Mất ngủ khiến tế bào thần kinh đệm "nổi loạn" và ăn mòn não bộ

Giấc ngủ ban đêm không đơn giản là để cơ thể nạp lại năng lượng. Khi chúng ta ngủ, bộ não thực sự cũng thay đổi trạng thái, và nó bắt đầu thải bỏ các sản phẩm phụ độc hại mà hệ thần kinh sinh ra trong suốt quá trình hoạt động ban ngày.

Các vi tế bào thần kinh đệm, được ví như thực bào trong não bộ, bắt đầu dọn dẹp các mảnh tế bào thần kinh vỡ, các tế bào quá già cỗi hoặc bị tổn thương bằng cách “ăn” chúng trong khi chúng ta ngủ. Hoạt động của vi tế bào thần kinh đệm là bình thường, chỉ trừ trường hợp bạn mất ngủ kinh niên.

Một nhóm các nhà khoa học Italia phát hiện ra khi những con chuột bị mất ngủ kéo dài, vi tế bào thần kinh đệm của chúng bắt đầu “ăn” nhiều hơn, làm tăng nguy cơ gây tổn thương não bộ, nguyên nhân của các căn bệnh như Alzheimer hoặc thoái hóa thần kinh.

Bộ não thực sự có thể bị ăn mòn nếu bạn thiếu ngủ.

Nghiên cứu được dẫn đầu bởi nhà thần kinh học Michele Bellesi thuộc Đại học Bách khoa Marche ở Ý đã kiểm tra phản ứng của bộ não động vật với thói quen ngủ thiếu lành mạnh của chúng. Họ thấy sự giống nhau kỳ lạ giữa những con chuột được nghỉ ngơi và không ngủ đủ.

Giống như tế bào ở các bộ phận khác trong cơ thể, các tế bào thần kinh trong não cũng liên tục được tái tạo và thay mới bởi hai loại tế bào thần kinh đệm khác nhau. Chúng là các tế bào hỗ trợ thường được gọi là chất keo kết dính hệ thần kinh:

Loại thứ nhất là các vi tế bào thần kinh đệm (microglia). Tương tự như đại thực bào, vi tế bào thần kinh đệm có trách nhiệm loại bỏ các tế bào già cỗi, bị tổn thương hoặc các mảnh vỡ của chúng thông qua một quá trình gọi là thực bào. Hiểu đơn giản, chúng nuốt vào bên trong mình những rác thải trong hệ thần kinh.

Loại thứ hai là các tế bào hình sao (astrocyte) có nhiệm vụ cắt bỏ các khớp thần kinh không cần thiết (các kết nối) trong não để làm mới và định hình lại hệ thống kết nối thần kinh.

Trước đây, chúng ta đã biết rằng 2 quá trình này xảy ra khi chúng ta ngủ. Sự làm mới này giúp bù đắp quá trình hao mòn xảy ra trong thần kinh vào ban ngày. Nhưng bây giờ, dường như quá trình tương tự cũng xảy ra khi chúng ta mất ngủ.

Nhưng thay vì mang lại hiệu ứng tốt, mất ngủ sẽ khiến cho bộ não giống như một con thuyền ngập nước đang chìm. Các tế bào thì lại muốn đục lỗ để nước thoát ra ngoài, não bộ vì thế tự làm hại chính nó một cách điên cuồng.

Vi tế bào thần kinh đệm trong não "ăn" một tế bào thần kinh

“Lần đầu tiên chúng tôi chỉ ra được các khớp nối thần kinh bị ăn bởi các tế bào hình sao do mất ngủ”, Bellesi nói. Để tìm ra điều này, các nhà nghiên cứu đã chụp ảnh não bộ của bốn nhóm chuột:

Nhóm thứ nhất: được cho ngủ từ 6 đến 8 tiếng (nghỉ ngơi tốt)

Nhóm thứ 2: tự động thức dậy định kỳ khi đang ngủ (thức tỉnh tự nhiên sau khi ngủ đủ)

Nhóm thứ 3: thức suốt 8 tiếng đồng hồ (thiếu ngủ)

Nhóm thứ 4: thức liên tục 5 ngày liền (thiếu ngủ kinh niên)

Khi các nhà nghiên cứu so sánh hoạt động của các tế bào hình sao trên cả bốn nhóm, họ phát hiện nó trong 5,7% khớp thần kinh của bộ não những con chuột nghỉ ngơi tốt, và 7,3% trong bộ não chuột tự thức tỉnh tự nhiên.

Ở những con chuột bị thiếu ngủ hoặc thiếu ngủ kinh niên, họ nhận thấy một điều khác biệt: các tế bào hình sao đã gia tăng hoạt động của chúng và thực sự “ăn” vào các khớp thần kinh, tương tự như các vi tế bào thần kinh đệm nuốt vào tế bào thừa - trong một quá trình gọi là thực bào bởi tế bào hình sao (astrocytic phagocytosis).

Trong bộ não chuột bị thiếu ngủ, các tế bào hình sao hoạt động trên 8,4% khớp thần kinh, và ở những con chuột bị thiếu ngủ trầm trọng, 13,5% các khớp thần kinh của chúng xuất hiện quá trình ăn mòn bởi tế bào hình sao.

Bellesi nói với New Scientist rằng hầu hết các khớp thần kinh đang bị tiêu diệt trong hai nhóm chuột bị thiếu ngủ là những tế bào lớn nhất, cũ nhất và đã qua sử dụng nhiều nhất - "giống như những đồ đạc đã cũ". Việc loại bỏ chúng có khi lại là một điều tốt.

Nếu bạn muốn bảo vệ não bộ của mình, tốt nhất hãy cứ ngủ đủ giấc.

Nhưng khi kiểm tra hoạt động của các vi tế bào thần kinh đệm trên cả bốn nhóm chuột, họ nhận thấy rằng chúng cũng đã hoạt động quá mức trong nhóm bị thiếu ngủ kinh niên. Đó là một điều đáng lo ngại, vì những hoạt động của vi tế bào thần kinh đệm liên quan tới các bệnh về não như Alzheimer và các dạng khác của sự thoái hóa thần kinh.

“Chúng tôi thấy rằng thực bào bởi tế bào hình sao xảy ra sau hiện tượng mất ngủ cấp tính và mất ngủ kinh niên, nhưng không xảy ra sau quá trình thức tỉnh tự nhiên, cho thấy nó có thể thúc đẩy việc làm sạch và tái thiết các thành phần bị hao mòn của khớp thần kinh hoạt động mạnh, được sử dụng đi sử dụng lại”, các nhà nghiên cứu viết trong báo cáo.

“Ngược lại, chỉ chứng mất ngủ kinh niên mới kích hoạt các vi tế bào thần kinh đệm và thúc đẩy hoạt động thực bào của chúng… cho thấy việc mất ngủ kéo dài có thể hoạt hóa vi tế bào thần kinh đệm và có khả năng sẽ gây tổn hại cho não bộ”.

Tới thời điểm này, vẫn còn khá nhiều câu hỏi cần đặt ra. Chẳng hạn như liệu điều này có xảy ra trong não bộ con người hay không? Và liệu nếu chúng ta ngủ bù lại, quá trình thiệt hại não bộ có thể được đảo ngược?

Chúng ta sẽ phải chờ các nghiên cứu trong tương lai để trả lời vấn đề đó. Trong khoảng thời gian chờ đợi, nếu bạn muốn bảo vệ não bộ của mình, tốt nhất hãy cứ ngủ đủ giấc.

Tham khảo Sciencealert