Здоровый сон питает мышцы, кости и мозг

Глубокий и полноценный сон повышает уровень гормона роста, необходимого для укрепления мышц и костей, а также для сжигания жира. А без достаточного количества гормона роста, получаемого в результате полноценного ночного сна, невозможно полностью реализовать свой потенциал роста.

Но почему недостаток сна, особенно ранней, глубокой фазы, называемой медленным сном, снижает уровень гормона роста, оставалось загадкой.

В исследовании, опубликованном в журнале Cell, ученые из Калифорнийского университета в Беркли проанализировали нейронные цепи мозга, которые контролируют высвобождение гормона роста во время сна, и сообщили о новом механизме обратной связи в мозге, который поддерживает тонкий баланс уровня гормона роста.

Результаты исследования позволяют понять, как взаимодействует сон и гормональная регуляция. Новый механизм обратной связи может открыть возможности для лечения людей с нарушениями сна, связанными с метаболическими заболеваниями, такими как диабет, а также с дегенеративными заболеваниями, такими как болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера.

«Люди знают, что выброс гормона роста тесно связан со сном, но только благодаря забору крови и проверке уровня гормона роста во время сна», — говорит соавтор исследования Синьлу Дин из Калифорнийского университета в Беркли и Института нейронауки Хелен Уиллс. «Мы фактически напрямую регистрируем нейронную активность у мышей, чтобы понять, что происходит. Мы создаём базовую схему, с которой можно работать в будущем для разработки различных методов лечения».

Поскольку гормон роста регулирует метаболизм глюкозы и жиров, недостаточный сон также может повысить риск ожирения, диабета и сердечно-сосудистых заболеваний.

Нейроны, регулирующие выброс гормона роста во время цикла сон-бодрствование — нейроны, высвобождающие гормон роста (ГРГ), и два типа нейронов соматостатина — расположены глубоко в гипоталамусе, древнем центре мозга, сохранившемся у всех млекопитающих. После высвобождения гормон роста повышает активность нейронов голубого пятна (locus coeruleus) — области в стволе мозга, отвечающей за возбуждение, внимание, когнитивные функции и поиск нового. Нарушение регуляции нейронов голубого пятна приводит к развитию многочисленных психических и неврологических расстройств.

«Понимание нейронной цепи, отвечающей за выброс гормона роста, может в конечном итоге указать путь к созданию новых методов гормональной терапии для улучшения качества сна или восстановления нормального баланса гормона роста», — сказал соавтор исследования Дэниел Сильверман из Калифорнийского университета в Беркли. «Существуют некоторые экспериментальные методы генной терапии, воздействующие на определённый тип клеток. Эта цепь может стать новым способом снизить возбудимость голубого пятна, о чём ранее не говорили».

Исследователи, работающие в лаборатории Ян Даня, профессора нейробиологии и молекулярной и клеточной биологии, исследовали нейроэндокринную систему, вживляя электроды в мозг мышей и измеряя изменения активности после стимуляции нейронов гипоталамуса светом. Мыши спят короткими периодами — по несколько минут — в течение дня и ночи, что предоставляет множество возможностей для изучения изменений уровня гормона роста во время циклов сна и бодрствования.

Используя передовые методы отслеживания цепей, команда обнаружила, что два небольших пептидных гормона, контролирующих высвобождение гормона роста в мозге — GHRH, который способствует его высвобождению, и соматостатин, который его подавляет, — действуют по-разному во время быстрого и медленного сна. Уровень соматостатина и GHRH резко повышается во время быстрого сна, стимулируя выработку гормона роста, но уровень соматостатина снижается, а GHRH повышается лишь умеренно во время медленного сна, стимулируя выработку гормона роста.

Высвобождаемый гормон роста регулирует активность голубого пятна, действуя по принципу обратной связи, что способствует созданию гомеостатического эффекта инь-ян. Новое исследование показало, что во время сна гормон роста медленно накапливается, стимулируя голубое пятно и способствуя бодрствованию. Однако перевозбуждение голубого пятна парадоксальным образом способствует сонливости, как показал Сильверман в исследовании, опубликованном ранее в этом году.

«Это говорит о том, что сон и гормон роста образуют тесно сбалансированную систему: недостаток сна снижает выработку гормона роста, а его избыток, в свою очередь, может подтолкнуть мозг к бодрствованию», — сказал Сильверман. «Сон стимулирует выработку гормона роста, а гормон роста, действуя по обратной связи, регулирует бодрствование, и этот баланс необходим для роста, восстановления и здорового обмена веществ».

Поскольку гормон роста действует частично через голубое пятно, которое регулирует общее возбуждение мозга во время бодрствования, правильный баланс может оказывать более широкое влияние на внимание и мышление.

«Гормон роста не только помогает наращивать мышцы и кости, а также уменьшать жировую ткань, но и может оказывать положительное влияние на когнитивные функции, повышая общий уровень бодрствования после пробуждения», — сказал Дин.

* Информация представлена исключительно в ознакомительных целях и не служит рекомендацией для лечения заболеваний