Ένας καλός βραδινός ύπνος κάνει περισσότερα από το να σας κάνει να νιώσετε ανανεωμένοι. Πυροδοτεί επίσης την απελευθέρωση της αυξητικής ορμόνης, μιας βασικής ορμόνης που βοηθά στην οικοδόμηση μυών και οστών, στην καύση λίπους και στην υποστήριξη της υγιούς ανάπτυξης. Αυτός είναι ο λόγος που οι αθλητές εκτιμούν τον ποιοτικό ύπνο για την αποκατάσταση και γιατί οι έφηβοι χρειάζονται επαρκή ύπνο για να φτάσουν στο πλήρες ύψος τους.
Οι επιστήμονες γνωρίζουν εδώ και πολύ καιρό ότι τα επίπεδα της αυξητικής ορμόνης αυξάνονται κατά τη διάρκεια του ύπνου, ειδικά κατά τη διάρκεια των βαθιών σταδίων που δεν είναι REM. Αυτό που παραμένει ασαφές είναι πώς ακριβώς ο εγκέφαλος ελέγχει αυτή τη διαδικασία.
Τώρα, ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ ανακάλυψαν το κύκλωμα του εγκεφάλου που είναι υπεύθυνο για τη ρύθμιση της αυξητικής ορμόνης κατά τη διάρκεια του ύπνου. Η έρευνά τους, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό κύτταροΑποκαλύπτει επίσης ένα άγνωστο μέχρι τώρα σύστημα ανάδρασης που βοηθά στην εξισορρόπηση των επιπέδων της αυξητικής ορμόνης.
Η ανακάλυψη παρέχει νέα εικόνα για τη στενή σχέση μεταξύ του ύπνου και της ρύθμισης των ορμονών. Αυτό θα μπορούσε τελικά να οδηγήσει σε νέες θεραπείες για διαταραχές ύπνου που σχετίζονται με μεταβολικές ασθένειες όπως ο διαβήτης, καθώς και νευροεκφυλιστικές καταστάσεις, συμπεριλαμβανομένης της νόσου του Πάρκινσον και της νόσου Αλτσχάιμερ.
«Οι άνθρωποι γνωρίζουν ότι η έκκριση αυξητικής ορμόνης σχετίζεται στενά με τον ύπνο, αλλά μόνο με την αιμοληψία κατά τη διάρκεια του ύπνου και τον έλεγχο των επιπέδων της αυξητικής ορμόνης», δήλωσε ο πρώτος συγγραφέας της μελέτης Jinlu Ding, μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο Τμήμα Νευροεπιστήμης στο UC Berkeley και στο Helen Wills Neuroscience Institute. “Στην πραγματικότητα καταγράφουμε τη νευρική δραστηριότητα των ποντικών απευθείας για να δούμε τι συμβαίνει. Παρέχουμε ένα βασικό κύκλωμα για να εργαστούμε στο μέλλον για να αναπτύξουμε διαφορετικές θεραπείες.”
Επειδή η αυξητική ορμόνη βοηθά στη ρύθμιση του μεταβολισμού της γλυκόζης και του λίπους, ο επίμονος κακός ύπνος μπορεί να αυξήσει τον κίνδυνο παχυσαρκίας, διαβήτη και καρδιαγγειακών παθήσεων.
Πώς ο εγκέφαλος ρυθμίζει την αυξητική ορμόνη κατά τη διάρκεια του ύπνου
Τα νευρικά κύτταρα που συντονίζουν την απελευθέρωση της αυξητικής ορμόνης βρίσκονται βαθιά στον υποθάλαμο, μια αρχαία περιοχή του εγκεφάλου που βρίσκεται στα θηλαστικά. Αυτά περιλαμβάνουν νευρώνες της ορμόνης απελευθέρωσης της αυξητικής ορμόνης (GHRH), καθώς και δύο διαφορετικούς τύπους νευρώνων σωματοστατίνης.
Μόλις απελευθερωθεί η αυξητική ορμόνη, ενεργοποιεί τους νευρώνες στο locus coeruleus, μια περιοχή του εγκεφαλικού στελέχους που ανταποκρίνεται στην εγρήγορση, την προσοχή, τη σκέψη και τις νέες εμπειρίες. Τα προβλήματα που επηρεάζουν τον coeruleus έχουν συνδεθεί με πολυάριθμες νευρολογικές και ψυχιατρικές διαταραχές.
«Η κατανόηση των νευρικών κυκλωμάτων για την απελευθέρωση της αυξητικής ορμόνης μπορεί τελικά να οδηγήσει σε νέες ορμονικές θεραπείες για τη βελτίωση της ποιότητας του ύπνου ή την αποκατάσταση της φυσιολογικής ισορροπίας της αυξητικής ορμόνης», δήλωσε ο Daniel Silverman, μεταδιδακτορικός συνεργάτης του UC Berkeley και συν-συγγραφέας της μελέτης. “Υπάρχουν μερικές πειραματικές γονιδιακές θεραπείες όπου στοχεύετε έναν συγκεκριμένο τύπο κυττάρου. Αυτό το κύκλωμα θα μπορούσε να είναι μια νέα λαβή για την προσπάθεια μείωσης της διεγερσιμότητας του locus coeruleus, για την οποία δεν έχει αναφερθεί πριν.”
Χαρτογράφηση του κυκλώματος της αυξητικής ορμόνης ύπνου
Δουλεύοντας στο εργαστήριο του Yang Dan, καθηγητή νευροεπιστήμης και μοριακής και κυτταρικής βιολογίας στο UC Berkeley, η ερευνητική ομάδα χαρτογράφησε εγκεφαλικά κυκλώματα σε ποντίκια τοποθετώντας ηλεκτρόδια στον εγκέφαλό τους και διεγείροντας τους υποθαλαμικούς νευρώνες με φως καταγράφοντας τη νευρική δραστηριότητα.
Οι αρουραίοι κοιμούνται φυσικά όλη την ημέρα και κοιμούνται μόνο λίγα λεπτά τη νύχτα. Αυτό το μοτίβο επιτρέπει στους ερευνητές να παρακολουθούν επανειλημμένα τις αλλαγές στη δραστηριότητα της αυξητικής ορμόνης σε πολλούς κύκλους ύπνου και αφύπνισης.
Χρησιμοποιώντας προηγμένες τεχνικές ανίχνευσης κυκλώματος, η ομάδα ανακάλυψε ότι δύο πεπτιδικές ορμόνες που είναι υπεύθυνες για τη ρύθμιση της έκκρισης της αυξητικής ορμόνης συμπεριφέρονται διαφορετικά ανάλογα με το στάδιο του ύπνου. Το GHRH διεγείρει την απελευθέρωση της αυξητικής ορμόνης, ενώ η σωματοστατίνη την καταστέλλει.
Κατά τη διάρκεια του ύπνου REM, τόσο η GHRH όσο και η σωματοστατίνη αυξάνονται, οδηγώντας σε αυξημένη έκκριση αυξητικής ορμόνης. Κατά τη διάρκεια του ύπνου non-REM, ωστόσο, τα επίπεδα σωματοστατίνης μειώνονται ενώ η GHRH είναι μόνο μέτρια αυξημένη, δημιουργώντας ένα διαφορετικό πρότυπο ορμονικής ρύθμισης.
Ένας βρόχος ανατροφοδότησης που εξισορροπεί τον ύπνο και την εγρήγορση
Οι ερευνητές εντόπισαν έναν προηγουμένως άγνωστο μηχανισμό ανάδρασης που περιλαμβάνει τον coeruleus.
Επειδή η αυξητική ορμόνη παράγεται αργά κατά τη διάρκεια του ύπνου, διεγείρει τον coeruleus και προάγει την εγρήγορση. Όμως, εάν η δραστηριότητα στο locus coeruleus γίνει πολύ υψηλή, απροσδόκητα αρχίζει να προάγει την υπνηλία, ανέφερε ο Silverman σε μια μελέτη νωρίτερα φέτος.
«Αυτό υποδηλώνει ότι ο ύπνος και η αυξητική ορμόνη σχηματίζουν ένα αυστηρά ισορροπημένο σύστημα: ο πολύ λίγος ύπνος μειώνει την έκκριση της αυξητικής ορμόνης και η υπερβολική αυξητική ορμόνη μπορεί με τη σειρά του να ωθήσει τον εγκέφαλο προς την εγρήγορση», είπε ο Silverman. «Ο ύπνος οδηγεί την έκκριση αυξητικής ορμόνης και η αυξητική ορμόνη ανατροφοδοτεί για να ρυθμίσει την εγρήγορση και αυτή η ισορροπία είναι απαραίτητη για την ανάπτυξη, την αποκατάσταση και τη μεταβολική υγεία».
Επειδή η αυξητική ορμόνη επηρεάζει τον coeruleus, ο οποίος παίζει κεντρικό ρόλο στη διατήρηση της εγρήγορσης κατά τη διάρκεια της ημέρας, αυτό το πρόσφατα αναγνωρισμένο σύστημα μπορεί επίσης να επηρεάσει άλλες πτυχές της προσοχής και της γνωστικής λειτουργίας.
«Η αυξητική ορμόνη όχι μόνο σας βοηθά να χτίσετε τους μύες και τα οστά σας και να μειώσετε τον λιπώδη ιστό σας, αλλά μπορεί επίσης να έχει γνωστικά οφέλη ανεβάζοντας το συνολικό επίπεδο διέγερσής σας όταν ξυπνάτε», είπε ο Ντινγκ.
Η έρευνα υποστηρίχθηκε από το Ιατρικό Ινστιτούτο Howard Hughes (HHMI), το οποίο μέχρι φέτος υποστήριζε τον Dan ως ερευνητή του HHMI και ως ταμείο Chancellor’s Chancellor’s Pivotal Life Sciences. Ο Dan είναι ο Πρόεδρος του Καγκελαρίου στις Βασικές Επιστήμες της Ζωής στη Νευροεπιστήμη. Πρόσθετοι συν-συγγραφείς περιλαμβάνουν τους Peng Zhong, Bing Li, Chenian Ma, Lihui Lu, Grace Jiang, Zhe Zhang, Xiaolin Huang, Jun Tu και Zhiu Melissa Tian του UC Berkeley, μαζί με τους Fu-Jun Huang και Jun Ding του Πανεπιστημίου Stanford.
