„Comutatorul somnului” care construiește mușchi, arde grăsimi și stimulează puterea creierului

„Comutatorul somnului” care construiește mușchi, arde grăsimi și stimulează puterea creierului. Un nou studiu dezvăluie circuitele complexe ale creierului implicate în eliberarea hormonului de creștere în timpul somnului.

Așa cum știe orice culturist, un somn profund și odihnitor stimulează nivelurile de hormon de creștere, ajutând la formarea unor mușchi și oase puternice și la arderea grăsimilor. Și așa cum ar trebui să știe orice adolescent, el nu își va atinge întregul potențial de creștere în înălțime fără hormonul de creștere produs în timpul unui somn complet.

Dar motivul pentru care lipsa somnului — în special faza timpurie și profundă numită somn non-REM — scade nivelurile de hormon de creștere a rămas un mister.

De ce lipsa somnului scade hormonul de creștere

Într-un studiu publicat în ediția actuală a revistei Cell, cercetătorii de la Universitatea California, Berkeley au analizat circuitele cerebrale care controlează eliberarea hormonului de creștere în timpul somnului și au raportat un nou mecanism de feedback în creier, care menține nivelurile acestui hormon într-un echilibru fin.

Descoperirile oferă o hartă pentru înțelegerea modului în care somnul și reglarea hormonală interacționează. Noul mecanism de feedback ar putea deschide căi pentru tratarea persoanelor cu tulburări de somn asociate afecțiunilor metabolice, precum diabetul, dar și bolilor degenerative, precum Parkinson și Alzheimer.

„Oamenii știau că eliberarea hormonului de creștere este strâns legată de somn, dar doar prin recoltarea de sânge și verificarea nivelurilor în timpul somnului”, a declarat Xinlu Ding, primul autor al studiului, cercetător postdoctoral în Departamentul de Neuroștiințe al UC Berkeley și la Helen Wills Neuroscience Institute. „Noi înregistrăm direct activitatea neuronală la șoareci pentru a vedea ce se întâmplă. Furnizăm un circuit de bază pe care să se poată lucra în viitor pentru dezvoltarea unor tratamente diferite.”

Deoarece hormonul de creștere reglează metabolismul glucozei și al grăsimilor, lipsa somnului poate crește riscul de obezitate, diabet și boli cardiovasculare.

Ciclul somn-veghe

Neuronii care orchestrează eliberarea hormonului de creștere în timpul ciclului somn-veghe — neuronii care secretă hormonul eliberator al hormonului de creștere (GHRH) și două tipuri de neuroni care secretă somatostatină — se află adânc în hipotalamus, un centru cerebral antic, conservat la toate mamiferele.

Odată eliberat, hormonul de creștere ridică activitatea neuronilor din locus coeruleus, o zonă din trunchiul cerebral implicată în trezire, atenție, cogniție și căutarea de noutate. Dereglarea neuronilor din locus coeruleus este asociată cu numeroase tulburări psihiatrice și neurologice.

„Înțelegerea circuitului neural al eliberării hormonului de creștere ar putea, în cele din urmă, să indice noi terapii hormonale pentru îmbunătățirea calității somnului sau restabilirea echilibrului normal al acestui hormon”, a explicat Daniel Silverman, cercetător postdoctoral la UC Berkeley și co-autor al studiului. „Există unele terapii genetice experimentale în care țintești un anumit tip celular. Acest circuit ar putea fi o nouă cale prin care să reduci excitabilitatea locus coeruleus, lucru despre care nu s-a discutat până acum.”

Hormonii peptidici acționează diferit în timpul somnului REM și non-REM

Cercetătorii, în laboratorul condus de Yang Dan, profesor de neuroștiințe și biologie moleculară și celulară, au explorat circuitul neuroendocrin introducând electrozi în creierul șoarecilor și măsurând modificările de activitate după stimularea neuronilor hipotalamici cu lumină. Șoarecii dorm perioade scurte — de câteva minute — de mai multe ori pe parcursul zilei și nopții, oferind astfel multe oportunități de a studia schimbările hormonului de creștere în timpul ciclurilor somn-veghe.

Folosind tehnici avansate de cartografiere a circuitelor, echipa a descoperit că cei doi hormoni peptidici care controlează eliberarea hormonului de creștere în creier — GHRH (care stimulează eliberarea) și somatostatina (care o inhibă) — acționează diferit în timpul somnului REM și non-REM. Somatostatina și GHRH cresc în timpul somnului REM pentru a stimula hormonul de creștere, dar în somnul non-REM somatostatina scade, iar GHRH crește doar moderat, având același efect.

Hormonul de creștere eliberat reglează activitatea locus coeruleus, ca un mecanism de feedback care creează un efect homeostatic yin-yang. În timpul somnului, hormonul de creștere se acumulează lent pentru a stimula locus coeruleus și a promova starea de veghe, arată noul studiu. Însă, atunci când locus coeruleus devine prea excitat, paradoxal, promovează somnolența, așa cum Silverman a demonstrat într-un studiu publicat mai devreme anul acesta.

„Aceasta sugerează că somnul și hormonul de creștere formează un sistem strâns echilibrat: prea puțin somn reduce eliberarea hormonului de creștere, iar prea mult hormon de creștere poate, la rândul său, să împingă creierul spre starea de veghe”, a spus Silverman. „Somnul stimulează eliberarea hormonului de creștere, iar hormonul de creștere reglează apoi starea de veghe, iar acest echilibru este esențial pentru creștere, reparare și sănătatea metabolică.”

Deoarece hormonul de creștere acționează parțial prin locus coeruleus, care guvernează nivelul general de excitare al creierului în timpul stării de veghe, un echilibru corect ar putea avea efecte mai ample asupra atenției și gândirii.

„Hormonul de creștere nu doar că te ajută să-ți dezvolți mușchii și oasele și să reduci țesutul adipos, dar ar putea avea și beneficii cognitive, stimulând nivelul general de vigilență când te trezești”, a adăugat Ding.

Finanțarea cercetării

Studiul a fost finanțat de Howard Hughes Medical Institute (HHMI), care până anul acesta l-a sprijinit pe Dan ca cercetător HHMI, și de Pivotal Life Sciences Chancellor’s Chair Fund. Dan este titularul catedrei Pivotal Life Sciences în neuroștiințe.

Alți co-autori ai studiului sunt: Peng Zhong, Bing Li, Chenyan Ma, Lihui Lu, Grace Jiang, Zhe Zhang, Xiaolin Huang, Xun Tu și Zhiyu Melissa Tian de la UC Berkeley, precum și Fuu-Jiun Hwang și Jun Ding de la Universitatea Stanford.

Citește și: Poziția de somn care poate ameliora simptomele răcelii, crampelor, problemelor stomacale și gripei