Alzheimerova choroba může být poháněna narušeným cyklem spánku a bdění

7 minut čtení 2. 12. 2025 kol Vyšlo v titulu Medical Tribune

alzheimer, deprese, smutek — Ilustrační fotografie. Všechny osoby jsou modelem. Zdroj: iStock

Alzheimerova nemoc (AN) může narušit biologické hodiny mozku a jejich resetování by mohlo být klíčem ke zpomalení onemocnění. Narušené spánkové vzorce u AN mohou být více než jen příznakem – mohly by být hnací silou tohoto onemocnění. Výzkumníci z Washingtonské univerzity zjistili, že cirkadiánní rytmy mozku jsou narušeny v klíčových typech buněk a mění se, když se stovky genů zapínají a vypínají. Toto narušení, vyvolané hromaděním amyloidu, narušuje normální načasování genů v mikrogliích a astrocytech – buňkách životně důležitých pro udržení mozku a imunitní obranu.

Problémy se spánkem v noci a podřimování přes den patří k běžným varovným signálům Alzheimerovy choroby. V pozdějších stadiích pacienti často zažívají období zvýšené zmatenosti a neklidu, které se obvykle objevuje později během dne. Tyto vzorce naznačují úzký vztah mezi progresí AN a cirkadiánním systémem – vnitřními biologickými hodinami, které regulují spánek, bdění a další denní biologické cykly. Řídí např. činnosti metabolické, srdeční a plicní, aktivitu nervového systému, sekreci všech hormonů, ale i tělesnou teplotu nebo krevní tlak. Až donedávna však vědci plně nechápali, jak hluboko sahá spojení mezi těmito rytmy a AN.

Nový pohled přinesl tým výzkumníků z lékařské fakulty Washingtonské univerzity v St. Louis, který ve své recentní studii na myších modelech prokázal, že AN narušuje cirkadiánní rytmy v určitých mozkových buňkách. Tato porucha mění způsob, jakým a kdy se stovky genů zapínají a vypínají, a tím mění klíčové procesy, které pomáhají mozku správně fungovat. Jejich zjištění, publikovaná koncem října 2025 v časopise Nature Neuroscience, naznačují, že obnovení nebo stabilizace těchto vnitřních rytmů by mohla otevřít zcela nový přístup k léčbě Alzheimerovy choroby.

Cirkadiánní rytmy jsou endogenní biologické rytmy s periodou přibližně 24 hodin (od 20 do 28 hodin), které řídí široké spektrum fyziologických a behaviorálních procesů u organismů – od bakterií až po člověka. Ovlivňují je jak environmentální, tak genetické faktory. Se změnami cirkadiánních rytmů je běžně spojováno stárnutí, které také ovlivňuje fragmentaci behaviorálních rytmů. Dnes již víme, že cirkadiánní funkce je narušena i u neurodegenerativních onemocnění souvisejících s věkem, jako je právě Alzheimerova choroba, která se vyznačuje sníženou cirkadiánní amplitudou a fragmentací behaviorálních rytmů.

I když bylo známo, že narušení cirkadiánního rytmu může podporovat neurodegenerativní onemocnění, dopad stárnutí a neurodegenerativní patologie na cirkadiánní vzorce genové exprese v různých typech mozkových buněk zůstával neznámý. Ve své práci nyní vědci ukazují, že gliové cirkadiánní translatomy jsou vysoce specifické pro buněčný typ a vykazují hluboké, kontextově závislé reprogramování v reakci na amyloidní patologii nebo stárnutí.

„Existuje 82 genů, které jsou spojovány s rizikem Alzheimerovy choroby, a zjistili jsme, že cirkadiánní rytmus řídí aktivitu přibližně poloviny z nich. U myší, které byly geneticky modifikovány k modelování onemocnění, tyto geny již nedodržovaly své obvyklé denní vzorce. Vědomí, že mnoho z těchto genů Alzheimerovy choroby je regulováno cirkadiánním rytmem, nám dává příležitost najít způsoby, jak identifikovat terapeutické metody, které by je mohly manipulovat a zabrání progresi onemocnění,“ uvedl neurolog a specialista na stárnutí a demenci prof. Erik S. Musiek, MD, PhD, Charlotte & Paul Hagemann na WashU Medicine a Centrum pro biologické rytmy a spánek (COBRAS) na WashU Medicine, který studii vedl.

Za co může narušený spánek?

Jak prof. Musiek dodává, právě narušený spánek je jedním z nejčastějších problémů, na které si jak pacienti s AN, tak jejich pečovatelé stěžují. Již jeho dřívější práce ukázala, že změny spánku začínají roky předtím, než se projeví ztráta paměti. Kromě vyčerpání pacientů i pečovatelů tyto poruchy způsobují stres, který může urychlit progresi onemocnění. Jak v této souvislosti vědci připomínají, cirkadiánní systém těla reguluje zhruba 20 procent všech genů v lidském genomu a řídí životně důležité procesy, jako je trávení, imunitní odpověď a právě cykly spánku a bdění.

Ve svém dřívějším výzkumu prof. Musiek identifikoval protein zvaný YKL-40, jehož koncentrace v průběhu dne přirozeně kolísá a pomáhá kontrolovat normální hodnoty amyloidu v mozku. Příliš mnoho YKL-40, který je u lidí spojován s rizikem AN, může vyvolat hromadění amyloidu – proteinu, který tvoří plaky, což je jeden z charakteristických znaků tohoto neurodegenerativního onemocnění.

Vzhledem k tomu, že se příznaky AN projevují opakujícím se denním vzorcem, výzkumný tým předpokládal, že by do tohoto procesu mohlo být zapojeno více cirkadiánně regulovaných proteinů a genů. V své nové studii proto zkoumali genovou aktivitu v mozku myší, u kterých se vyvinula akumulace amyloidu, a zároveň i u zdravých mladých myší a starších myší bez plaků. Vzorky byly odebírány každé dvě hodiny po dobu celých 24 hodin, aby se sledovalo, jak se genová exprese mění v průběhu cirkadiánního cyklu.

Zjistili, že amyloidní plaky narušují normální rytmus stovek genů ve dvou klíčových typech mozkových buněk – mikrogliích a astrocytech. Zatímco mikroglie fungují jako imunitní buňky mozku, odstraňují odpadní a škodlivé materiály, astrocyty pomáhají neuronům komunikovat a udržovat zdravé funkce. Mnoho z postižených genů je obvykle zodpovědných za schopnost mikroglií odstraňovat odpadní látky, včetně amyloidu. Ačkoli tyto geny nebyly zcela vypnuty, jejich obvyklé pořadí a načasování se staly chaotickými, což oslabilo koordinovaný systém mozku pro odstraňování toxinů.

Význam pro vznik potenciální terapie

„Naše data ukazují, že cirkadiánní vzorce genové exprese se dramaticky přeprogramovávají v prostředí amyloidní patologie nebo stárnutí a že změny jsou specifické pro typ buněk a závislé na kontextu. Jádrové cirkadiánní hodiny (suprachiasmatická jádra [SCN] – párový orgán v hypotalamu, který funguje jako hlavní ‚dirigent‘ 24hodinových biologických rytmů u savců, poz. red.) byly obecně robustní v prostředí amyloidní patologie plaků v mozkové kůře, astrocytech a mikrogliích, ačkoli následné rytmy v genové expresi relevantní pro Alzheimerovu chorobu prodělaly dramatické cirkadiánní přeprogramování. Stárnutí způsobilo otupení rytmů genů jádrových hodin v mikrogliích, nikoli v astrocytech,“ uvádějí autoři studie.

Výzkumníci představili zdroj pro zkoumání cirkadiánních translatomů astrocytů, mikroglií a buněčné kůry in vivo za bazálních podmínek a v kontextu amyloidních plaků a stárnutí. Jejich zjištění ukazují, že cirkadiánní rytmy v genové expresi jsou vysoce závislé na typu buňky a jsou přeprogramovány v závislosti na kontextu. „Zjistili jsme, že mnoho transkriptů souvisejících s metabolismem, proteostázou a Alzheimerovou chorobou vykazuje rytmickou expresi, která může být změněna patologií, což zdůrazňuje význam cirkadiánní regulace genové exprese a buněčných funkcí při stárnutí a neurodegenerativních stavech,“ vysvětlují ve studii.

Zjištění ukazují, že amyloidní plaky zřejmě vytvářejí nové rytmické vzorce v genech, které obvykle nedodržují denní cyklus. Mnoho z těchto genů se podílí na zánětu nebo na reakci mozku na stres a nerovnováhu. Tyto objevy naznačují, že terapie zaměřené na úpravu cirkadiánních rytmů v mikrogliích a astrocytech by mohly podpořit zdravější mozkovou aktivitu. „Ještě musíme pochopit spoustu věcí. Doufáme, že se nakonec naučíme, jak optimalizovat cirkadiánní systém, abychom zabránili hromadění amyloidu a dalším aspektům Alzheimerovy choroby,“ uvádějí autoři studie.

Jsou přesvědčeni, že data demonstrují jedinečné vzorce cirkadiánního přeprogramování v gliových buňkách v reakci na amyloid nebo stárnutí. „Cirkadiánní přeprogramování bylo pozorováno i v jiných tkáních a prostředích, včetně jater v reakci na stravu s vysokým obsahem tuků a ve svalových kmenových buňkách nebo v lidském mozku v reakci na stárnutí. Náš soubor dat může nakonec sloužit jako cenný zdroj pro budoucí výzkum strategií pro využití cirkadiánní genové exprese nebo cirkadiánního přeprogramování v prevenci neurodegenerativních onemocnění,“ uvádějí s tím, že jejich poznatky poskytují cenný zdroj pro studium cirkadiánní genové exprese v gliových buňkách ve zdraví i při onemocnění a ilustrují široké a komplexní účinky cirkadiánního systému v kontextu patologie Alzheimerovy choroby.

Tento výzkum byl podpořen Národním institutem pro stárnutí (R01AG054517, T32AG058518), Národním institutem pro neurologické poruchy a cévní mozkové příhody (R01NS102272) a Národními instituty zdraví (R00AG061231).

Zdroj: