دانشمندان ارتباطی بین خواب عمیق و تولید هورمون رشد کشف کرده‌اند

به گزارش مجله خبری نگار، خواب برای چیزی بیش از استراحت ضروری است: در طول خواب، بدن بافت را ترمیم می‌کند، متابولیسم را تنظیم می‌کند و از عملکرد مغز پشتیبانی می‌کند. هورمون رشد نقش کلیدی در این فرآیند‌ها دارد، اما مکانیسم‌های مرتبط با تولید آن با عملکرد مغز مدت‌هاست که به خوبی شناخته نشده‌اند. مقاله ایزوستیا بررسی می‌کند که چگونه مغز ترشح هورمون رشد را تنظیم می‌کند و چرا می‌تواند بر بیداری تأثیر بگذارد.

ارتباط خواب با هورمون رشد

محققان دانشگاه کالیفرنیا، برکلی (سازمانی که فعالیت‌هایش در فدراسیون روسیه نامطلوب تلقی می‌شود) مدار‌های عصبی را شناسایی کرده‌اند که خواب را به تولید هورمون رشد مرتبط می‌کنند و گذار از خواب به بیداری را تنظیم می‌کنند. دانشمندان یک رابطه دو طرفه را کشف کردند: خواب تولید هورمون رشد را تحریک می‌کند و خود هورمون سیگنال‌هایی را به مغز منتقل می‌کند که بر لحظه بیداری تأثیر می‌گذارند. نتایج این مطالعه در مجله Cell منتشر شده است.

هورمون رشد در رشد بدن، حفظ عضلات و استخوان‌ها و تنظیم متابولیسم چربی و سطح قند خون نقش دارد. این هورمون به ویژه در دوران نوجوانی، زمانی که بدن به رشد خود ادامه می‌دهد، اهمیت دارد. با این حال، اهمیت این هورمون محدود به دوران کودکی نیست: در بزرگسالان نیز برای حفظ بافت‌ها و متابولیسم طبیعی ضروری است.

کمبود خواب می‌تواند تنظیم هورمون رشد را مختل کند. از آنجا که هورمون رشد در کنترل متابولیسم گلوکز و چربی نقش دارد، اختلالات مزمن خواب ممکن است با افزایش خطر چاقی، دیابت و بیماری‌های قلبی عروقی مرتبط باشد. با این حال، اینکه مغز دقیقاً چگونه تولید هورمون رشد را در طول خواب، به ویژه در مرحله خواب موج آهسته که معمولاً در اوایل شب غالب است، تنظیم می‌کند، هنوز مشخص نیست.

ما در واقع مستقیماً فعالیت عصبی را در موش‌ها ثبت می‌کنیم تا ببینیم چه اتفاقی می‌افتد. ما در حال ایجاد یک چارچوب اساسی هستیم که می‌تواند برای توسعه درمان‌های مختلف در آینده مورد استفاده قرار گیرد.

چگونه مغز تولید هورمون را کنترل می‌کند

برای درک این مکانیسم، دانشمندان بر هیپوتالاموس - ناحیه‌ای از مغز که در تنظیم دمای بدن، گرسنگی، تولید هورمون و چرخه‌های خواب و بیداری نقش دارد - تمرکز کردند. محققان نورون‌های مرتبط با دو ماده را که اثرات متضادی بر تولید هورمون رشد دارند، مطالعه کردند: هورمون آزادکننده هورمون رشد (GH-RH) ترشح آن را تحریک می‌کند، در حالی که سوماتوستاتین آن را سرکوب می‌کند.

هر دو ماده در تنظیم میزان هورمون رشد ورودی به جریان خون نقش دارند. آنها بر آزادسازی آن توسط غده هیپوفیز، غده کوچکی در پایه مغز که هورمون تولید می‌کند، تأثیر می‌گذارند. این سیستم به بدن اجازه می‌دهد تا فعالیت هورمونی را بسته به وضعیت خواب تغییر دهد.

دانشمندان همچنین لوکوس سرولئوس، ناحیه‌ای از ساقه مغز که در حفظ بیداری، توجه و عملکرد شناختی نقش دارد را مورد مطالعه قرار دادند. پیش از این، اختلالات در این ناحیه با تعدادی از اختلالات عصبی و روانی مرتبط دانسته شده بود. محققان بررسی کردند که چگونه سیگنال‌های مرتبط با هورمون رشد با نورون‌های لوکوس سرولئوس تعامل دارند و بر چرخه خواب و بیداری تأثیر می‌گذارند.

درک مدار عصبی مسئول ترشح هورمون رشد ممکن است در آینده به درمان‌های هورمونی جدید برای بهبود کیفیت خواب یا بازیابی تعادل طبیعی هورمون رشد منجر شود.

این آزمایش‌ها روی موش‌ها انجام شد. محققان الکترود‌هایی را در بدن جوندگان کاشتند تا فعالیت عصبی را ثبت کنند و از تحریک نوری سلول‌های منفرد در هیپوتالاموس استفاده کردند. این امر به آنها اجازه داد تا مشاهده کنند که چگونه سیگنال‌های مغزی در طول گذار بین خواب و بیداری تغییر می‌کنند.

مشخص شد که فعالیت نورون‌های مرتبط با هورمون رشد و سوماتوستاتین بسته به مرحله خواب متفاوت است. در طول خواب REM، فعالیت هر دو گروه از نورون‌ها افزایش یافت. علیرغم اثرات متضاد موادی که آنها تنظیم می‌کنند، کار هماهنگ این سیستم به افزایش ترشح هورمون رشد کمک کرد.

در طول خواب با موج آهسته، الگو متفاوت بود: فعالیت نورون‌های تولیدکننده سوماتوستاتین کاهش یافت، در حالی که فعالیت نورون‌های مرتبط با هورمون آزادکننده هورمون رشد به طور متوسط ​​افزایش یافت. این امر اثر مهاری سوماتوستاتین را تضعیف کرد و همچنین ترشح هورمون رشد را افزایش داد. بنابراین، مراحل مختلف خواب از طریق الگو‌های متمایز فعالیت عصبی، تولید یک هورمون واحد را پشتیبانی می‌کنند.

محققان همچنین یک رابطه معکوس را اثبات کرده‌اند. با تجمع هورمون رشد در طول خواب، نورون‌ها در قشر مغز تحریک می‌شوند، فعالیت آنها افزایش می‌یابد و انتقال به بیداری را تسهیل می‌کند. با این حال، تحریک بیش از حد این نورون‌ها می‌تواند اثر معکوس داشته باشد - افزایش خواب‌آلودگی. این نشان می‌دهد که نیاز به تعادل ظریفی بین سیگنال‌هایی که از خواب و برانگیختگی پشتیبانی می‌کنند، وجود دارد.

خواب، ترشح هورمون رشد را تحریک می‌کند و هورمون رشد نیز به نوبه خود، بیداری را تنظیم می‌کند و این تعادل برای رشد، ترمیم و سلامت متابولیک ضروری است.

این سیستم شناسایی‌شده می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا درک بهتری از اینکه چرا اختلالات خواب با تغییرات متابولیکی همراه هستند و می‌توانند بر عملکرد مغز تأثیر بگذارند، داشته باشند. هسته سرولئوس در تنظیم توجه و بیداری نقش دارد، بنابراین تأثیر هورمون رشد بر این ناحیه، نشان‌دهنده ارتباط احتمالی بین فرآیند‌های هورمونی در طول خواب و عملکرد شناختی هنگام بیداری است.

هورمون رشد نه تنها به عضله سازی، تقویت استخوان‌ها و کاهش چربی کمک می‌کند، بلکه می‌تواند با افزایش هوشیاری کلی هنگام بیدار شدن، مزایای شناختی نیز داشته باشد.

این نتایج می‌تواند به طور بالقوه به توسعه رویکرد‌های درمانی برای اختلالات خواب مرتبط با بیماری‌های متابولیک و همچنین برخی اختلالات عصبی، از جمله پارکینسون و آلزایمر، کمک کند. سیلورمن همچنین خاطرنشان کرد که مدار عصبی شناسایی شده می‌تواند به هدفی برای روش‌های تجربی تعدیل فعالیت هسته سرولئوس تبدیل شود.

با این حال، این مطالعه هنوز شواهدی ارائه نمی‌دهد که نشان دهد این رویکرد برای انسان مؤثر یا ایمن خواهد بود. این آزمایش‌ها روی موش‌ها انجام شده است، بنابراین تحقیقات بیشتری برای تأیید اینکه آیا این مکانیسم در انسان نیز به طور مشابه عمل می‌کند و آیا می‌توان از آن برای درمان استفاده کرد، مورد نیاز است. این مطالعه یک مکانیسم برای تعامل بین خواب، تنظیم هورمونی و بیداری را نشان می‌دهد، اما کاربرد عملی آن هنوز مورد بررسی قرار نگرفته است.