Manipuliuojant įkvepiamo anglies dioksido (CO<sub>2</sub>) kiekį, galima gerokai sustiprinti smegenų „nuotekų sistemą“, nustatė mokslininkai.
Šis įrodymų patvirtintas tyrimas, kurį atliko Naujosios Meksikos universiteto (UNM) ir Mind Research Network JAV neuro mokslininkai, atveria intriguojančią galimybę dirbtinai sustiprinti itin svarbią smegenų valymo sistemą, žmonėms atrastą tik prieš maždaug dešimtmetį.
Tyrimo rezultatai rodo, kad periodiškai didinant CO2 kiekį kraujyje galima padėti išplauti toksiškas atliekas iš smegenų. Teoriškai tai galėtų padėti užkirsti kelią neurologinėms ligoms, susijusioms su šių toksinų kaupimusi, tokioms kaip Parkinsono ar Alzheimerio ligos.
Naujausiuose eksperimentuose, atliktuose su sveikais dalyviais ir Parkinsono liga sergančiais žmonėmis, nustatyta, kad ritmiškai, trumpiems periodams tiekiami CO2 prisotinto oro impulsai pagerino smegenų atliekų šalinimo sistemos tekėjimą.
Mokslininkai kol kas tiksliai nežino, kodėl taip nutinka, tačiau žinoma, kad kintantis CO2 kiekis kraujyje verčia kraujagysles periodiškai plėstis ir susitraukti. Manoma, kad šie pokyčiai mechaniškai skatina greta tekančio smegenų skysčio cirkuliaciją. Būtent skaidrus smegenų skystis yra glinfatinės sistemos „variklis“ – jis apiplauna smegenis ir nugaros smegenis, padėdamas pašalinti medžiagų apykaitos atliekas.
Įprastai, žmogui miegant, smegenų skystis bangomis plauna ir išneša iš smegenų susikaupusias atliekas. Tačiau miego sutrikimai labai dažni tarp Parkinsono liga sergančių pacientų, todėl jų smegenyse gali imti kauptis blogai susilankstę baltymai.
Parkinsono liga sergančių žmonių smegenų kraujotaka paprastai sunkiau prisitaiko prie pokyčių, o pačiose smegenyse dažnai randama daugiau netaisyklingai susiformavusių baltymų, galinčių būti toksiškų poveikių šaltiniu. Dėl to kai kurie tyrėjai kelia hipotezę, kad būtent sutrikusi smegenų „nuotekų“ sistema gali būti viena iš pagrindinių šios neurologinės ligos priežasčių.
Vis daugiau mokslininkų dabar bando išsiaiškinti, kaip būtų galima sąmoningai paveikti glinfatinę sistemą ir taip ilgiau išlaikyti smegenis „darbo formoje“. Anglies dioksidas šiuo atveju atrodo itin perspektyvi priemonė.
„Svarstėme, kaip galėtume sustiprinti šį atsaką, – pasakoja UNM neuropsichologė Sephira Ryman. – Tada supratome, kad galime atkurti glinfatinės sistemos valymo reakciją, kuri paprastai siejama su giliu miegu, ir budriems žmonėms, naudodami pertraukiamus CO2 impulsus.“
Pirmajame eksperimente 63 vyresni suaugusieji, iš kurių 30 sirgo Parkinsono liga, buvo tiriami naudojant MRI-BOLD smegenų vaizdinimą. Jiems buvo taikomi kvėpavimo ciklai: maždaug 35 sekundes jie kvėpavo oru su padidintu CO2 kiekiu, o po to – įprastu oru.
Toks metodas vadinamas pertraukiama hiperkapnija ir laikinai padidina CO2 kiekį kraujyje. Tiek sveikiems dalyviams, tiek Parkinsono liga sergantiems žmonėms šis poveikis pastebimai pakeitė smegenų skysčio tekėjimą.
Antrajame eksperimente 10 dalyvių (5 iš jų sirgo Parkinsono liga) patyrė tris po 10 minučių trunkančias pertraukiamos hiperkapnijos sesijas. Jų kraujyje esantis CO2 kiekis buvo matuojamas maždaug po 45, 90 ir 150 minučių.
Abiejų grupių – ir sveikų, ir sergančių Parkinsono liga – smegenų skysčio tekėjimas bei glinfatinės sistemos aktyvumas padidėjo. Kraujyje taip pat padaugėjo iš smegenų pašalintų atliekų produktų, kas rodo pagerėjusį jų šalinimą.
Vienam tyrimo dalyviui kraujyje buvo aptikta amiloido beta baltymų – tai vienas iš Alzheimerio ligos biologinių žymenų. Po pertraukiamos hiperkapnijos sesijų šių baltymų koncentracija jo kraujo plazmoje žymiai padidėjo, tarsi būtų suaktyvintas smegenų valymo mechanizmas.
Tyrimo autoriai daro prielaidą, kad pertraukiama hiperkapnija gali padėti pašalinti peptidus ir baltymus, susijusius su Alzheimerio liga, todėl šis metodas galėtų tapti potencialia ligos eigą keičiančia terapija. Vis dėlto kol kas nežinoma, ar šie pokyčiai yra ilgalaikiai ir ar jie iš tiesų reikšmingai veikia ligos vystymąsi.
Nors su Alzheimerio ir Parkinsono ligomis siejami įvairūs toksinai smegenyse, lieka neaišku, ar jie yra tiesioginiai ligos varikliai, ar tik ligos proceso „šalutiniai produktai“.
Ryman ir jos kolegos dabar tiria, ar tam tikros kvėpavimo praktikos – pavyzdžiui, pilvo kvėpavimu paremta joga, taidži ar či gongas – gali panašiai veikti anglies dioksido koncentraciją kraujyje ir smegenų valymą, kaip ir laboratorijoje taikoma pertraukiama hiperkapnija.
