Нормальный сон снижает накопление бета-амилоида

Многочисленные исследования на людях и мышах показывают, что нарушения сна повышают риск болезни Альцгеймера (БА) за счет увеличения в головном мозге белков, таких как бета-амилоид (А-бета). В текущем исследовании группа ученых под руководством студентов Медицинского колледжа Бейлора обнаружила, что если на животной модели болезни Альцгеймера восстановить нормальный сон путем возвращения к нормальной активности ретикулярного ядра таламуса (TRN), то снижается накопление бляшек А-бета в головном мозге.

Исследование, опубликованное в журнале Science Translational Medicine, предполагает, что TRN может играть не только роль в развитии симптомов, связанных с болезнью Альцгеймера, но и что восстановление его нормальной активности может быть потенциальным терапевтическим подходом для этого тяжелого заболевания.

«Наш интерес к изучению TRN в контексте болезни Альцгеймера начался, когда мы обнаружили, что активность TRN на животной модели в целом снижена по сравнению со здоровыми животными», - сказала автор-корреспондент доктор Джинни Чин, доцент нейробиологии в Бэйлоре.

«Когда мы спим TRN более активен, чем когда мы бодрствуем», - пояснила Чин. Повышенная активность TRN снижает восприятие периферической сенсорной информации.

«Отмечая, что TRN в животной модели был менее активен, чем у животных без заболевания, мы исследовали возможность того, что тихий TRN может быть причиной прерываний сна, которые характерны у людей с болезнью Альцгеймера», - сказал ведущий автор, д-р Рохан Джагирдар.

Исследователи начали с выяснения, будут ли мыши с болезнью Альцгеймера просыпаться чаще. Используя беспроводную систему для записи мозговой активности, исследователи обнаружили, что мыши с болезнью Альцгеймера просыпались на 50% чаще, чем здоровые мыши. Более того, больные мыши получали меньше медленноволнового сна, во время которого продукты жизнедеятельности и метаболиты выводятся из мозга. Это наблюдалось на ранних стадиях заболевания, до того, как у животных развивался дефицит памяти.

«Это открытие имеет отношение к состоянию человека, поскольку фрагментация сна и другие нарушения у когнитивно нормальных людей связаны с повышенным риском болезни Альцгеймера», - сказала Чин. «Когда больные мыши стали старше, достигнув примерно трех-пяти месяцев, их сон продолжал нарушаться, и у них также наблюдался дефицит памяти».

В животных моделях с БА измеряемые уровни А-бета начали появляться, когда мыши достигали возраста одного месяца и начали откладываться в бляшках примерно к шести месяцам.

«Исследуя мышей в возрасте от шести до семи месяцев, мы оценили, может ли фрагментация и сокращение медленного сна быть связаны с накоплением A-бета на более поздних стадиях», - сказал Джагирдар. «Мы обнаружили, что уровень фрагментации сна напрямую связан с бляшками в головном мозге шестимесячных мышей с БА».

Кроме того, исследователи проанализировали посмертные ткани пациентов, у которых были или болезнь Альцгеймера, или легкие когнитивные нарушения. Как и на мышиной модели, нейроны в TRN пациентов с болезнью Альцгеймера проявляли признаки меньшей активности по сравнению с контрольной группой. Эти данные подтверждают возможность связи между сниженной активностью TRN и повышенным накоплением болезнетворных белков при БА.

Используя хемогенетическую систему, которая позволяет химически активировать определенные клетки, команда активировала нейроны TRN на животных моделях. После хемогенетической активации TRN мыши c БА просыпались реже и проводили больше времени в медленноволновом сне.

«Было интересно увидеть, что после получения хемогенетической активации TRN ежедневно в течение месяца, у больных мышей наблюдалась стойкая активация нейронов TRN, постоянное улучшение сна и, что примечательно, снижение накопления A-бета», - сказала Чин.

«Нарушения сна связаны с рядом расстройств и возникают по разным причинам», - пояснил Джагирдар. «Нацеливание на TRN может быть не таким эффективным, если нарушение сна вызвано другими причинами, такими как обструктивное апноэ или синдром беспокойных ног».

\