Tyrėjai nustatė, kad dvi skirtingos hipotalamo neuronų grupės veikia priešingai, reguliuodamos hormono išsiskyrimą skirtingais miego etapais.
Augimo hormonas ne tik padeda atkurti audinius ir palaiko medžiagų apykaitą, bet ir sąveikauja su budrumą skatinančiais neuronais, skatindamas smegenis pabusti, rašo „Study Finds“.
Ši grįžtamojo ryšio sistema rodo, kad egzistuoja įgimtas biologinis mechanizmas, kuris suderina hormono išsiskyrimą su miego ir budrumo perėjimais.
„Žinoma, kad miegas skatina audinių augimą ir reguliuoja medžiagų apykaitą, iš dalies didindamas augimo hormono išsiskyrimą, tačiau pagrindinis šį procesą valdantis mechanizmas iki šiol nebuvo aiškus“, – rašo mokslininkai straipsnyje, publikuotame žurnale „Cell“.
Jų darbas atskleidžia, kurie neuronai kontroliuoja šį procesą ir kaip jų aktyvumas kinta skirtingose miego stadijose.
Eksperimentai, atlikti su pelėmis Kalifornijos universitete, Berklio universitete ir Stanfordo universitete, gali padėti paaiškinti, kodėl miego sutrikimai dažnai lydi medžiagų apykaitos problemas bei su augimu susijusius sutrikimus.
Kaip miego etapai formuoja augimo hormono išsiskyrimą?
Komanda sutelkė dėmesį į hipotalamą – smegenų centrą, kuris reguliuoja miegą, apetitą ir hormonų gamybą. Tyrėjai išskyrė du pagrindinius veiksnius: GHRH neuronus, stimuliuojančius augimo hormono išsiskyrimą, ir SST neuronus, kurie šį procesą slopina.
REM miego metu, kuris siejamas su ryškiais sapnais, abu neuronų tipai pasižymi stipriu aktyvumu. Nors viena grupė stimuliuoja, o kita slopina, jų derinys sukuria augimo hormono bangas.
Tuo tarpu non-REM miego metu aktyviau veikia stimuliuojantys neuronai, o slopinantys nurimsta, taip sudarydami palankią aplinką hormono gamybai.
Tyrėjai naudojo pažangias technologijas, tokias kaip optogenetika (šviesos pagrindu veikiantis neuronų valdymas), chemogenetika (vaistų pagalba atliekamas aktyvinimas ar slopinimas) ir kalcio vaizdavimas (neuronų aktyvumo stebėjimas realiuoju laiku).
Jie nustatė, kad hormono išsiskyrimą lemia ne tik aktyvuojamų neuronų tipas, bet ir bendra smegenų būsena. Tas pats neuronų stimuliavimas miego metu sukeldavo gerokai didesnį hormono išsiskyrimą nei budrumo metu, o tai rodo, kad miegas padidina sistemos jautrumą.
Netikėtas augimo hormono vaidmuo budrumo skatinime
Vienas netikėčiausių atradimų buvo tai, kad augimo hormonas veikia locus coeruleus neuronus smegenų kamiene – ši sritis gamina norepinefriną, sužadinimo neurotransmiterį. Didindamas šių neuronų jaudrumą, hormonas skatino perėjimą iš miego į budrumą.
Kai mokslininkai pašalino augimo hormono receptorius iš šių ląstelių, poveikis budrumui išnyko. Tuo tarpu hormono įvedimas normalioms pelėms skatino budrumą, bet neturėjo jokio poveikio pelėms, kurioms trūko receptorių.
Ši grįžtamojo ryšio sistema rodo, kad augimo hormonas ne tik veikia kaip augimą skatinantis signalas, bet ir padeda reguliuoti perėjimus tarp miego ir budrumo. Tai gali paaiškinti, kodėl hormonai dažniausiai išsiskiria impulsais, o ne tolygiai.
Poveikis miegui, augimui ir medžiagų apykaitai
Rezultatai gali paaiškinti gerai žinomą ryšį tarp miego kokybės ir medžiagų apykaitos sveikatos. Augimo hormono trūkumas gali lemti raumenų masės mažėjimą, riebalų kaupimąsi, atsparumą insulinui bei širdies ir kraujagyslių ligas – poveikius, primenančius lėtinio miego trūkumo pasekmes.
Tai rodo, kad šie reiškiniai gali būti susiję su bendrais biologiniais mechanizmais.
Tyrimas taip pat meta iššūkį nuomonei, kad ilgesnis miegas visuomet yra geresnis.
Grįžtamojo ryšio sistema užtikrina, kad hormonų išsiskyrimas vyktų optimaliu metu ir natūraliai skatintų pabudimą, todėl miego kokybė ir struktūra yra svarbesnės nei vien trukmė.
Vis dėlto mokslininkai pabrėžia, kad šie duomenys gauti tyrinėjant peles, o žmonių biologija gali skirtis.
Be to, augimo hormono modeliai keičiasi su amžiumi, todėl reikia daugiau tyrimų, siekiant patvirtinti šių mechanizmų veikimą žmonėms.
Patiko straipsnis? Užsiprenumeruokite mūsų naujienlaiškį ir gaukite svarbiausias dienos naujienas bei įdomiausius straipsnius kiekvieną darbo dieną 11 val. Tiesiai į Jūsų el. paštą!
