Длительное недосыпание и его последствия известны, пожалуй, каждому. Только в новой работе ученые доказали, что при отсутствии сна астроциты начинают бесконтрольное пожирание синапсов, вместо простой очистки от лишних элементов в синаптических щелях.
Количество клеток микроглии на 1 мм2 при нормальном сне (S), остром (SD) и хроническом (CSR) лишении сна / Journal of Neuroscience
Когда Сантьяго Рамон – и – Кахаль впервые описал астроциты, то предположил, что клетки «запечатывают» синапсы, чтобы предотвратить нейротрансмиссию во время сна, и «распечатывают» во время бодрствования. Хоть эта идея не получила распространения, современные данные указывают на то, что астроциты способствуют гомеостазу сна и их функции меняются в течение цикла сон – бодрствование.
Мишель Беллеси (Michele Bellesi) из Департамента психиатрии, Университета Висконсина с коллегами ранее сообщали, что уровень транскрипции кортикальных астроцитов различается у спящих и бодрствующих мышей. Но вопреки гипотезе Кахаля – астроциты шейного отдела позвоночника «расширялись» сильнее у бодрствующих мышей, чем спящих. Авторы предполагают, что расширение астроцитов отражает потребность в более активном поглощении глутамата, когда синапсы наиболее активны. Но по современным оценкам учёные сошлись только на одной функции: астроциты отвечают за фагоцитоз (процесс, при котором клетки захватывают и «переваривают» твёрдые частицы) синаптических элементов.
Белесси с командой исследовали морфологию астроцитов и микроглии из лобной коры мышей, поделённых на несколько групп: с нормальным сном, спонтанного пробуждения, острого (8 часов) и хронического (4,5 дня) лишения сна. Исследователи обнаружили, что при продолжительном бодрствовании фагоцитоз увеличивался. Большая часть фагоцитозного материала (около 75%) состояла из частей аксонов, в районе синапсов, дендритов. Чаще всего «поглощались» компоненты крупных синапсов, чем среднего размера. Дополнительные исследования показали, что только хроническое лишение сна провоцирует микроглиальный фагоцитоз синаптических окончаний.
Полученные данные позволяют предположить, что астроциты начинают бесконтрольное поглощение крупных синапсов после длительного отсутствия сна, что мешает синапсам нормально «активироваться» во время бодрствования. Дальнейшие исследования должны показать, как такие процессы влияют на когнитивные процессы.