Большинство людей считает, что сон — это просто время простоя.
Они верят, что тело ставит всё на паузу, пока мозг отдыхает. Но это не так. Ваш мозг занят. Очень занят. Он выполняет сложный комплекс задач, связанных с метаболизмом, восстановлением организма и формированием памяти. Ключевую роль здесь играет гормон роста. Он способствует росту мышц, регулирует жировые отложения и поддерживает ваше здоровье.
Давно известно, что гормон роста и глубокий сон взаимосвязаны. Особенно это касается ранней стадии сна без быстрого движения глаз (НREM). Потеряв всего одну ночь сна, вы заметите резкое падение уровня гормона. Однако до недавнего времени мы не знали как именно мозг контролирует этот процесс.
«Известно, что выработка гормона роста тесно связана со сном. Но отслеживать это можно было только через забор крови».
Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли изменили эту ситуацию.
Они нарисовали карту нейронных связей. Результаты были опубликованы в журнале Cell. Ученые обнаружили скрытую петлю обратной связи. Эта система не только балансирует уровень гормонов, но и помогает поддерживать бодрость, когда это необходимо.
Нейронные цепи гормонального ответа
Весь процесс происходит в гипоталамусе.
Эта область расположена глубоко в мозге и присутствует у всех млекопитающих. Два специфических типа нейронов управляют этим процессом. Нейроны, вырабатывающие гормон, стимулирующий секрецию соматотропина (GHRH), сигнализируют организму о необходимости производства гормона. Нейроны, вырабатывающие сomatostatin (соматостатин), действуют наоборот. Они выступают в роли тормозов.
Здесь начинается самое интересное.
Мозг не просто выбрасывает гормон и ждет. После высвобождения гормон роста воздействует на голубое пятно (locus coeruleus) в стволе мозга. Эта область контролирует внимание, уровень возбуждения и реакцию на новую информацию. Она напрямую связана с когнитивным здоровьем.
«Понимание этой цепи может привести к созданию новых гормональных терапий. Для лечения нарушений сна. Для восстановления гормонального баланса».
Это важно не только для тех, кто преследует фитнес-цели. Плохой сон связан с диабетом, ожирением и сердечно-сосудистыми заболеваниями. Если голубое пятно функционирует неправильно, это может привести к психиатрическим проблемам. Связь здесь не только метаболическая, но и неврологическая.
Для исследования команда использовала мышей. Почему именно мышей?
Мыши спят короткими bursts (всплесками), рассеянными в течение дня. Это позволяет исследователям многократно фиксировать гормональную активность во время циклов сна. Они использовали свет для стимуляции нейронов и электроды для наблюдения за процессом.
Ритмы REM и NREM-сна
Поведение двух гормонов различается в разных стадиях сна.
Во время REM-сна (фазы быстрого движения глаз)? Уровни обоих гормонов резко возрастают. Выброс гормона роста идет вверх стремительно. В фазе NREM-сна (без быстрого движения глаз)? Уровень соматостатина падает. GHRH растет медленнее. Но результат один и тот же: производство гормона увеличивается.
Затем вступает в действие петля обратной связи.
По мере накопления гормона роста он стимулирует голубое пятно, переводя организм в состояние бодрствования. Организм получает сигнал: пора просыпаться. Но если голубое пятно работает слишком интенсивно, происходит нечто странное. Предыдущие работы Сильвермана показали, что чрезмерная активация этой области фактически вызывает сонливость.
Итак, что происходит дальше?
«Слишком мало сна снижает выработку гормона. Слишком много гормона толкает вас к бодрствованию».
Это хрупкий баланс. Сон стимулирует выработку гормона. Гормон регулирует бодрствование. Если этот механизм работает правильно, вы растете, восстанавливаетесь, а ваш метаболизм остается в норме.
«Это способствует общему уровню возбуждения при пробуждении. Это несет когнитивные преимущества».
Речь идет не только о мышцах и плотности костей. Нет. Это вопрос вашей остроты ума, когда прозвенит будильник. Это о способности мозга оставаться достаточно активным, чтобы обрабатывать события прошедшего дня.
Раньше мы рассматривали эту систему исключительно через призму анализов крови. Теперь мы видим саму нейронную цепь.
Возможно, мы сможем её настроить. Возможно, мы сможем воздействовать на конкретные типы клеток. Возможно, мы сможем восстановить баланс для людей с болезнью Альцгеймера или Паркинсона. В этом и заключается надежда.
Цепь существует. Переключатель найден. Учимся ли мы использовать его более эффективно? Это вопрос следующего этапа исследований.
