מוח·שינה

מכניזם חדש התגלה בהקשר לשינה

כולם יודעים על חשיבות השינה בהקשר לבריאות (מערכת חיסון, מערכת עצבים, מיקרוביום).

במחקר שנעשה באוניברסיטת בוסטון גילו דבר חדש לגבי המכניזם של המוח בזמן השינה.
למחקר הם גייסו 13 צעירים בגילאי 23-33. אותם הכניסו למכשור MRI ובראשם שמו כיפה של EEG. זה כשלעצמו מאוד מאתגר כי מכשיר ה – MRI די מרעיש וזה מקשה על היכולת להרדם. אבל זה קרה, ובאיזה שהוא שלב הם הצליחו לראות את מה שפרסמו בנובמבר 2019 בג'ורנל הרפואי Science.
החוקרים ציינו שעד כה היה ידוע שישנם גלים חשמליים של נוירונים במוח אבל החידוש הוא שישנם גלים גם בנוזל של חוט השדרה והמוח שנקרא (cerebrospinal fluid). והם ראו שמה שקורה במהלך השינה זה, שלאחר שנפח הדם יורד משמעותית, רמת נוזל חוט השדרה והמוח מתמלא במקום בנוזל ונוצרים גלים, ממש כמו של הים והם שוטפים את הפסולת של המוח החוצה.

We've known for a while that there are these electrical waves of activity in the neurons. But before now, we didn't realize that there are actually waves in the cerebrospinal fluid, too.
the fluid present in the brain and spinal chord — called the cerebrospinal fluid — washes in and out, like waves, helping the brain get rid of accumulated metabolic trash

החוקרים ראו שבתחילת השינה השינוי העצבי מתחיל ראשון, לאחריו דם נשטף החוצה מהראש ומיד לאחריו נכנס נוזל חוט השדרה.
אבל עדין לא יודעים הכל, הם חושבים שנוירונים דורשים פחות חמצן ולכן הדם יוצא החוצה ואז כדי לשמור על לחץ נוזלים תקין נכנס נוזל המוח.

We do see that the neural change always seems to happen first, and then it's followed by a flow of blood out of the head, and then a wave of cerebrospinal fluid into the head.
The team believes that when neurons switch off during sleep, they need less oxygen, which leads to blood draining from the brain. This, in turn, means that pressure in the brain also drops, and so the cerebrospinal fluid needs to increase, so as to maintain normal pressure in the absence of blood.

מדוע המחקר הזה כה מרגש (אותי לפחות)?
כי החוקרים כל הזמן מופתעים מתגליות חדשות שלא ידעו עליהם, כלומר עם כל הידע הקיים היום למדע, הוא עדין לא יודע הכל!!!
החוקרים גם ציינו שהם רוצים לבדוק את הנושא הזה גם על קשישים, כדי לראות איך הגיל משפיע על הגלים, ואולי בעתיד יהיה גם קשור בעזרה לחולים כמו אלצהיימר שם יש הרבה פסולת שמצטברת באזור הקוגנטיבי…
וגם כי זה מסביר מדוע מוזיקה של תנועת מים וגלים של ים (מלאכותית וטבעית) הם כה מרגיעים…

מדוע בני אדם מבלים שליש מחייהם בשינה? למה בעלי חיים ישנים?

לאורך האבולוציה שינה נשארה אוניברסלית וחיונית לכל האורגניזמים בעלי מערכת העצבים, כולל חסרי חוליות כמו זבובים, תולעים ואפילו מדוזות. מדוע בעלי חיים ישנים למרות האיום המתמשך של טורפים, וכיצד השינה מועילה למוח ולתאים בודדים עדיין נותרה בגדר תעלומה.

במחקר שפורסם בנובמבר 21 בג'ורנל Molecular Cell, חוקרים מאוניברסיטת בר-אילן התקדמו צעד קדימה לקראת פתרון התעלומה על ידי גילוי מנגנון שינה בדגי זברה, עם כמה עדויות תומכות בעכברים.
את המחקר הוביל פרופ' ליאור אפלבאום, מהפקולטה למדעי החיים של גודמן בבר-אילן והמרכז הרב-תחומי לחקר המוח של גונדה.
פרופס אפלבאום מציין שכאשר אנו ערים, לחץ שינה הומאוסטטי (עייפות) מצטבר בגוף. לחץ זה עולה ככל שאנו נשארים ערים ויורד במהלך השינה, מגיע לשפל לאחר שנת לילה מלאה וטובה.

מה גורם ללחץ ההומאוסטטי לעלות עד לנקודה שאנחנו מרגישים שאנחנו חייבים ללכת לישון, ומה קורה בלילה שמפחית את הלחץ הזה עד כדי כך שאנחנו מוכנים להתחיל יום חדש?

בשעות הערות, נזק ל-DNA מצטבר בנוירונים. נזק זה יכול להיגרם על ידי אלמנטים שונים, כולל אור כחול, פעילות עצבית, קרינה, עקה חמצונית וטעויות אנזימטיות. במהלך השינה והערות, מערכות תיקון בתוך כל תא מתקנות שבירות DNA. עם זאת, נזק ל-DNA בנוירונים ממשיך להצטבר בזמן ערות, ונזק מוגזם ב-DNA במוח יכול להגיע לרמות מסוכנות שיש להפחית. המחקר גילה שמערכת תיקון DNA לגיוס שינה מקדמת תיקון יעיל כך שהיום יכול להתחיל מחדש.
בסדרה של ניסויים, החוקרים ביקשו לקבוע אם הצטברות נזקי ה-DNA יכולה להיות ה"נהג" שמפעיל לחץ הומאוסטטי ומצב השינה שלאחר מכן.
באמצעות הקרנה, פרמקולוגיה ואופטוגנטיקה, הם גרמו נזק ל-DNA בדג הזברה כדי לבחון כיצד זה משפיע על השינה שלהם. עם השקיפות המוחלטת שלהם, השינה הלילית והמוח הפשוט הדומה לבני אדם. החוקרים מציינים שדגי הזברה הם אורגניזם מושלם לחקור את התופעה הזו.
ככל שהנזק ל-DNA גדל, גדל גם הצורך בשינה. הניסוי העלה שבשלב מסוים הצטברות נזקי ה-DNA הגיעה לסף מקסימלי, והגדילה את לחץ השינה (הומיאוסטטי) עד כדי כך שהדחף לישון הופעל והדגים הלכו לישון. השינה שלאחר מכן הקלה על תיקון ה-DNA, מה שהביא להפחתת נזקי ה-DNA.
לאחר וידוא כי נזקי DNA מצטברים הם הכוח המניע את תהליך השינה, החוקרים היו להוטים ללמוד האם ניתן לקבוע את הזמן המינימלי שדג הזברה צריך לישון כדי להפחית את לחץ השינה ואת נזקי ה-DNA. מכיוון שכמו בני אדם, דג הזברה רגיש להפרעות באור, תקופת החושך פחתה בהדרגה במהלך הלילה. לאחר מדידת נזקי DNA ושינה, נקבע ששש שעות שינה בלילה מספיקות להפחתת נזקי DNA. למרבה הפלא, לאחר פחות משש שעות שינה, נזקי ה-DNA לא הופחתו בצורה מספקת, ודג הזברה המשיך לישון גם באור יום.

מהו המנגנון במוח שאומר לנו שאנחנו צריכים לישון כדי להקל על תיקון DNA יעיל?

החלבון PARP1, שהוא חלק ממערכת תיקון נזקי ה-DNA, הוא אחד הראשונים להגיב במהירות. PARP1 מסמן אתרי נזק ל-DNA בתאים, ומגייס את כל המערכות הרלוונטיות לניקוי נזקי DNA. בהתאם לנזק ל-DNA, התקבצות של PARP1 באתרי שבירה של DNA עולה במהלך הערות ופוחתת במהלך השינה. באמצעות מניפולציה גנטית ותרופתית, ביטוי היתר והנפה של PARP1 חשפו לא רק שהגברת PARP1 מקדמת שינה, אלא גם הגבירה תיקון תלוי שינה. לעומת זאת, עיכוב של PARP1 חסם את האות לתיקון נזקי DNA. כתוצאה מכך, הדגים לא היו מודעים לחלוטין לכך שהם עייפים, לא הלכו לישון, ולא התרחש תיקון נזקי DNA.
כדי לחזק את הממצאים על דג הזברה, תפקידו של PARP1 בוויסות השינה נבדק גם על עכברים, באמצעות EEG. בדיוק כמו עם דג הזברה, עיכוב פעילות PARP1 הפחית את משך ואיכות השינה הלא מהירה של תנועת עיניים (NREM).
פרופ' אפלבאום מציין ש"מסלולי PARP1 מסוגלים לאותת למוח שהוא צריך לישון כדי שיתרחש תיקון DNA".

במחקר קודם, פרופ' אפלבאום והצוות השתמשו בהדמיית 3D time-lapse כדי לקבוע ששינה מגבירה את הדינמיקה של הכרומוזומים. ונמצא שחלבון PARP1 מגביר את הדינמיקה של השינה והכרומוזומים, מה שמקל על תיקון יעיל של נזקי ה-DNA שהצטברו במהלך שעות הערות. תהליך תחזוקת ה-DNA עשוי שלא להיות יעיל מספיק במהלך שעות הערות בנוירונים, ולכן דורש זמן שינה עם קלט מופחת למוח כדי להתרחש.
החוקרים מסכמים שממצאים אלה מספקים תיאור מפורט של "שרשרת האירועים" המסבירה שינה ברמת התא הבודד מנגנון זה עשוי להסביר את הקשר בין הפרעות שינה, הזדקנות והפרעות נוירודגנרטיביות, כגון פרקינסון ואלצהיימר.

אנחנו והטבע אחד הם!

אם אתם מוצאים את המידע מענין ומועיל ומעוניינים בהמשך העשייה למען בריאות טבעית מודעת לכולם, מוזמנים לתרום בכל סכום (חד פעמי או חודשי)

כדי להתעדכן ראשונים מוזמנים להזין דוא"ל למטה

להשאיר תגובה

היכנס באמצעות אחת השיטות האלה כדי לפרסם את התגובה שלך:

הלוגו של WordPress.com

אתה מגיב באמצעות חשבון WordPress.com שלך. לצאת מהמערכת /  לשנות )

תמונת גוגל

אתה מגיב באמצעות חשבון Google שלך. לצאת מהמערכת /  לשנות )

תמונת Twitter

אתה מגיב באמצעות חשבון Twitter שלך. לצאת מהמערכת /  לשנות )

תמונת Facebook

אתה מגיב באמצעות חשבון Facebook שלך. לצאת מהמערכת /  לשנות )

מתחבר ל-%s