De ce persoanele cu Alzheimer nu pot dormi. Ce se întâmplă în creier

O echipă de cercetători de la University of Kentucky a identificat un mecanism care ar putea explica de ce persoanele cu boala Alzheimer se confruntă cu probleme legate de somn încă din stadiile timpurii ale bolii. Rezultatele, publicate în revista Alzheimer's & Dementia, sugerează că principalii responsabili nu sunt plăcile de amiloid, așa cum se credea până acum, ci microglia – celulele imunitare ale creierului.

Mai mult, oamenii de știință au reușit să inverseze această tulburare de somn la șoareci, ceea ce deschide noi perspective pentru viitoarele tratamente.

Microglia, nu plăcile de amiloid, par să provoace lipsa somnului

În boala Alzheimer, în creier se acumulează plăci de beta-amiloid, considerate unul dintre semnele caracteristice ale afecțiunii. Până acum, acestea erau considerate principala cauză a deteriorării funcției cerebrale și a tulburărilor de somn.

Noul studiu schimbă însă această perspectivă.

Cercetătorii au descoperit că microglia, celulele care reprezintă sistemul imunitar al creierului, reacționează excesiv la prezența plăcilor și declanșează o inflamație extinsă care împiedică instalarea somnului normal.

"Practic, am demonstrat că nu plăcile în sine și nici doar neuronii afectați provoacă pierderea somnului, ci microglia. Aceste celule imunitare răspund la plăcile de amiloid și declanșează o cascadă complexă de inflamație, ca și cum ar petrece toată noaptea și ar ține creierul treaz", a explicat Shannon L. Macauley, profesor asociat de fiziologie la University of Kentucky.

Cercetătorii au monitorizat activitatea cerebrală în timpul somnului

Pentru studiu, echipa a comparat șoareci modificați genetic, predispuși să dezvolte plăci de amiloid, cu șoareci sănătoși de aceeași vârstă.

Animalele au fost analizate la șase luni, când apar primele plăci, și din nou la 18 luni, când boala este mult mai avansată.

Cu ajutorul electroencefalografiei (EEG) și electromiografiei (EMG), cercetătorii au urmărit cu precizie momentele în care animalele erau treze, dormeau profund sau intrau în faza REM.

În paralel, o tehnică modernă de microscopie 3D a permis observarea distribuției plăcilor și a microgliei în întregul creier.

Un medicament a readus peste două ore de somn pe noapte

Pentru a verifica dacă microglia reprezintă cauza directă a tulburărilor de somn, cercetătorii au administrat șoarecilor Pexidartinib (PLX3397), un medicament dezvoltat inițial pentru tratamentul unor forme de cancer.

După 14 zile de tratament, aproximativ 87% dintre celulele microgliale au fost eliminate temporar.

Rezultatele au fost remarcabile.

Șoarecii cu modificări asemănătoare bolii Alzheimer au dormit cu peste două ore mai mult în fiecare noapte, iar perioadele de somn profund (NREM), esențiale pentru refacerea creierului, au devenit considerabil mai lungi.

Important este că aceste beneficii au apărut fără reducerea numărului de plăci de amiloid.

Tulburările de somn apar devreme și apoi nu se agravează

Una dintre cele mai surprinzătoare observații a fost că lipsa somnului nu a continuat să se agraveze pe măsură ce numărul plăcilor de amiloid s-a dublat.

"Mă așteptam ca, pe măsură ce încărcătura de plăci devenea mai mare, și tulburările de somn să se agraveze. Totuși, modificările observate la șase luni, când apar primele plăci, nu au devenit mai severe la 18 luni, deși cantitatea de plăci era de peste două ori mai mare", a declarat Nicholas J. Constantino, primul autor al studiului.

Cercetătorii consideră că organismul atinge un fel de plafon al afectării încă din fazele incipiente ale bolii, iar răspunsul inflamator inițial reprezintă factorul care declanșează pierderea somnului.

Somnul profund este cel mai afectat

Analiza a arătat diferențe clare între efectele îmbătrânirii normale și cele produse de Alzheimer.

Îmbătrânirea reduce în principal durata somnului REM, etapa asociată viselor și consolidării memoriei.

În schimb, boala Alzheimer afectează în special somnul NREM, faza în care creierul se reface și elimină produșii toxici acumulați în timpul zilei.

"Acest somn reparator are un rol esențial pentru refacerea organismului, învățare, memorie și eliminarea toxinelor acumulate pe parcursul zilei. Când pacienții cu Alzheimer pierd această etapă, își pierd principalul mecanism prin care creierul se curăță, iar acest lucru poate alimenta un cerc vicios care accelerează deteriorarea", a explicat Macauley.

EEG-ul ar putea ajuta la depistarea precoce a bolii

Autorii studiului cred că modificările activității electrice a creierului identificate prin EEG ar putea deveni un biomarker accesibil pentru depistarea timpurie a bolii Alzheimer.

"Sistemele portabile de EEG ne-ar putea permite să monitorizăm oamenii chiar la ei acasă și să identificăm modificările asociate bolii Alzheimer fără a recurge, din prima etapă, la teste costisitoare sau invazive", a spus Shannon L. Macauley.

Următorul pas: medicamente care calmează microglia

Echipa de cercetare testează deja medicamente existente, inclusiv metforminul, utilizat în diabet, și stiripentolul, folosit în epilepsie, pentru a reduce activitatea excesivă a microgliei fără eliminarea acestor celule.

Scopul este diminuarea inflamației, refacerea somnului și încetinirea modificărilor cerebrale înainte ca pierderile de memorie să devină evidente.

"Dacă reușim să controlăm acest proces, am putea îmbunătăți calitatea vieții, atenția, funcțiile cognitive și reduce stările de confuzie", a concluzionat Macauley.