Учёные раскрыли связь глубокого сна с ростом мышц и костей

Новое исследование выявило детали лечения метаболических и нейродегенеративных заболеваний

Ученые из Калифорнийского университета раскрыли механизм обратной связи в мозге, который объясняет, как глубокий сон повышает уровень гормона роста, критически важного для укрепления мышц, костей и метаболизма.

Victor Lisitsyn/Global Look Press

Как известно, глубокий сон повышает уровень гормона роста, который способствует укреплению мышц и костей, сжиганию жира и реализации потенциала роста. Однако до сих пор оставалось загадкой, почему недостаток сна, особенно в глубокой фазе быстрого сна, снижает уровень этого критически важного гормона. В исследовании учёные из Калифорнийского университета проанализировали мозговые цепи, контролирующие выработку гормона роста во время сна, и обнаружили новый механизм обратной связи, поддерживающий точный баланс его уровней. По словам исследователей, это открытие не только углубляет понимание взаимодействия сна и гормональной регуляции, но и открывает возможности для лечения нарушений сна, связанных с метаболическими расстройствами, такими как диабет, и дегенеративными заболеваниями — болезни Паркинсона и Альцгеймера.

Поясним: нейроны, выделяющие гормон роста (GHRH), и два типа соматостатиновых нейронов, расположены глубоко в гипоталамусе, древнем центре мозга, сохранившемся у всех млекопитающих. Используя записи активности мозга у мышей, исследователи под руководством Янга Дана обнаружили, что два пептидных гормона, GHRH (стимулирующий высвобождение) и соматостатин (подавляющий его), по-разному работают во время разных фаз сна.

«Во время быстрого сна уровни обоих повышаются, усиливая выброс гормона роста, тогда как во время не-быстрого сна уровень соматостатина падает, а GHRH лишь незначительно повышается, что также способствует росту уровня гормона. Высвобождаемый гормон роста, в свою очередь, регулирует активность голубого пятна — области ствола мозга, отвечающей за возбуждение, внимание и когнитивные функции», — рассказывают исследователи. Они поясняют, что механизм обратной связи создаёт гомеостатический эффект: гормон роста, накапливаясь во время сна, стимулирует голубое пятно и способствует бодрствованию, но при перевозбуждении последнего парадоксальным образом вызывает сонливость, как показали предыдущие работы.

Сон и гормон роста образуют сбалансированную систему: недостаток сна снижает выработку гормона, а его избыток может подтолкнуть мозг к бодрствованию. Этот баланс необходим не только для роста, восстановления и метаболического здоровья — поскольку гормон роста частично действует через голубое пятно, регулирующее общее возбуждение мозга, он может также влиять на внимание и мышление. Как отметил автор исследования Синьлу Дин, гормон роста не только помогает наращивать мышцы и кости и уменьшать жировую ткань, но и может оказывать когнитивное воздействие, повышая уровень возбуждения при пробуждении.

«Понимание этой нейронной цепи может в будущем привести к разработке методов терапии, например, генной, нацеленной на специфические типы клеток, для восстановления нормального баланса гормона роста и улучшения качества сна, что особенно актуально в условиях растущей распространённости метаболических и неврологических расстройств», — заключают исследователи.