ЦИРКАДНЫЙ РИТМ ГИДРОДИНАМИКИ ГЛИМФАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
Authors: Холманский А.С. 
Published: December 2024

О связи гидродинамики глимфатической системы мозга с суточным ритмом свидетельствуют суточные корреляции температурных зависимостей (TDs) физико-химических свойств физиологических жидкостей и воды. Динамика водородных связей в объемной и гидратированной воде определяла энергии активации TDs ионных токов потенциал зависимых каналов, регулирующих сигнальные и трофические связи в нейропиле корковой паренхимы. Физика минимизации TD изобарной теплоемкости воды позволила объяснить стабилизацию и функциональную оптимизацию термодинамики жидкостей глазного яблока при 34.5 °C и мозга человека во сне при 36.5 °C. При этих температурах терморецепторы роговицы и клетки ганглиозного слоя сетчатки через связи с супрахиазматическим ядром и эпифизом переключают циркадный ритм гидродинамики крови и спинномозговой жидкости с дневного на ночной режим. Филогенез циркадного ритма отобразился в зависимости длительности ночного сна млекопитающих от диаметра глазного яблока и массы эпифиза. Активность всех нервов глазного яблока обусловила разбиение ночного метаболизма мозга на NREM and REM фазы. Этим фазам соответствуют два режима глимфатической системы – электрохимический и динамический. Первый отвечает за релаксационные процессы синаптической пластичности и химическую нейтрализацию токсинов с участием воды и мелатонина. Быстрое движение глаз и увеличение мозгового кровотока во втором режиме усиливают водообмен в паренхиме и вымывание токсинов в венозную систему. Электрофизику клиренса и проводимость ионных и водных каналов мембран кровеносных сосудов и астроцитов модулируют осцилляции поляризационных потенциалов дипольных доменов воды в пристеночных слоях плазмы артериол и капилляров.
he connection between the hydrodynamics of the brain glymphatic system and the circadian rhythm is evidenced by diurnal correlations of temperature dependencies (TDs) of physicochemical properties of physiological fluids and water. The dynamics of hydrogen bonding in bulk and hydrated water determined the activation energies of TDs of ionic currents of potential dependent channels regulating signaling and trophic connections in the neuropil of cortical parenchyma. The physics of TD minimization of the isobaric heat capacity of water helped to explain the stabilization and functional optimization of the thermodynamics of eyeball fluids at 34.5 °C and of the human brain in sleep at 36.5 °C. At these temperatures, corneal thermoreceptors and retinal ganglion cells through connections with the suprachiasmatic nucleus and epiphysis switch the circadian rhythm of blood and cerebrospinal fluid hydrodynamics from daytime to nighttime mode. The phylogeny of the circadian rhythm was displayed in the dependence of the duration of nocturnal sleep-in mammals on the diameter of the eyeball and the mass of the epiphysis. The activity of all nerves of the eyeball determined the division of nocturnal brain metabolism into NREM and REM phases. These phases correspond to two modes of the glymphatic system - electrochemical and dynamic. The former is responsible for relaxation processes of synaptic plasticity and chemical neutralization of toxins involving water and melatonin. Rapid eye movements and increased cerebral blood flow in the second mode enhance water exchange in the parenchyma and washout of toxins into the venous system. The electrophysics of clearance and conductivity of ion and water channels of blood vessel and astrocyte membranes are modulated by oscillations of polarization potentials of water dipole domains in the plasma wall layers of arterioles and capillaries