腦部淋巴系統「發現者」的新成果：加深對睡眠、衰老和阿茨海默症之間聯繫的理解

一項最新研究表明，睡眠的深度能夠影響人類大腦有效地將廢物和有毒蛋白質運輸出去的能力。隨著年齡的增長，人們的睡眠越來越輕，越來越容易被干擾。這項新研究提出了衰老，睡眠剝奪和阿茨海默症風險增加之間的可能聯繫。

羅切斯特大學轉化神經醫學中心主任，該研究的主要作者，醫學博士Maiken Nedergaard說:「睡眠對大腦清除廢物系統的功能至關重要。我們的研究表明，越深的睡眠對大腦清除廢物越有幫助。睡眠質量或者睡眠剝奪可以成為預測阿茨海默症和癡呆症的發病時間的一項因素。」

這項發表在《科學進展》雜誌上的研究表明，深度非快速眼動睡眠(non-REM)中緩慢而穩定的大腦和心肺活動，對於大腦清除廢物的腦部淋巴系統的功能最有幫助。這也可以解釋為什麼某些麻醉藥物會導致老年人的認知障礙。

Nedergaard博士及其同事在2012年首次描述了以前未知的腦部淋巴(glymphatic)系統。在此之前，科學家們還沒有完全理解有著自己封閉的生態系統的大腦是如何清除廢物的。

2012年的研究揭示了大腦中一種管道系統，腦部淋巴系統背負著血管並通過腦組織中的腦脊液（CSF）來運走廢物。之後一項研究表明，這個系統主要在我們睡覺時工作。

由於諸如β-澱粉樣蛋白和tau蛋白等有毒蛋白質在大腦中的積累與阿茨海默症有關，研究人員推測，睡眠中斷導致的腦部淋巴系統受損可能是導致阿茨海默症的原因之一。這個推測與臨床觀察結果相符。臨床觀察顯示睡眠剝奪與阿茨海默症風險增加之間存在關聯。

在這項研究中，研究人員對用六種不同的麻醉方法麻醉的小鼠進行了實驗。當這些小鼠處於麻醉狀態時，研究人員記錄下它們大腦的電活動、心血管活動以及凈化大腦的腦脊液的流動線路。

研究小組觀察到，氯胺酮和甲苯噻嗪（K/X）的麻醉藥組合最能在麻醉小鼠的大腦中重現緩慢而穩定的電活動，以及與深度非快速動眼睡眠相關的心率減慢。此外，用甲苯噻嗪（K/X）麻醉的小鼠大腦中的電活動對腦部淋巴系統的運行最有利。

Nedergaard實驗室的博士後助理、該研究的第一作者Lauren Habritz博士說：「在深度慢波睡眠中，同步的神經活動，特別是從大腦前部傳到後部的神經元放電模式，與大腦淋巴系統中腦脊液(CSF)的流動路徑相吻合。這說明，參與神經元放電的化學離子驅動了有助於將腦脊液拉過腦組織的滲透過程。」

這項研究提出了幾個重要的臨床問題。它進一步加強了睡眠、衰老和阿茨海默症之間的聯繫。眾所周知，隨著我們年齡的增長，維持深度非快速眼動睡眠變得越來越困難，這項研究強調了深度睡眠對維持正常腦部淋巴系統功能的重要性。

這項研究還表明，人們可以通過改善睡眠來控制腦部淋巴系統。這一發現為阿茲海默症高危人群提供了潛在的臨床療法，如睡眠療法或其他提高睡眠質量的方法。

此外，由於這項研究中使用的幾種化合物和臨床環境中使用的麻醉劑類似，研究還有助於解決老年患者手術後經常遇到的認知困難。在實驗中，受麻醉劑影響但大腦活動沒有變得緩慢的小鼠，其腦部淋巴系統活動降低。

丹麥哥本哈根大學轉化神經醫學中心的醫學博士,這項研究的合著者Tuomas Lilius說：「麻醉和手術後的認知障礙是手術的一個主要問題。接受手術的老年患者中有相當一部分出現了術後急性腦綜合症，通常表現為意識障礙，注意力無法集中。」這項研究提出了可用於避免這種術後認知障礙的藥物類別。

原文作者：

University of Rochester Medical Center 羅徹斯特大學醫藥中心

參考文獻：

"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

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