Spát se musí, jinak je zle. Někteří lidé vystačí díky dědičným dispozicím třeba jen se čtyřmi hodinami spánku. Přírodní národy, jako jsou afričtí lovci a sběrači z kmene Hadzů spí denně jen šest hodin a nejsou chronicky nevyspalí. Důvody, proč musíme spát, nejsou proto tak úplně jasné.
Neurobioložka Maiken Nedergaardová z University of Rochester došla k závěru, že se mozek ve spánku čistí – odplavuje zplodiny látkové výměny tenkými kanálky tzv. glymfatického systému. Pokud tato očista nefunguje, mozek se poškozuje a nastupuje demence.
Ve studii publikované ve vědeckém časopise Nature Neuroscience nyní přichází tým vedený Nicholasem Franksem z londýnské Imperial College s kacířským názorem, že mozek se intenzivněji čistí ve dne ve stavu bdělosti a v noci nebo v narkóze jeho schopnost čištění prostřednictvím glymfatického systému citelně ochabuje. Jestli má Franks pravdu, tak znovu stojíme před otázkou: K čemu nám je vlastně spánek dobrý?
Z výzkumu Maiken Nedergaardové a mnoha jejích následovníků vyplynulo, že mozek má jakýsi kanalizační systém. Nervové buňky mozku potřebují spoustu energie, kterou vyrábějí spalováním krevního cukru glukózy. Probíhá v nich i řada dalších dějů.
To vše produkuje odpad, kterého se musí mozek zbavit. Cévy glymfatického systému přivádějí do mozku čerstvý mozkomíšní mok a smísí ho s mokem přicházejícím od mozkových buněk, jenž obsahuje zplodiny. Tato směs pak odtéká z mozku a vlévá se do krve.
Intenzivně tento proces probíhá během hlubokého spánku. Nedostatečné odvádění metabolitů může hrát roli v neurodegeneraci, k jaké dochází např. po opakovaných drobných poraněních mozku, jakými trpí boxeři.
Narušené odstraňování metabolitů může hrát roli i při vzniku dalších poruch funkcí mozku, včetně Alzheimerovy choroby. Chronický nedostatek spánku zvyšuje riziko různých mozkových onemocnění, což vědci v čele s Nedergaardovou přičítají rovněž sníženému odvádění zplodin látkové výměny z mozku.
Bdělý mozek se čistí líp?
Nicholas Franks a jeho spolupracovníci neměli v úmyslu stávající vysvětlení funkce spánku při čištění mozku zpochybnit.
„Já mám tuhle teorii o funkcích spánku opravdu rád,“ říká Franks a dodává, že předchozí studie se opíraly o měření přítoku mozkomíšního moku do mozku. „To podle mne není nejlepší měřítko pro úroveň odstraňování metabolitů z mozku. Mnohem lepší je sledovat, kolik mozkomíšního moku odtéká.“
Franks přirovnává mozek k děravému kbelíku. Množství vody, které se v něm udrží, závisí na přítoku vody do nádoby a na množství, které z ní uteče dírami. Voda může v nádobě stoupat díky zvýšenému přítoku nebo také díky ucpání některých děr. A není jednoduché určit podíl obou procesů na vzestupu hladiny.
Přesně o to se však Franks se svým týmem pokusil při zkoumání průtoku mozkomíšního moku mozkem. Vědci vstříkli laboratorním myším do mozku barvivo a měřili přes lebku jeho hladiny v mozkové tkáni. Z toho, jak barvivo mizelo, usuzovali, jak rychle se mozek čistí. Ukázalo se, že bdělé myši se zbavují barviva rychleji než myši, které spí nebo jsou v narkóze.
Objev nebo omyl?
Řada vědců považuje Franksovu studii za velmi solidní. Nedergaardová k ní má ale zásadní výhrady a vyjádřila podiv nad tím, že ji časopis Nature Neuroscience vůbec otiskl. Podle ní Franks ignoroval fakt, že se neurony mozku ve spánku smršťují a ponechávají mezi buňkami více volného místa. Ve spánku je podle ní zapotřebí vpravit do mozku více barviva.
Tady je ale třeba připomenout, že smršťování neuronů ve spícím mozku pozorovala u myší pouze Nedergaardová a mnozí vědci výsledky jejího pozorování odmítají přijmout. A tak zůstává spánek a jeho role pro organismus i nadále obestřen tajemstvím.