Overraskende fund: Det stof, der gør dig klar til kamp om dagen, renser også din hjerne om natten

Forestil dig sekunderne før en mundtlig eksamen, eller lige før du slår på glasset for at holde en tale foran en stor forsamling. Nervøsiteten banker rundt i kroppen, og alle dine sanser er skærpede til det yderste – nu er der ingen vej tilbage.

Følelsen af at være klar til kamp, populært kendt som ’fight or flight’-responset, bliver aktiveret af signalstoffet noradrenalin og er afgørende for vores evne til at klare pressede situationer.

Overraskende viser vores nye studie, at noradrenalin ikke kun er vigtigt for at holde os på dupperne om dagen. Det spiller også en helt afgørende rolle om natten, når kroppen renser hjernen for affaldsstoffer.

Studierne er udført på mus, men der er god grund til at antage, at det også gælder for mennesker. I denne artikel vil jeg forklare, hvordan det hænger sammen. Vi starter ved hjernens vaskemaskine, der kører, mens du sover:

Hjernens rensningsanlæg

Cellerne i vores krop er konstant i fuld gang med at nedbryde stoffer til næring og byggematerialer, som bruges til at holde kroppen ved lige.

Men ligesom på en byggeplads er der spildprodukter, der ikke kan bruges af cellerne, og som kroppen bliver nødt til at komme af med, for at de ikke skal ophobe sig. Det er for eksempel salt, overskydende vand og ødelagte celler.

Det er kroppens netværk af lymfekar, der opsamler affaldsstofferne og transporterer dem til lymfeknuder, hvor de bliver nedbrudt.

Men vores hjerner har ingen lymfekar. Det har derfor i lang tid været lidt af et mysterium, hvordan hjernen – et af de allermest aktive organer i vores krop – kommer af med sit affald.

For få år siden løste et hold af forskere mysteriet, da de fandt ud af, at hjernen har sin egen vaskemaskine: det glymfatiske system.

Hjernevæske skyller affaldsstoffer ud imens du sover

Det glymfatiske system virker ved, at hjernevæske, også kaldet cerebrospinalvæske, langsomt strømmer igennem hjernevævet og skifter den affaldsholdige væske, der omgiver hjernecellerne, ud med ny, ren hjernevæske.

Denne proces kan dog kun foregå, når vi sover.

Grunden til, at hjernen ikke bliver renset i løbet af dagen, er formentlig, at det glymfatiske system fungerer lidt ligesom, når skraldemændene rykker ud tidligt om morgenen. Hvis myldretidstrafikken blev blokeret af skraldebiler og containere, ville det betyde kaos og sure miner.

I stedet gør skraldemændene deres arbejde på tidspunkter, hvor det er til mindst mulig gene.

På samme måde sender det glymfatiske system sin rensende væske gennem hjernen, imens vi sover, og ikke når vi er vågne og har brug for konstant at reagere på indtryk og træffe hurtige beslutninger.

Noradrenalin dirigerer hjernens pumpesystem

Men hvordan kommer noradrenalin så ind i billedet?

Når vi falder i søvn, begynder langsomme bølger af noradrenalin at skylle ind over vores hjerne med en ny bølge cirka hvert 50. sekund.

En af noradrenalins effekter er, at det får blodårerne til at trække sig sammen. Noradrenalin virker derved lidt som en dirigent, der får alle blodårerne til at trække sig sammen synkront.

Blodårernes rytmiske sammentrækning når noradrenalin-niveauet er højt, og deres udvidelse når noradrenalin-niveauet er lavt, virker som en pumpe, der sender hjernevæsken rundt i systemet, så hjernevasken bliver aktiveret.

Dyb søvn er nøglen til en ren hjerne

Blodårernes pumpebevægelse sker kun i det søvnstadie, vi kalder non-REM søvn, der er den dybe form for søvn. Det er altså i den dybe non-REM søvn, at kontakten til hjernens vaskemaskine bliver tændt og hjernevæske-pumpen virker optimalt.

Modsat non-REM søvn er REM søvn, hvor de fleste drømme foregår, og hvor hjerneaktiviteten minder mere om det, man ser i den vågne hjerne.

Både når vi sover REM søvn, og når vi er vågne, er blodårernes bevægelser meget begrænsede, og der er slet ikke den samme pumpeaktivitet som under non-REM søvn.

Bølger af noradrenalin i sovende mus

Vi kom frem til opdagelsen af nordadrenalinens rolle i hjernens natlige udrensning ved at se på, havde der sker i hjernerne på sovende mus. Særligt én bestemt metode blev afgørende for vores fund, nemlig metoden ’fiber photometry’.

Med denne metode kan man måle mængden af et signalstof inde i hjernen ved hjælp af lys, der bliver sendt ind i hjernevævet.

Ved at måle udsving i koncentrationen af noradrenalin og signalstof i hjernevæsken og blodårerne over flere timer, hvor musene sov uforstyrret i deres bur, fik vi de første resultater, der sendte os på sporet.

De viste nemlig, at en bølge af noradrenalin altid blev fulgt af en sammentrækning af blodårerne og en øgning i mængden af hjernevæske.

Vores forsøg blev lavet med mus, men studier i mennesker tyder på, at det glymfatiske system virker på samme måde i menneskehjernen. For eksempel viser hjernescanninger af sovende personer også langsomme bølger i blodvolumen og hjernevæsken under non-REM søvn.

Overraskende fund

Vores opdagelse af noradrenalin som en central spiller i hjernens vaskemaskine under søvn er overraskende, fordi noradrenalin ellers har været kendt som et signalstof, der gør os lysvågne.

Noradrenalin minder meget om signalstoffet adrenalin, men i modsætning til adrenalin, der bliver frigivet fra binyrerne, bliver noradrenalin frigivet i hjernen.

Når vi er vågne, bliver begge stoffer frigivet, når det er tid til at gå i alarmberedskab, eller når vi er stressede.

Så hvordan kan det være, at de konstante noradrenalin-bølger ikke forstyrrer søvnen?

Din søvn er fyldt med mikro opvågninger

Faktisk udløser hver noradrenalin-bølge en meget lille og kort ’mikro-opvågning’, der er så kort, at vi ikke opdager den, fordi vi med det samme falder i søvn igen.

Vi kender endnu ikke funktionen af disse mikro-opvågninger, men noget tyder på, at det er en måde, kroppen overvåger sig selv og omgivelserne under søvn.

Et studie undersøgte for eksempel sammenhængen mellem mikro-opvågninger og dødelighed i over 8.000 mænd og kvinder, og fandt at dødeligheden både var højere i personer, der havde meget få mikro opvågninger og i dem, der havde et meget højt antal mikro-opvågninger.

Selvom dette studie ikke viser en direkte årsagssammenhæng, tyder det på, at det rette antal mikro opvågninger i løbet af natten er en god ting.

Kan vi booste det glymfatiske system?

Når man er færdig med et stort forskningsstudie, står man ofte tilbage med mange flere ubesvarede spørgsmål, end man startede med. Vores studie er ingen undtagelse.

For eksempel ved vi endnu ikke, hvordan hjernevæskepumpen bliver påvirket af faktorer som sygdom, stress og alderdom.

Derudover skal vi finde ud af, om vi kan bruge vores nye viden til bedre at kunne finde defekter i pumpesystemet og gøre det mere effektivt.

Mange forsøg har vist en korrelation mellem Alzheimers sygdom og ophobning af et molekyle kaldet ’amyloid-beta’ i hjernen.

Det glymfatiske system fjerner blandt andet amyloid-beta under søvn, så forhåbentlig kan vores resultater hjælpe til at udvikle nye behandlingsmuligheder for at booste rensningsprocessen, og derved gøre vores hjerner mere modstandsdygtige over for sygdom.