Хотя он широко известен как «гормон сна», точная роль мелатонина во сне далеко не полностью понятна. Мы знаем много связей между мелатонином и сном: уровни гормона повышаются ночью и падают в течение дня, регулируемые теми же циркадными ритмами, которые помогают управлять сном. Нарушения в уровнях мелатонина идут рука об руку с проблемами сна. Но как именно мелатонин влияет на сон, и на наши циклы сна и бодрствования? Это то, чего мы не вполне понимаем. Ученые из Caltech стремились узнать больше о точной роли мелатонина во сне и недавно поделились своими результатами. Их результаты проливают некоторый новый свет на то, как важно, чтобы мелатонин спал, и как он может функционировать, чтобы спать.
Чтобы детально изучить эффекты мелатонина на сон, исследователи исследовали связанные со сном функции мелатонина у личинок рыбок данио. У этих крошечных организмов циркадный цикл похож на людей. Они бодрствуют во время дневного света и спать по ночам, в течение которых уровни мелатонина на самом высоком уровне. Исследователи сравнили образцы сна после пробуждения личинок нормальных личинок данио рыбок личинок данио, которые не смогли произвести мелатонин из-за мутации гена. Мелатонин-дефицитные личинки рыб спали значительно меньше, чем их продуценты, продуцирующие мелатонин, примерно в два раза меньше. Личинки рыб без мелатонина также занимали в два раза больше времени, чтобы заснуть.
Исследователи пошли еще дальше и временно помешали личинкам нормальных личинок данио давить мелатонин, нарушая клетки в их шишковидной железе. (Шишковидная железа также является источником мелатонина у людей). Без способности генерировать мелатонин личинки рыбок данио проявляли резкие изменения в их образцах сна. Они начали спать так же уменьшенное количество, как и генетически мутированные личинки рыб, примерно вдвое меньше, чем они спали, когда им удалось сделать мелатонин. Когда исследователи перестали препятствовать тому, чтобы личинки рыб делали мелатонин, и они начали естественным образом производить его, их сон вернулся к нормальному уровню.
Эти результаты убедительно свидетельствуют о том, что мелатонин играет прямую роль как при засыпании, так и при сном для нормальной, здоровой продолжительности всю ночь.
Исследователи также изучили, как мелатонин функционировал по отношению к циркадным часам личинок данио рыбок данио и их циклам сна-бодрствования. Они впервые выявили как личинок нормального личинки данио, так и личинок генетически измененных личинок рыбок данио до регулярной картины дня и ночи – 14 часов света и 10 часов темноты. Это установило личинок с циркадными часами, которые действовали синхронно со светом и тьмой. Затем они переместили обоих типов личинок рыб в среду полной темноты. Рыба, которая произвела мелатонин, естественно, сохраняла свой нормальный циркадный цикл сна и бодрствования даже в отсутствие обычного освещения.
Но генетически мутированные рыбки данио, которые были неспособны продуцировать какой-либо мелатонин, потеряли весь свой циркадный образ или ритмичность во сне. Без мелатонина личинки рыб не могли поддерживать циркадные циклы сна и бодрствования. Это было неожиданностью для исследователей, и настоятельно предлагает, чтобы мелатонин был не только полезен и полезен для циркадных циклов сна, но и для них.
Работая с этим пониманием, мелатонин необходим для функционирования циркадных циклов сна, исследователи в дальнейшем попытались узнать, как мелатонин оказывает влияние на это регуляторное влияние. Они исследовали взаимосвязь между мелатонином и аденозином, нейротрансмиттером, который, как считается, играет важную роль в гомеостатической системе сна – наш внутренний диск для сна. У людей уровни аденозина повышаются в мозге в течение дня. Это наращивание аденозина связано с увеличением чувства усталости и необходимости сна. Уровни аденозина снижаются во время сна.
Исследователи дали как нормальные личинки личинок данио, так и дозы личинок с дефицитом мелатонина лекарственного средства, стимулировавшего аденозин. Две группы рыб реагировали совершенно по-разному. Аденозин не влиял на личинок нормального личинки данио. Но среди личинок с дефицитом мелатонина у исследователей наблюдались значительные изменения во сне. Личинки генетически мутировавших рыб начали нормально спать, как у рыб, которые могли производить мелатонин.
Эта фаза их эксперимента предполагает, что одна из функций мелатонина может помочь вызвать накопление аденозина в мозге, что, в свою очередь, приводит к ощущению необходимости сна.
Эти данные также свидетельствуют о том, что мелатонин может быть мостом между двумя мощными системами, которые управляют сном: циркадной системой и гомеостатической системой сна. Мы знаем, что эти две системы оказывают влияние на сон и вместе создают наш основной 24-часовой цикл длительного, консолидированного периода сна с последующим продолжительным периодом бодрствования. Но наука еще не установила или не выявила прямую, конкретную связь между этими двумя системами. Это исследование предлагает много новых подробностей о том, как мелатонин может действительно работать от имени сна, а также первые доказательства прямой связи между нашими двумя системами сна.
Затем мы рассмотрим недавние научные прорывы в понимании того, как мелатонин может влиять на здоровье и болезни, а также новые терапевтические возможности для мелатонина.
Сладкие Мечты,
Майкл Дж. Брейс, доктор философии
Сон Доктор ™
www.thesleepdoctor.com
