Nyt studie viser, at neuromodulatorer som adrenalin ændrer saltbalancen omkring hjernens neuroner, og at saltbalancen så bestemmer, om neuroner er følsomme for stimulation som berøring.
Nyt studie viser, at neuromodulatorer som adrenalin ændrer saltbalancen omkring hjernens neuroner, og at saltbalancen så bestemmer, om neuroner er følsomme for stimulation som berøring.
Saltene og deres koncentration i ekstracellulærrummet spiller en større og mere afgørende rolle i forhold til vores arousal-niveau, end man tidligere har troet. Det traditionelle dogme har været, at den neuronale aktivitet styrer vores søvn og vågenhed. Fra nobelprisvinder Jens Christian Schous karakterisering af natrium-kalium-pumpen ved man, at cellers volumen og den omgivende væske afhænger af koncentrationen af salte som natrium og kalium. Så hvis koncentrationen af kalium er lav i den omgivende væske, skrumper cellerne. Forskerne viste i det aktuelle studie, som netop er publiceret i Science, at der under indsovning hos mus ses et fald i den ekstracellulære K+-koncentration og en stigning i Ca2+- og Mg2+-koncentrationerne samt deraf følgende større ekstracellulært volumen. Forsøget viste, at det er adrenalin og andre neuromodulatorer, som ændrer saltbalancen omkring neuronerne, og at saltbalancen derefter bestemmer, om neuroner er følsomme for stimulation som berøring. Når vi er vågne, er saltbalancen sådan, at neuronerne er meget følsomme for stimulation i modsætning til saltbalancen i hjernen, når vi sover, som gør, at det er sværere at aktivere neuronerne. I forhold til den fremtidige søvnforskning betyder det, at astrocytternes (hjernens støtteceller) rolle bliver helt central. Søvnen reguleres således ikke af den neuronale aktivitet alene, men i et samspil mellem neuromodulatorer og astrocytterne via saltbalancen.
Professor og medforfatter Maiken Nedergaard kommenterer i en pressemeddelelse studiet: »I virkeligheden er det meget mere enkelt, end hjerneforskningen hidtil har troet. Forskningen har tidligere fokuseret alene på hjernens neuronale aktivitet med henblik på at kortlægge og analysere komplicerede processer som det at være vågen eller at sove. Vores forsøg viser, at hjernen bruger noget så simpelt som at ændre niveauet af salte til at styre vores søvn og vågne tilstand. Denne opdagelse viser, at det ikke alene er nok at studere neuroner for at forstå hjernens aktivitet. Vi skal inkludere støttecellerne, specielt de såkaldte astrocytter, som regulerer saltbalancen i hjernen. Hjernen består ikke blot af en gruppe neuroner, der fungerer som en computer. At hjernen behøver 7-8 timers søvn for at fungere godt hver dag viser, at der er langt mere at forstå end neuronal aktivitet«.
Ding F, O’Donnell J, Xu Q et al. Changes in the composition of brain interstitial ions control the sleep-wake cycle. Science 2016;352:550-5.
