Уровень гормона роста резко возрастает во время сна. Глубокого. Такого, без сновидений. Эту базовую истину знал каждый. Достаточно взять кровь во время фазы быстрого сна (REM), чтобы увидеть результат. Проблема никогда не заключалась в том, что это происходит.
Проблема была в том, как.
Теперь исследователи из Калифорнийского университета в Беркли (UC Berkeley) сняли верхние слои тайны. Они картировали нейронные цепи, запускающие выработку гормона роста. Исследование, опубликованное в журнале Cell, раскрывает скрытую петлю обратной связи, поддерживающую наши гормоны в балансе. Это уже не просто базовая биология.
Это — чертеж для лечения метаболических заболеваний. Диабета. Ожирения. Возможно, даже болезни Паркинсона и Альцгеймера.
«Всем известно, что выброс гормона роста связан со сном, — говорит Синьлу Дин, постдок в департаменте нейробиологии Беркли. — Но до сих пор мы лишь проверяли уровни гормонов. Теперь мы буквально наблюдаем, как активируются нейроны. Мы предоставляем базовую цепь для дальнейшей работы».
Плохой сон нарушает уровень глюкозы. Метаболизм жиров. Кардиоваскулярные риски. Связи очевидны, но до сих пор оставались размытыми.
Нейронная архитектура выброса гормонов
Глубоко в гипоталамусе. В той древней области ствола мозга, которая есть у каждого млекопитающего. Здесь живут нервные клетки, ответственные за гормон роста. А именно — нейроны, вырабатывающие рилизинг-гормон роста (GHRH), а также два типа соматостатин-продуцирующих клеток.
Вот в чем подвох. Как только этот гормон попадает в организм, он взаимодействует с голубым пятном (locus coeruleus) в стволе мозга. Той частью мозга, которая отвечает за бодрствование. Внимание. Обработку новой информации.
Нарушения в этой зоне связаны с психическими расстройствами. Неврологическими дегенеративными процессами.
Дэниел Сильверман, соавтор исследования и тоже постдок, видит здесь огромный потенциал. Экспериментальные генные терапии уже могут целенаправленно воздействовать на конкретные клетки. Почему бы не снизить возбудимость голубого пятна? Никто прежде не использовал этот «рычаг».
Картирование всплеска активности
Лаборатория профессора Ян Дань установила электроды мышам. Воздействовала на гипоталамические нейроны светом. Записывала вспышки активности.
Мыши спят короткими приступами. Длительностью в несколько минут. Идеально для наблюдения за циклами. Снова и снова. Команда наблюдала, как активность гормона роста изменялась, пока животные переходили от сна к бодрствованию.
Всем дирижируют два пептида.
- GHRH (GHRH) : Стимулирует выработку гормона роста.
- Соматостатин : Подавляет её.
Они ведут себя по-разному в зависимости от стадии сна.
Во время REM-сна оба пептида повышаются. Гормон роста течет свободно.
Во время глубокого медленного сна (non-REM)? Уровень соматостатина падает. GHRH умеренно повышается. Баланс смещается.
Петля обратной связи, которая меняет всё
Вот чего никто не ожидал.
По мере накопления гормона роста во время сна он воздействует на голубое пятно. Стимулируя бодрствование. Но если давить слишком сильно. Если чрезмерно активировать голубое пятно. Внезапно оно начинает, наоборот, провоцировать сонливость.
Петля обратной связи. Саморегуляция.
«Недосып снижает уровень гормона роста. Избыток гормона толкает мозг в сторону бодрствования».
Сильверман выразился прямо. Сон управляет гормоном. Гормон регулирует бодрствование. Это необходимо для восстановления. Для метаболизма. Для выживания.
А что до когнитивных функций? Гормон роста, вероятно, помогает настроить уровень возбуждения в самый момент, когда вы открываете глаза. Не только наращивая мышцы или сжигая жир.
«Он стимулирует общее состояние бодрости», — говорит Дин. «Когнитивные преимущества. С самого начала дня».
Исследование финансировалось Институтом медицинских исследований Ховарда Хьюза. Дань была там ведущим исследователем до этого года. Также поддержку оказала компания Pivotal Life Sciences.
За работой стоит длинный список авторов. Из UC Berkeley. Из Стэнфорда. Фу Цзюнь Хуан. Цзун Дин. Работа сделана.
Цепь найдена.
Теперь. хватит ли нам смелости поэкспериментировать с ней? Повернуть ручку настройки сонливости перед завтраком? У нас есть схема проводки. Остальное — дело инженерии. И удачи.
Большинство из нас продолжит работать допоздна. Игнорируя сигнал.
