Člověk nutně potřebuje spát. Moderní doba s vydatnými zdroji umělého světla zahnala tmu a otevřela nám cestu k ponocování. Na spánek nejednou nahlížíme bezmála jako na „ztrátu času“. Neurobiologové ale odhalují jako na běžícím pásu neblahé důsledky nevyspání pro naše zdraví.
Tým vedený Maiken Nedergaardovou z newyorského Centra pro translační medicínu při Rochesterské univerzitě nyní zjistil, že mozek ve spánku mění své vnitřní uspořádání. Prostory mezi buňkami se roztáhnou a vše je připraveno k „velkému prádlu“. Objev publikovaný ve vědeckém časopise Science tak odhaluje další významný přínos spánku pro správné fungování mozku a celého organismu.
ČTĚTE TAKÉ: |
Mozek ve spánku rozhodně nezahálí. Intenzivně pracuje a ukládá do paměti informace nashromážděné přes den. Jednotlivá mozková centra absolvují ve spánku „opakovací lekce“, během kterých si zrychleně přehrávají důležité denní události. Nevyspání má pro naši paměť celkem zákonitě negativní důsledky. A nejen na ni. Stále jasnější se zdá například souvislost mezi nedostatkem spánku a zvýšeným sklonem k obezitě.
Nevyspání poznamenává práci mozku i za plné bdělosti. Malé skupinky nervových buněk upadají naprosto nekontrolovaně na krátkou dobu do stavu, jaký je typický pro spící mozek. Člověk má pocit, že je naprosto bdělý, ale skupiny neuronů podléhají mikrospánkům a to brání mozku, aby podával obvyklý výkon. Proto při nevyspání tak často chybujeme i v činnostech, které jinak zvládáme bez velkých obtíží.
Spící mozek uklízí
Mozek není tvořen kompaktní hmotou nervové tkáně. Mezi buňkami se nacházejí mikroskopické prostory, do kterých proniká mozkomíšní mok z velkých dutin označovaných jako mozkové komory. Spletité řečiště mikroskopických skulin v mozkové tkáni označují vědci jako glymfatický systém (nejde o pravý lymfatický systém, systém štěrbin je ovládán gliovými buňkami, a je tedy označován jako glymfatický). Mozek se díky němu podobá houbě, která do sebe nasává mozkomíšní mok. Na prázdné prostory glymfatického systému připadá přibližně jedna pětina z celkového objemu mozku.
Nejnovější výzkum týmu Maiken Nedergaardové ukázal, že se „mozková houba“ aktivně se roztahuje a opět smršťuje. V závislosti na tom se dramaticky mění i rychlost, s jakou protéká glymfatickým systémem mozkomíšní mok.
Spánek čistí náš mozek od jedů
Jak už to bývá, stála na počátku tohoto významného objevu náhoda. Vědci vstřikovali do glymfatického systému laboratorních myší zvláštní barvivo a sledovali jeho cesty a osudy. Zpočátku nebyli z výsledků moudří. Barvivo někdy prostupovalo mozkem velmi rychle, ale jindy se zdál glymfatický systém jakoby ucpaný a barvivo se skoro nehýbalo. Záhy bylo jasné, že rychle putuje barvivo v mozku myší, které usnuly nebo byly uvedeny do narkózy. Bdící myši měly glymfatický systém „ucpaný“.
„Zaskočilo nás, jak nízký byl průtok barviva mozkem myší, které byly při vědomí,“ přiznává Maiken Nedergaardová. „Znamená to, že vzdálenosti mezi buňkami v mozku se v bdělém stavu a ve spánku významně liší.“
Přesná měření prokázala, že u bdělých myší zaujímá glymfatický systém jen 14 procent z celkového objemu mozku. Za tohoto stavu je průtok mozkomíšního moku omezen jen na povrchové vrstvy mozku. Jakmile myš usne, glymfatický systém se roztáhne asi o polovinu a pak zabírá v mozku 23 procent z celkového objemu. Průtok mozkomíšního moku mozkem se zvýší o 95 procent.
Hlavním aktérem těchto dramatických změn nejsou neurony, ale tzv. gliové buňky, které vědci dlouho považovali jen za jakési „lepidlo“ držící nervovou tkáň mozku pohromadě. V poslední době se ale ukazuje, že gliové buňky plní pestrý rejstřík aktivních úloh a mají významný podíl i na vyšší nervové činnosti. Ovládání glymfatického systému je tak další rolí, kterou v mozku sehrávají.
Kdy přichází ospalost
Intenzivní proplachování mozku mozkomíšním mokem během spánku má za následek rychlé vyplavování zplodin látkové výměny, jež se v mozku nahromadily přes den. Jednou z těchto „odpadních“ látek je i tzv. betaamyloid, o kterém je už dlouho známo, že se podílí na vzniku Alzheimerovy choroby.
Maiken Nedergaardová a její spolupracovníci prokázali, že ve spánku opouští betaamyloid intenzivně propíraný glymfatický systém dvakrát rychleji, než když mozek bdí. Spánek je pro nás tedy kromě jiného i jedinečnou příležitostí k odstranění nebezpečných látek z mozku.
Vědci spekulují o tom, že nezvladatelná ospalost na nás padá právě v situacích, kdy už bděním stažený glymfatický systém nezvládá příliv metabolitů a ty se v něm hromadí nad únosnou mez. Jakmile mozek projde potřebnou očistou, jsme připraveni se probudit.
Už dříve došli někteří vědci k závěru, že nástup spánku souvisí s hromaděním adenosinu v nervové tkáni mozku. Adenosin je zplodinou látkové výměny jak neuronů, tak i gliových buněk. Zdá se, že by mohl patřit k „nečistotám“, kterých se mozek potřebuje zbavit spánkem.
Smrštění glymfatického systému během bdění by mohlo souviset se vznikem migrén nebo epileptických záchvatů. Je možné, že lidem trpícím těmito zdravotními problémy by významně ulevily léky, jež by glymfatický systém „zbavily křeče“ a uvolnily ho.
Stav stažení glymfatického systému by také mohl vysvětlit nápadné rozdíly v potřebě spánku u různých živočichů. Někteří netopýři prospí denně i dvacet hodin, ale žirafy nebo sloni si po dobu čtyřiadvaceti hodin vystačí s pouhými čtyřmi hodinami spánku. Nedávná pozorování aktivity rorýsů velkých dokonce naznačují, že tito ptáci spí buď jen po vteřinách, anebo vydrží nespat v jednom kuse půl roku. Zvířecí nespavci by mohli mít mozek odolnější vůči účinku metabolitů anebo se jejich glymfatický systém udržuje i v bdělosti do značné míry otevřený.
