ما معمولا یک سوم عمر خود را در خواب هستیم. خوابیدن به دفع خستگی و بازیابی انرژی ما کمک می‌کند، به طوری که بعد از بیدار شدن، به شرطی که خواب کافی داشته باشیم، دیگر احساس خستگی نخواهیم داشت. یکی از کارکرد‌های مهم مغز در هنگام خواب، دفع مواد زائدی از مغز است که در اثر فعالیت مغز در زمان بیداری ایجاد شده‌اند. وظیفه‌ی دفع این مواد را، سیستمی به نام سیستم گلیمفاتیک به عهده دارد. به همین دلیل است که میان خواب و تصفیه مغز ارتباط مستقیمی وجود دارد. پیش‌تر در تریتا، در مورد اهمیت خواب کافی و تاثیر آن بر مغز صحبت کرده‌ایم. حال در این نوشتار از تریتا، سیستم گلیمفاتیک بدن را معرفی می‌کنیم. سیستمی که وظیفه‌ی پاکسازی ضایعات اختصاصی مغز را بر عهده دارد. همچنین ارتباط خواب و تصفیه مغز نیز مورد بررسی قرار می‌گیرد. با ما همراه باشید.
سیستم گلیمفاتیک چیست؟ | تصفیه و پاکسازی مغز در خواب چگونه انجام می‌شود؟
بسیاری از ما به طور نسبی با سیستم لنفاوی آشنا هستیم. این سیستم نقش‌های متعددی را در بدن ایفا می‌کند که یکی از آن‌ها پاکسازی ضایعات ناشی از سوخت‌و‌ساز از فضای میان بافت‌ها که از آن با عنوان فضای میانبافتی یاد می‌شود. سیستم عصبی مرکزی (Central Nervous System) یا CNS که شامل مغز و نخاع است هیچ رگ لنفاوی واقعی ندارد. از آنجا که سیستم عصبی مرکزی، سیستم بسیار فعالی است، زباله‌های متابولیکی می‌توانند به سرعت ایجاد شوند.
سیستم عصبی مرکزی، بسیار به نوسانات موجود در محیط خود حساس است، بنابراین بدن باید به طریقی زباله‌های سلولی را دفع کند و اینجاست که سیستم گلیمفاتیک وارد عمل می‌شود. قبل از کشف این سیستمِ دفعِ زباله‌ی مبتنی بر مغز، دانشمندان بر این باور بودند که هر سلول منفرد، اعمال مربوط به سوخت‌و‌ساز خود را، خود انجام می‌دهد. اگر سیستم سلولی بدن با بالا رفتن سن، بیش از حد مورد بهره‌برداری قرار گیرد و یا سرعت عمل آن کند شود، ضایعات ناشی از سوخت‌و‌ساز میان بافت‌ها ایجاد خواهند شد. این ضایعه‌ها شامل محصولاتی مانند بتا آمیلوئید، پروتئین مرتبط با بیماری آلزایمر است.
عبارت «گلیمفاتیک» توسط مایکن ندرگارد، دانشمند علوم اعصاب دانمارکی که این سیستم را کشف کرد، ابداع شد. این نام به سلول‌های گلیال اشاره دارد که سلول‌هایی حیاتی در امر تصفیه مواد زائد مغزی هستند. با وجود اینکه تعداد محدودی از سلول‌های گلیال در مغز وجود دارد، اما این سلول‌ها در مقایسه با نورون‌ها، پوشش نسبتا کوچک‌تری دارند. اهمیت این سلول‌ها برای مدت طولانی، کمتر از سلول‌های پشتیبانی ضعیف در نظر گرفته می‌شد، اما در حال حاضر توجه بیشتری به آن‌ها می‌شود.
گلیا، نورون‌ها را تغذیه کرده، آن‌ها را عایق‌بندی و از آن‌ها محافظت می‌کند. همچنین در سیستم ایمنی و همانطور که اکنون می‌دانیم، در سیستم گلیمفاتیک نیز نقش دارند. به طور خاص، یک نوع سلول گلیال شناخته‌شده به عنوان آستروگلیا مهم است. گیرنده‌های این سلول‌ها، که کانال‌های آکواپورین-۴ نامیده می‌شوند، به مایع مغزی نخاعی (CSF) اجازه می‌دهند تا درون سیستم عصبی مرکزی حرکت کند و جریانی را ایجاد کند که به وسیله‌ی آن، مایع درون سیستم به حرکت در آید. مایع مغزی نخاعی، یک مایع شفاف است که سیستم عصبی مرکزی را احاطه کرده است و مسئولیت حفاظت مکانیکی و ایمنی مغز را در کنار کارهای دیگر به عهده دارد.
سیستم گلیمفاتیک، که موازی با سرخرگ‌ها کار می‌کند، هم چنین ضربان خون در گردش را سفت می‌کند تا به حرکت نگه داشتن چیزها کمک کند. وقتی رگ‌های خونی به صورت ریتمیک منبسط می‌شوند، موجب تبادل ترکیبات بین فضای میانبافتی و مایع مغزی نخاعی می‌شوند. سیستم گلیمفاتیک در ناحیه‌ای به نام «دورا» (Dura) با سیستم لنفاوی ارتباط برقرار می‌کند. دورا یک غشا ضخیم از بافت پیوندی است که مایع مغزی نخاعی را پوشش می‌دهد.
اهمیت خواب و تصفیه مغز
بعد از کشف نیدرگارد، او یک سری آزمایش‌ها روی موش‌ها انجام داد تا درک بهتری از نحوه کار سیستم گلیمفاتیک و مواقعی که این سیستم بسیار فعال می‌شود، ایجاد کند. به طور خاص، تیم وی بر روی خواب و آلزایمر تمرکز داشت. ندرگارد و تیمش متوجه شدند که سیستم گلیمفاتیک، به هنگام خواب حیوانات بسیار مشغول است. آن‌ها نشان دادند که حجم فضای میانبافتی، تا ۶۰ درصد افزایش می‌یافت. در حالی که موش‌ها در این مدت خواب بودند. این افزایش حجم، تبادلات مایع مغزی نخاعی و مایع میانبافتی را افزایش داده و سرعت حذف آمیلوئید را بیشتر می‌کرد. به این ترتیب، نیدرگارد و تیمش، این طور نتیجه‌گیری کردند که: عملکرد ترمیمی خواب می‌تواند نتیجه افزایش دفع ضایعات سمی ناشی از فعالیت سلول‌های مغزی باشد که در زمان بیداری در مغز تجمع پیدا می‌کنند.
کار نیدرگارد و تیمش، الهام‌بخش موجی از مطالعات جدید بود.. محققان به بررسی تاثیر فشار خون بالا بر عملکرد سیستم گلیمفاتیک پرداختند. با گذشت زمان، فشار خون بالا باعث می‌شود که رگ‌های خونی الاستیسیته خود را از دست بدهند و به طور فزاینده‌ای سفت‌تر شوند. از آنجا که تحریک شدن منظم دیواره‌های شریان‌ها، سیستم گلیمفاتیک را تحریک می‌کند، سفت شدن رگ‌های خونی مانع از عملکرد موثر این سیستم می‌شود. دانشمندان با استفاده از یک مدل موشی از فشار خون بالا نشان دادند که سفت شدن شریان ناشی از فشار خون بالا با نحوه کاکرد سیستم دفع ضایعات بدن تداخل دارد و از دفع شدن موثر مولکول‌های بزرگ موجود در مغز مانند بتا آمیلوئید جلوگیری می‌کند. این یافته می‌تواند به توضیح این موضوع کمک کند که چرا دانشمندان، بین افزایش فشار خون و کاهش شناختی و زوال عقل ارتباطاتیرا پیدا کرده‌اند و آن‌ها را به نوعی با هم مرنبط می‌دانند.
ارتباط ضربه مغزی با اختلال در کارایی سیستم گلیمفاتیک
«انسفالوپاتی مزمن پس از سانحه» از ضربات مکرر به سر ناشی می‌شود؛ این سندرم معمولا سندرم «مشت مستی» (punch-drunk) نامیده می‌شود، زیرا در بوکسورها رخ می‌دهد و به حالت گیجی و راه رفتن نامتوازنی اطلاق می‌شود که در اثر خوردن ضربات مکرر به سر رخ می‌دهد. علائم این سندروم، می‌تواند از دست دادن حافظه، ایجاد تغییرات در خلق‌و‌خو، سردرگمی و کاهش سطح شناخت باشند.
برخی محققان بر این باورند که اختلالات در سیستم گلیمفاتیک به دلیل وارد شدن شربه به مغز، ممکن است خطر ابتلا به «آنسفالوپاتی مزمن پس از سانحه» را افزایش دهد. نویسندگان این مقاله، در این باره نوشته‌اند که پس از وارد شدن یک آسیب مغزی، خوابیدن برای فرد مشکل می‌شود و این مورد، شایع‌ترین نشانه‌ای است که به سبب آسیب مغزی گزارش شده است. همانطور که احتمالا تا الان حدس زده‌اید، نخوابیدن می‌تواند با عدم پاکسازی فضای میانبافتی مغز در ارتباط باشد. در عین حال، این نوع آسیب می‌تواند باعث جابجایی کانال‌های آکواپورین-۴ (گیرنده‌های مهمی در ناحیه آستروگلیا هستند و برای عمل تصفیه مغز در طول خواب حیاتی هستند) به موقعیتی شود که مانع از حذف پروتئین‌های زائد از فضای میانبافتی می‌شود. نویسندگان مقاله مربوطه، بر این باورند که اختلال در سیستم گلیمفاتیک می‌تواند با بیماری‌های تحلیل‌برنده‌ی عصبی مرتبط باشد.
نقش سیستم گلیمفاتیک در پیشگیری از بیماری پارکینسون
بیماری پارکینسون یک بیماری دیگر است که با تجمع پزوتئین آلفا-سینوکلئین در مغز شناخته می‌شود. در بیماری پارکینسون، اختلال در مسیرهای انتقال دوپامین مغز وجود دارد. این مسیرها نقش مهمی در چرخه‌های خواب و بیداری و ریتم‌های شبانه‌روزی ایفا می‌کنند؛ بنابراین افراد مبتلا به پارکینسون اغلب اختلالات خواب را تجربه می‌کنند. در یکی از پؤوهش‌هایی که در حوزه نوروساینس انجام شده است، اینطور برداشت شده است که محتل شدن الگوهای خواب، می‌تواند مانع از حذف برخی ترکیبات از جمله آلفا-سینوکلئین، توسط سیستم گلیمفاتیک شود و به تشکیل شدن آن‌ها در مغز کمک می‌کنند.
می‌توانید مقاله‌ی تریتا در مورد بیماری پارکینسون را از این جا مطالعه می‌کنید.
تاثیر دیابت بر کارایی سیستم گلیمفاتیک
طبق بررسی‌های برخی از محققان، علاوه بر نقش احتمالی دیابت در شرایط عصبی، بروز اختلالات در سیستم گلیمفاتیک، می‌تواند با نشانه‌های شناختی دیابت مرتبط باشند. دانشمندان نشان داده‌اند که دیابت می‌تواند بر تعدادی از عملکردهای شناختی، هم در ابتدای پیشرفت بیماری و هم در انتهای آن تاثیر بگذارد. برخی محققان نیز در پی یافتن علت دخالت سیستم گلیمفاتیک در دیابت هستند. به همین دلیل، برای تجسیم حرکت مایع مغزی نخاعی در مغز موش‌ها، مطالعه‌ای با استفاده از اسکن‌های MRI بر روی هیپوکامپ مغز آن‌ها انجام گرفت. هیپوکامپ، بخشی از مغز است که در شکل‌گیری خاطرات جدید در میان سایر وظایف نقش دارد. بر اساس این مطالعه، دانشمندان دریافتند که در موش‌های مبتلا به دیابت نوع ۲، پاکسازی مایع مغزی نخاعی تا سه برابر کندتر شد. آن‌ها همچنین یک همبستگی بین نقص‌های شناختی و اختلال در سیستم گلیمفاتیک پیا کردند. به این ترتیب، اگر مواد زائد مغزی پاکسازی نمی‌شدند، مهارت‌های مربوط به تفکر مختل می‌شدند.
نقش فاکتور سن در خواب و تصفیه مغز
همانطور که سن ما بالاتر می‌رود، دچار شدن به سطح مشخصی از زوال شناختی تقریبا اجتناب‌ناپذیر است. گستره‌ی زیادی از عوامل در این موضوع دخیل هستند. برخی دانشمندان بر این باورند که هم سیستم گلیمفاتیک می‌تواند در آن نقش داشته باشد. در یک مطالعه که در سال ۲۰۱۴ منتشر شد، کارایی سیستم‌های گلیمفاتیک موش در پیری مورد بررسی قرار گرفت. نویسندگان مقاله، «کاهش چشمگیر کارایی این سیستم» را که به دلیل افزایش سن بود، به عنوان نتیجه‌ی کار خود توصیف کردند. در بررسی مجدد سیستم گلیمفاتیک و نقش آن در بیماری و پیری، این طور نتیجه‌گیری شده است که کاهش فعالیت سیستم گلیمفاتیک به سبب افزایش سن، می‌تواند به تجمع پروتئین‌های بدترکیب و هایپرفسفریله کمک کند، خطر بیماری‌های تحلیل‌برنده‌ی عصبی را افزایش دهد و حتی خطر اختلالات شناختی را تشدید کند.
منبع: MedicalNewsToday
