Існує досить популярна фраза: «третина життя людина проводить у сні». І її часто тлумачать як «людина витрачає час на якусь нісенітницю, лежачи як колода». Звідси й спроби підвищити продуктивність, мінімізуючи час сну чи відсипаючись на вихідних. Тільки варто копнути трохи глибше, і виявиться, що сон — це не просто відпочинок, а ой яка робота для організму. Робота, яка допомагає нам виглядати набагато краще!
Нове дослідження показало, що сон — це активний, найважливіший біологічний процес. У дослідженні продемонстровано, як мозок використовує ніч для синтезу гормону росту, необхідного для відновлення м’язів, зміцнення кісток і балансу метаболізму. Дослідники також розкрили нейронну мережу, яка пояснює, чому рівень гормону росту різко зростає під час сну і чому дефіцит сну підриває фізичне здоров’я.
Гормон росту і сон
Той, хто хоч трохи близький до спорту, качалки чи фізичних навантажень, напевно знає про пряму зв’язок між сном і гормоном росту. Технічно, організм росте не на тренуванні, а саме в період відновлення. Це факт, це доведено, але причини цього процесу були незрозумілі.
Вчені з Каліфорнійського університету в Берклі (UC Berkeley) вперше з’ясували, чому рівень гормону росту (ГР) різко зростає вночі, і саме в фазі глибокого сну. У дослідженні на тваринах команда виявила новий механізм зворотного зв’язку, який балансує рівні гормонів для забезпечення низки завдань, включаючи нарощування м’язової маси.
Люди знають, що викид гормону росту тісно пов’язаний зі сном, але це зрозуміло лише завдяки забору крові та перевірці рівня гормону росту під час сну. Ми ж безпосередньо відстежували нейронну активність у мишей, щоб зрозуміти, що відбувається. На основі результатів створена базова схема, з якою можна працювати в майбутньому, щоб розробляти різні методи лікування.
Перший автор дослідження Сіньлу Дін, постдокторант кафедри нейронаук Каліфорнійського університету в Берклі.
Чим взагалі важливий гормон росту?
ГР важливий не тільки для бодібілдерів. Насамперед, цей гормон визначає ріст дітей. У дорослих же він критично важливий для підтримки м’язової маси, щільності кісток, здорового розподілу жиру та регуляції рівня цукру в крові.
Низький рівень гормону росту пов’язаний з крихкістю кісток, відкладенням жиру на животі, інсулінорезистентністю та підвищеним ризиком серцево-судинних захворювань.
Технічно, це все класичні ознаки старіння. Зв’язок між сном і ГР очевидний, але точна нейроендокринна система, яка дозволяє цим факторам посилювати один одного, не вивчена.
Як організм синтезує гормон росту?
Грубо кажучи, у нас є одна група нейронів, яка вивільняє гонадотропін-рилізинг-гормон (ГРГ). Його наявність стимулює гіпоталамус до вироблення гормону росту. Водночас інша група нейронів вивільняє соматостатин (ССТ), який гальмує синтез гормону росту.
Причому виробленням соматостатину займаються відразу дві підгрупи нейронів, разом регулюючи гальмування синтезу гормону росту.
У цьому дослідженні команда зосередилася на цих двох пептидних гормонах ГРГ і ССТ, показавши, як ці біохімічні «газ і гальмо» балансують вироблення ГР у різних фазах сну.
Хід дослідження, щодо вивчення синтезу гормону росту і якості сну
Команда використала генетичні інструменти, візуалізацію кальцію та оптогенетику, щоб визначити, як ці два гормони діють під час швидкого і повільного сну. Під час швидкого сну рівень ССТ і ГРГ різко зростають, але ГРГ трохи більше і тому він підтримує синтез гормону росту. А під час повільного сну рівень соматостатину знижується, а ГРГ помірно росте і тягне за собою сам гормон росту.
Складно? Трохи. Але це тільки початок. Вчені виявили, що, хоч ССТ працює як інгібітор, він також працює як одна з внутрішніх систем відліку. Едакий внутрішній годинниковий механізм, на рівні з мелатоніном.
У фазі швидкого сну сплески ССТ і ГРГ синхронізуються, створюючи різкі імпульси гормону росту, в той час як у фазі повільного сну активність ССТ знижується, забезпечуючи більш стабільну виробку гормону. Разом ці дві системи забезпечують виробку гормону росту в потрібному ритмі і в потрібний час.
Прокинься, самурай
Дослідники також виявили зворотний зв’язок між гормоном росту і центром стовбура мозку, відомим також як блакитна пляма (locus coeruleus). Блакитна пляма підтримує організм у стані бадьорості.
Накопичуючись під час сну, гормон росту м’яко стимулює блакитну пляму, готуючи організм до пробудження. Однак при надмірній стимуляції блакитної плями відбувається зворотна дія, занурюючи організм у сон. У результаті досягається баланс: сон стимулює синтез гормону росту, а гормон росту задає ритм сну і бадьорості.
Як результат — ритм у вигляді імпульсів синтезу гормону росту, який якраз і готує тканини організму до відновлення.
Це говорить про те, що сон і гормон росту утворюють тісно збалансовану систему: дефіцит сну знижує синтез гормону росту, надмір сну активно підштовхує мозок до бадьорості. Сон стимулює виробку гормону росту, який, у свою чергу, регулює бадьорість, і цей баланс необхідний для росту, відновлення і здорового метаболізму.
Співавтор дослідження, Деніел Сільверман, науковий співробітник Каліфорнійського університету в Берклі.
Сон, хронічна втома, гормон росту
Постійний недосип і розбитий режим — це не просто відчуття втоми. Це саме втрата анаболічного вікна, необхідного організму для відновлення і оновлення. Спортсмени, що прагнуть наростити м’язову масу, люди похилого віку, що прагнуть зберегти міцність кісток, і люди, що контролюють вагу чи рівень цукру в крові — всім їм потрібен гормон росту. І цей гормон залежить від сну.
Оскільки рівень гормону росту природним чином знижується з віком, підтримка режиму сну — ось один з найпростіших і доступних способів уповільнити цей спад.
Гормон росту не тільки допомагає нарощувати м’язи і кістки, він також зменшує жирову тканину і позитивно впливає на когнітивні функції, підвищуючи загальний рівень бадьорості після пробудження.
Перший автор дослідження Сіньлу Дін, постдокторант кафедри нейронаук Каліфорнійського університету в Берклі.
Бензинова шийка. Тонкощі дослідження зв’язків між сном і гормоном росту
Відкриття було зроблено в ході досліджень на мишах, але у людей ті самі нейронні ланцюги, і патерни вивільнення гормонів. Технічно, це один і той же механізм життєзабезпечення. Розуміння того, як гормон росту синтезується на різних стадіях сну, дозволяє вченим визначити нові цілі для терапії, щоб точно налаштовувати ритм, критично важливий для відновлення.
Попередні дослідження виявили численні механізми, за допомогою яких нестача сну сприяє передчасному біологічному старінню. Нове дослідження проливає світло на те, скільки складних процесів протікає в тілі і мозку, регулюючи цикли бадьорості і сну.
Висновок простий: якщо ви намагаєтеся наростити чи підтримувати м’язову масу, то нестача сну однозначно негативно впливатиме на організм, як у короткостроковій, так і довгостроковій перспективах.
Розуміння нейронного контуру, відповідального за викид гормону росту, може врешті-решт вказати шлях до створення нових методів гормональної терапії для покращення якості сну чи відновлення нормального балансу гормону росту. Існують деякі експериментальні методи генної терапії, що впливають на певний тип клітин. Цей контур може стати новим способом знизити збудливість блакитної плями. Це потенційний метод, який раніше взагалі не розглядався.
Деніел Сільверман, науковий співробітник Каліфорнійського університету в Берклі і співавтор дослідження.
Коментарі