Είναι γνωστό ότι ο ύπνος παίζει βασικό ρόλο στη διευκόλυνση διαφόρων φυσιολογικών διεργασιών, ενώ παράλληλα συμβάλλει στην υγιή λειτουργία του εγκεφάλου. Η έλλειψη ύπνου και η κακή ποιότητα ύπνου έχουν συνδεθεί με διάφορα χρόνια προβλήματα υγείας και ψυχικής υγείας, όπως η υψηλή αρτηριακή πίεση, η κατάθλιψη, το εγκεφαλικό επεισόδιο, η παχυσαρκία και οι καρδιακές παθήσεις. Οι διαταραχές του ύπνου έχουν επίσης εμπλακεί στην ανάπτυξη νευροεκφυλιστικών ασθενειών. Είναι ενδιαφέρον ότι οι νευροεκφυλιστικές ασθένειες έχουν επίσης συσχετιστεί με τη δυσλειτουργία της μικρογλοίας, των πρωταρχικών κυττάρων του ανοσοποιητικού συστήματος των θηλαστικών, ωστόσο η σχέση μεταξύ μικρογλοίας και ύπνου δεν έχει μελετηθεί ακόμη διεξοδικά.
Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ (UC Berkeley), στο Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας Huazhong και σε άλλα ινστιτούτα στην Κίνα πραγματοποίησαν πρόσφατα μια μελέτη που διερευνά τον πιθανό ρόλο της μικρογλοίας στη ρύθμιση του ύπνου. Τα ευρήματά τους, που δημοσιεύθηκαν στο Nature Neuroscience, υποδηλώνουν ότι η μικρογλοία ρυθμίζει τον ύπνο ρυθμίζοντας τη μετάδοση του νευροδιαβιβαστή νορεπινεφρίνη, η οποία είναι γνωστό ότι συμβάλλει στη διέγερση, την προσοχή και τις αντιδράσεις στρες. «Δείχνουμε σε ποντίκια ότι η μικρογλοία μπορεί να ρυθμίσει τον ύπνο μέσω ενός μηχανισμού που περιλαμβάνει GPCR συζευγμένους με Gi, ενδοκυτταρική σηματοδότηση Ca2+ και καταστολή της μετάδοσης της νορεπινεφρίνης», έγραψαν οι Chenyan Ma, Bing Li και οι συνεργάτες τους στην εργασία τους.
Για να διερευνήσουν τον ρόλο της μικρογλοίας στη ρύθμιση του ύπνου, οι ερευνητές πραγματοποίησαν μια σειρά πειραμάτων σε ποντίκια, χρησιμοποιώντας χημειογενετικές τεχνικές για τον χειρισμό και την απεικόνιση του σήματος μικρογλοίας στον εγκέφαλό τους. Συγκεκριμένα, ενεργοποίησαν επιλεκτικά ή εμπόδισαν το P2Y12, έναν υποδοχέα ATP/ADP συζευγμένο με πρωτεΐνη Gi που έχει βρεθεί ότι είναι κεντρικός στη λειτουργία της μικρογλοίας. Η ομάδα παρατήρησε τους νευρικούς μηχανισμούς που ακολούθησαν την πειραματική ενεργοποίηση/μπλοκάρισμα της σηματοδότησης P2Y12-Gi και κατέγραψε τη συμπεριφορά ύπνου των ποντικών. Αυτό τους επέτρεψε να συγκεντρώσουν νέες γνώσεις σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο η μικρογλοία μπορεί να ρυθμίζει τον ύπνο σε ποντίκια, και ενδεχομένως επίσης σε ανθρώπους και άλλα θηλαστικά.
«Η χημειογενετική ενεργοποίηση της σηματοδότησης μικρογλοίας Gi προήγαγε έντονα τον ύπνο, ενώ ο φαρμακολογικός αποκλεισμός των υποδοχέων P2Y12 συζευγμένων με Gi μείωσε τον ύπνο», έγραψαν οι ερευνητές. «Η απεικόνιση δύο φωτονίων στον φλοιό έδειξε ότι η ενεργοποίηση P2Y12-Gi αύξησε το ενδοκυτταρικό Ca2+ μικρογλοίας και ο αποκλεισμός αυτής της αύξησης του Ca2+ κατάργησε σε μεγάλο βαθμό την επαγόμενη από το Gi αύξηση ύπνου. Επιπλέον, η απεικόνιση της νορεπινεφρίνης με τον βιοαισθητήρα της στον φλοιό έδειξε ότι η ενεργοποίηση της μικρογλοίας P2Y12–Gi μείωσε σημαντικά τα επίπεδα νορεπινεφρίνης, εν μέρει αυξάνοντας τη συγκέντρωση αδενοσίνης». Συνολικά, τα αποτελέσματα που συνέλεξαν οι Ma, Li και οι συνεργάτες τους υποδηλώνουν ότι η μικρογλοία παίζει βασικό ρόλο στη ρύθμιση του ύπνου.
Συγκεκριμένα, αυτά τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος φαίνεται να ρυθμίζουν τον ύπνο μέσω αμοιβαίων αλληλεπιδράσεων με τη μετάδοση της νορεπινεφρίνης. Αυτές οι αρχικές παρατηρήσεις θα μπορούσαν σύντομα να ανοίξουν το δρόμο για περαιτέρω μελέτες που διερευνούν τον ρόλο της μικρογλοίας στη ρύθμιση του ύπνου, εστιάζοντας στη μετάδοση της νορεπινεφρίνης. Καθώς η δυσλειτουργία της μικρογλοίας και οι διαταραχές του ύπνου έχουν συνδεθεί με το Αλτσχάιμερ και άλλες νευροεκφυλιστικές ασθένειες, αυτή η εργασία μπορεί επίσης να διευρύνει την κατανόηση των νευροεπιστημόνων για αυτές τις ασθένειες, βοηθώντας ενδεχομένως τη μελλοντική ανάπτυξη νέων θεραπευτικών στρατηγικών.