedergaard实验室的博士后助理、该研究的第一作者Lauren Habritz博士说：“在深度慢波睡眠中，同步的神经活动，特别是从大脑前部传到后部的神经元放电模式，与大脑淋巴系统中脑脊液(CSF)的流动路径相吻合。这说明，参与神经元放电的化学离子驱动了有助于将脑脊液拉过脑组织的渗透过程。”

这项研究提出了几个重要的临床问题。它进一步加强了睡眠、衰老和阿茨海默症之间的联系。众所周知，随着我们年龄的增长，维持深度非快速眼动睡眠变得越来越困难，这项研究强调了深度睡眠对维持正常脑部淋巴系统功能的重要性。

这项研究还表明，人们可以通过改善睡眠来控制脑部淋巴系统。这一发现为阿兹海默症高危人群提供了潜在的临床疗法，如睡眠疗法或其他提高睡眠质量的方法。

此外，由于这项研究中使用的几种化合物和临床环境中使用的麻醉剂类似，研究还有助于解决老年患者手术后经常遇到的认知困难。在实验中，受麻醉剂影响但大脑活动没有变得缓慢的小鼠，其脑部淋巴系统活动降低。

丹麦哥本哈根大学转化神经医学中心的医学博士,这项研究的合著者Tuomas Lilius说：“麻醉和手术后的认知障碍是手术的一个主要问题。接受手术的老年患者中有相当一部分出现了术后急性脑综合症，通常表现为意识障碍，注意力无法集中。”这项研究提出了可用于避免这种术后认知障碍的药物类别。

原文作者：

University of Rochester Medical Center 罗彻斯特大学医药中心

参考文献：

"Increased glymphatic influx is correlated with high EEG delta power and low heart rate in mice under anesthesia" Science Advances (2019). advances.sciencemag.org/content/5/2/eaav5447

作者信息

 作者：Coco （brainnews创作团队成员）

校审/排版：Simon （brainnews编辑部）

题图：网络

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