Пока мы спим, организм продолжает работать: восстанавливает мышцы, расходует запасы жира и регулирует выработку гормонов. А мозг в это время не только обрабатывает воспоминания прошедшего дня, но и подаёт сигналы, от которых зависит восстановление тканей. Учёные выяснили, какие нейроны запускают выброс гормона роста, и обнаружили неожиданную связь с пробуждением.
Спящая женщина на фоне ночного неба и большого циферблата.
Гормон роста нужен не только подросткам
Гормон роста обычно связывают с детством и подростковым возрастом, когда организм активно растёт. Но и взрослым он нужен: гормон роста поддерживает мышцы и кости, помогает расходовать запасённый жир и влияет на уровень сахара в крови.
Больше всего этого гормона выделяется во время глубокого сна. Это медленная, восстановительная фаза, на которую в основном приходится первая половина ночи. Если сон постоянно нарушен, гормональная регуляция страдает. Поэтому хронический недосып может повышать риск ожирения, диабета и болезней сердца.
Еще больше познавательных статей вы найдете в нашем канале в MAX. Подпишитесь прямо сейчас!
То, что недосып мешает выработке гормона роста, было известно давно. Неясно оставалось, как именно мозг управляет этим процессом. Раньше гормон можно было только измерять в крови спящих людей, а теперь исследователи напрямую записали активность нейронов у мышей.
Два противоположных сигнала в гипоталамусе
Мозг спящего человека с двумя группами нейронов, выделенными оранжевым и голубым цветами.
Всё решается в гипоталамусе. Это небольшой участок в глубине мозга, который управляет голодом, температурой тела, выработкой гормонов и сменой сна и бодрствования. Там работают две группы нейронов с противоположными задачами: одни разрешают выброс гормона, другие его тормозят. Вместе они определяют, сколько гормона роста отправит в кровь гипофиз, маленькая железа у основания мозга.
В разных фазах сна эти нейроны ведут себя по-разному. В быстром сне, когда мы видим яркие сны, активны обе группы одновременно, и выброс гормона роста при этом усиливается. В глубоком сне «тормоз» ослабевает, а «газ» понемногу усиливается. Механизмы разные, но обе фазы сна запускают выброс гормона.
Гормон роста сам помогает проснуться
Самое неожиданное открытие касается обратной связи. Гормон роста не просто выполняет команды спящего мозга. Пока он копится за ночь, он постепенно будит голубое пятно, участок ствола мозга, который отвечает за бодрость, внимание, мышление и тягу ко всему новому. Чем больше гормона накопилось, тем ближе пробуждение.
Просыпающаяся девушка потягивается в постели
Получается замкнутая петля: сон вызывает выброс гормона, а гормон влияет на цикл сна и бодрствования. Мало сна означает мало гормона, а избыток гормона подталкивает мозг к пробуждению. Такое саморегулирование называют гомеостазом — поддержанием внутреннего равновесия.
Перевозбуждённый центр бодрости вызывает сонливость
Есть и любопытный парадокс. Обычно чем активнее голубое пятно, тем бодрее человек. С его работой связаны и незаметные ночные пробуждения. Но если нейроны этого участка перевозбуждены, эффект становится обратным, и вместо бодрости приходит сонливость. Мозгу приходится всё время уравновешивать сигналы, которые тянут в разные стороны.
Похоже, гормон роста нужен не только телу. Раз голубое пятно отвечает за внимание и ясность мысли, этот гормон может влиять и на то, насколько собранными мы чувствуем себя после пробуждения. Пока это предположение, а не доказанный факт.
Опыты пока проведены только на мышах
Мышей выбрали не случайно. Они спят не одним долгим отрезком, а короткими эпизодами по несколько минут в течение суток. Поэтому учёные могли много раз подряд наблюдать, что происходит в мозге при переходе от сна к бодрствованию.
Спящая мышь в гнезде
В будущем эти данные могут помочь в лечении нарушений сна при диабете, болезни Паркинсона и болезни Альцгеймера. Один из вариантов — генная терапия, которая будет приглушать слишком возбудимое голубое пятно. Но у людей механизм ещё предстоит проверить, как и то, можно ли безопасно на него воздействовать.
Один вывод можно сделать уже сейчас: сон не похож на выключенный компьютер. Пока мы спим, гормоны и нейроны постоянно обмениваются сигналами, обеспечивая рост, восстановление тканей, обмен веществ и своевременное пробуждение.
