Есть довольно популярная фраза: «треть жизни человек проводит во сне». И она часто трактуется, как «человек тратит время на какую-то хрень, лежа как бревно». Отсюда и попытки повысить продуктивность, минимизируя время сна или отсыпаясь в выходные. Вот только стоит копнуть чуть глубже и окажется, что сон это не просто отдых, а нифига себе какой труд для организма. Труд, который помогает нам выглядеть куда лучше!

Новое исследование показало, что сон — это активный, важнейший биологический процесс. В исследовании продемонстрировано, как мозг использует ночь для синтеза гормона роста, необходимого для восстановления мышц, укрепления костей и баланса метаболизма. Исследователи раскрыли также нейронную сеть, объясняющую, почему уровень гормона роста резко возрастает во время сна и почему дефицит сна подрывает физическое здоровье.

Гормон роста и сон

Тот, кто хоть немного близок к спорту, качалке или физическим нагрузкам, наверняка знает про прямую связь между сном и гормоном роста. Технически, организм растет не на трене, а именно в период восстановления. Это факт, это доказано, но причины этого процесса были непонятны.

Учёные из Калифорнийского университета в Беркли (UC Berkeley) впервые выяснили, почему уровень гормона роста (ГР) резко вырастает ночью, и именно в фазе глубокого сна. В исследовании на животных команда обнаружила новый механизм обратной связи, который балансирует уровни гормонов для обеспечения ряда задач, включая наращивание мышечной массы.

Люди знают, что выброс гормона роста тесно связан со сном, но это понятно лишь благодаря забору крови и проверке уровня гормона роста во время сна. Мы же напрямую отслеживали нейронную активность у мышей, чтобы понять, что происходит. На основе результатов создана базовая схема, с которой можно работать в будущем, чтобы разрабатывать различные методы лечения.

Первый автор исследования Синьлу Дин, постдокторант кафедры нейронаук Калифорнийского университета в Беркли.

Чем вообще важен гормон роста?

ГР важен не только для бодибилдеров. В первую очередь, этот гормон определяет рост детей. У взрослых же он критически важен для поддержания мышечной массы, плотности костей, здорового распределения жира и регуляции уровня сахара в крови.

Низкий уровень гормона роста связан с хрупкостью костей, отложением жира на животе, инсулинорезистентностью и повышенным риском сердечно-сосудистых заболеваний.

Технически, это всё классические признаки старения. Связь между сном и ГР очевидна, но точная нейроэндокринная система, позволяющая этим факторам усиливать друг друга, не изучена.

Как организм синтезирует гормон роста?

Грубо говоря, у нас есть одна группа нейронов, которая высвобождает гонадотропин-рилизинг-гормон (ГРГ). Его наличие стимулирует гипофиз к выработке гормона роста. В это же время другая группа нейронов высвобождает соматостатин (ССТ), который тормозит синтез гормона роста.

Причем выработкой соматостатина занимаются сразу две подгруппы нейронов, вместе регулируя торможение синтеза гормона роста.

В данном исследовании команда сосредоточилась на этих двух пептидных гормонах ГРГ и ССТ, показав, как эти биохимические «газ и тормоз», балансируют выработку ГР в разных фазах сна.

Ход исследования, по изучению синтеза гормона роста и качества сна

Команда использовала генетические инструменты, визуализацию кальция и оптогенетику, чтобы определить, как эти два гормона действуют во время быстрого и медленного сна. Во время быстрого сна уровень ССТ и ГРГ резко растут, но ГРГ чуть больше и потому он поддерживает синтез гормона роста. А во время медленного сна, уровень соматостатина снижается, а ГРГ умеренно растет и тянет за собой сам гормон роста.

Сложно? Немного. Но это только начало. Учёные обнаружили, что, хоть ССТ работает как ингибитор, он также работает как одна из внутренних систем отсчета. Эдакий внутренний часовой механизм, наравне с мелатонином.

В фазе быстрого сна всплески ССТ и ГРГ синхронизируются, создавая резкие импульсы гормона роста, в то время как в фазе медленного сна активность ССТ снижается, обеспечивая более стабильную выработку гормона. Вместе эти две системы обеспечивают выработку гормона роста в нужном ритме и в нужное время.

Проснись, самурай

Исследователи также обнаружили обратную связь между гормоном роста и центром ствола мозга, известным также как голубое пятно (locus coeruleus). Голубое пятно поддерживает организм в состоянии бодрствования.

Накапливаясь во время сна, гормон роста мягко стимулирует голубое пятно, подготавливая организм к пробуждению. Однако при сверхстимуляции голубого пятна происходит обратное действие, погружающее организм в сон. В результате достигается баланс: сон стимулирует синтез гормона роста, а гормон роста задает ритм сна и бодрствования.

Как результат – ритм в виде импульсов синтеза гормона роста, который как раз и подготавливает ткани организма к восстановлению.

Это говорит о том, что сон и гормон роста образуют тесно сбалансированную систему: дефицит сна снижает синтез гормона роста, избыток сна активно подталкивает мозг к бодрствованию. Сон стимулирует выработку гормона роста, который, в свою очередь, регулирует бодрствование, и этот баланс необходим для роста, восстановления и здорового метаболизма.

Соавтор исследования, Дэниел Сильверман, научный сотрудник Калифорнийского университета в Беркли. 

Сон, хроническая усталость, гормон роста

Постоянный недосып и разбитый режим – это не просто чувство усталости. Это именно, что потеря анаболического окна, необходимого организму для восстановления и обновления. Спортсмены, стремящиеся нарастить мышечную массу, пожилые люди, стремящиеся сохранить прочность костей, и люди, контролирующие вес или уровень сахара в крови — всем им нужен гормон роста. И этот гормон зависит от сна.

Поскольку уровень гормона роста естественным образом снижается с возрастом, поддержка режима сна – вот один из самых простых и доступных способов замедлить этот спад.

Гормон роста не только помогает наращивать мышцы и кости, он также уменьшать жировую ткань и оказывает положительное влияние на когнитивные функции, повышая общий уровень бодрствования после пробуждения.

Первый автор исследования Синьлу Дин, постдокторант кафедры нейронаук Калифорнийского университета в Беркли. 

Бутылочное горлышко. Тонкости исследования связей между сном и гормоном роста

Открытие было сделано в ходе исследований на мышах, но у людей те же самые нейронные цепи, и паттерны высвобождения гормонов. Технически, это один и тот же механизм жизнеобеспечения. Понимание того, как гормон роста синтезируется на разных стадиях сна, позволяет учёным определить новые цели для терапии, чтобы точно настраивать ритм, критически важный для восстановления.

Предыдущие исследования выявили многочисленные механизмы, посредством которых недостаток сна способствует преждевременному биологическому старению. Новое исследование проливает свет на то, сколько сложных процессов протекает в теле и мозге, регулируя циклы бодрствования и сна.

Вывод прост: если вы пытаетесь нарастить или поддерживать мышечную массу, то недостаток сна однозначно будет негативно влиять на организм, как в краткосрочной, так и долгосрочной перспективах.

Понимание нейронного контура, отвечающего за выброс гормона роста, может в конечном итоге указать путь к созданию новых методов гормональной терапии для улучшения качества сна или восстановления нормального баланса гормона роста. Существуют некоторые экспериментальные методы генной терапии, воздействующие на определённый тип клеток. Этот контур может стать новым способом снизить возбудимость голубого пятна. Это потенциальный метод, который ранее вообще не рассматривался.

Дэниел Сильверман, научный сотрудник Калифорнийского университета в Беркли и соавтор исследования.

Сон и режим – базовый, но далеко не единственный путь к улучшению самочувствия. Поведенческие практики, отладка внутреннего диалога, влияние БАДов, питания и смарт-гаджетов, репорты биохакеров… Всё это вы найдете в материалах Neural Hack. Заглядывайте, чтобы найти больше инструментов к созданию лучшей версии себя.