Människor som sover dåligt löper större risk än andra att få en hjärna som ser äldre ut än vad den egentligen är. Det visar en omfattande studie från Karolinska Institutet. Ökad inflammatorisk aktivitet i kroppen skulle delvis kunna förklara detta samband.

Dålig sömn är förknippat med demens, men det är oklart om ohälsosamma sömnvanor bidrar till utvecklingen av demens eller snarare är tidiga symtom på sjukdomen. I en ny studie har forskare från Karolinska Institutet undersökt sambandet mellan sömnegenskaper och hjärnans skenbara ålder i förhållande till dess kronologiska ålder. I studien ingick 27.500 medelålders och äldre personer från UK Biobank som genomgick magnetisk resonanstomografi (MRT) av hjärnan. Med hjälp av maskininlärning uppskattade forskarna hjärnans biologiska ålder baserat på över tusen MR-fenotyper av hjärnan.

Hur sömn och hjärna hänger ihop

Hjärnan spelar en central roll i sömnen och påverkar den på flera nivåer. I hypotalamus finns den suprachiasmatiska kärnan, som fungerar som en inre klocka. Den registrerar ljus via ögonen och styr på så sätt vår vakenhets- och sömnrytm, bland annat genom att reglera hormoner som melatonin, som främjar trötthet. Samtidigt ansamlas molekylen adenosin i hjärnan under vakenheten, vilket skapar ett så kallat sömntryck: ju mer adenosin, desto större sömnbehov. Det retikulära aktiveringssystemet i hjärnstammen håller oss vakna, medan VLPO-kärnan i hypotalamus framkallar sömn. Olika neurotransmittorer spelar en roll i detta: GABA främjar avslappning och sömn, serotonin stöder sömn- och vakenhetsrytmen och orexin håller oss vakna – ett fel kan leda till narkolepsi.

Sömnen har också en stark effekt på hjärnan. Under sömnen bearbetar hjärnan information, vilket stöder inlärning och minne: Kreativa idéer och känslomässiga upplevelser integreras under REM-sömnen, medan fakta, ordförråd eller motoriska färdigheter befästs under djupsömnen. Djupsömn aktiverar också det glymfatiska systemet, som transporterar avfallsprodukter som beta-amyloid ut ur hjärnan, vilket bidrar till att skydda mot neurodegenerativa sjukdomar. Sömnen hjälper också till att reglera känslor, minska ångest och förbättra impulskontrollen, samtidigt som den ”återställer” synapserna och stärker nervcellernas förbindelser. Tillräcklig och vilsam sömn leder därför till bättre koncentration, snabbare reaktionstider och ökad prestationsförmåga.

Dålig sömn kan påverka hjärnan på många olika och ibland djupgående sätt. Om vi regelbundet får otillräcklig sömn eller sömn av dålig kvalitet rubbas den känsliga balansen mellan hjärnans funktioner. Först och främst påverkas minnet och inlärningsförmågan negativt. Under sömnen bearbetas och lagras information i långtidsminnet: Fakta och motoriska färdigheter i djupsömnen, känslomässiga upplevelser och kreativa idéer i REM-sömnen. Om denna sömn uteblir blir det svårare att hålla kvar ny information och svårare att återkalla befintliga minnen.

Även den emotionella regleringen störs. Kronisk sömnbrist ökar irritabilitet, ångest och depressiva symtom eftersom hjärnan har sämre förmåga att bearbeta känslor och dämpa stressreaktioner. Dessutom försämras den kognitiva prestationsförmågan: koncentration, uppmärksamhet, problemlösningsförmåga och reaktionstid minskar. Hjärnan arbetar mindre effektivt och besluten blir mer impulsiva eller felbenägna. En annan viktig punkt är ”rensningen” av hjärnan via det glymfatiska systemet. Under djupsömnen avlägsnas avfallsprodukter som beta-amyloid och tau-proteiner. Dessa ämnen ansamlas om vi sover dåligt under långa perioder, vilket kan öka risken för neurodegenerativa sjukdomar som Alzheimers. Dålig sömn påverkar också själva hjärnans strukturer: Studier visar att kronisk sömnbrist är förknippad med förändringar i områden som hippocampus (för minnet) och prefrontala cortex (för beslutsfattande och impulskontroll).

Mild inflammation

Sömnkvaliteten hos deltagarna i studien bedömdes utifrån fem självrapporterade faktorer: kronotyp (morgon- eller kvällsmänniska), sömnlängd, sömnlöshet, snarkning och sömnighet på dagtid. De delades sedan in i tre grupper: hälsosam (≥4 poäng), måttlig (2-3 poäng) eller dålig (≤1 poäng) sömn. ”Skillnaden mellan hjärnans ålder och den kronologiska åldern ökade med cirka sex månader för varje poängs minskning av poängen för hälsosam sömn”, säger Abigail Dove, forskare vid institutionen för neurobiologi, vårdvetenskap och samhälle vid Karolinska Institutet, som ledde studien. ”Personer med dålig sömn hade hjärnor som i genomsnitt var ett år äldre än deras faktiska ålder.”

För att förstå hur dålig sömn kan påverka hjärnan tittade forskarna också på nivån av mild inflammation i kroppen. De fann att inflammation kunde förklara drygt tio procent av sambandet mellan dålig sömn och högre hjärnålder. ”Våra resultat ger belägg för att dålig sömn kan bidra till ett snabbare åldrande av hjärnan och pekar på inflammation som en av de underliggande mekanismerna”, säger Abigail Dove. ”Eftersom sömnen är påverkbar kan det vara möjligt att förhindra ett snabbare åldrande av hjärnan och kanske till och med kognitiv försämring genom hälsosammare sömn.”

Andra möjliga mekanismer som skulle kunna förklara sambandet är negativa effekter på hjärnans avfallshanteringssystem, som främst är aktivt under sömnen, eller att dålig sömn påverkar hjärt-kärlhälsan, som i sin tur kan ha en negativ inverkan på hjärnan. Deltagarna i UK Biobank är friskare än den brittiska befolkningen i allmänhet, vilket kan begränsa resultatens generaliserbarhet. En annan begränsning i studien är att resultaten baseras på självrapporterade sömndata. Studien genomfördes i samarbete med forskare från Gymnastik- och idrottshögskolan i Sverige, Tianjin Medical University och Sichuan University i Kina.

Riskfaktorer för förtida åldrande av hjärnan

Genom att uppskatta människors hjärnålder från MR-undersökningar med hjälp av maskininlärning har ett team lett av forskare vid UCL identifierat flera riskfaktorer för förtida åldrande av hjärnan. De fann att sämre kardiovaskulär hälsa vid 36 års ålder förutspådde högre hjärnålder senare i livet, medan män också tenderade att ha äldre hjärnor än kvinnor i samma ålder, rapporterar de i The Lancet Healthy Longevity.