Исследователи из Великобритании и Нидерландов проанализировали, чем отличается молекулярный состав плазмы крови у человека, бодрствовавшего 24 часа подряд, и у человека, соблюдающего нормальный режим (то есть спящего 8 часов в сутки). Было выявлено 27 веществ, уровень которых существенно повышается в плазме крови в случае, если человек отклоняется от привычного режима и бодрствует в течение суток. Интересно, что в числе этих веществ оказались серотонин, триптофан и таурин, для которых характерно антидепрессивное влияние на психику человека.
Всё более популярными становятся исследования метаболома человека — всей совокупности молекул, которые могут быть как промежуточными, так и конечными продуктами обмена веществ. Эта совокупность небольших молекул, не превышающих, как правило, 1,5 кДа по массе, служит «мгновенным снимком» различных физиологических процессов, происходящих в организме. Сравнение метаболомов человека в различных состояниях либо при различных внешних воздействиях позволяет делать выводы об их влиянии на биохимические процессы, происходящие в организме.
Давно известно, что нарушение сна может вызывать различные патологии, связанные с обменом веществ (такие как ожирение, низкая чувствительность к инсулину и диабет), однако о механизмах влияния режима сна на метаболизм известно крайне мало. Исследователи из Великобритании и Нидерландов решили проанализировать, чем молекулярный состав плазмы крови человека, придерживающегося нормального режима, отличается от состава крови человека, который нарушил нормальный режим, проведя без сна 24 часа подряд.
Участников эксперимента попросили в течение недели придерживаться режима, который считается оптимальным для нормального функционирования организма взрослого человека, — 8 часов сна в сутки (с 11 часов вечера до 7 часов утра). После этого испытуемые провели двое суток в лаборатории, где их режим дня и все условия проживания аккуратно контролировались. В первый день испытуемые придерживались стандартного режима, а вторые сутки испытуемые провели без сна. Все условия проживания испытуемых в эти два дня поддерживались идентичными, чтобы на состав плазмы крови в итоге влияли только различия режима сна. Каждые два часа в течение этих двух дней у участников эксперимента брали образцы крови и анализировали ее молекулярный состав методами жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии.
В итоге исследователи выявили 27 веществ, концентрация которых в плазме крови у людей во время бессонной ночи была значительно выше, чем во время предыдущей ночи, когда они спали. В их числе оказались серотонин, триптофан и таурин, для которых характерно антидепрессивное влияние на психику человека.
С недостатком серотонина связывают возникновение многих типов депрессивных расстройств, а препараты, стимулирующие передачу сигналов между нервными клетками через серотонин, часто помогают улучшить состояние пациентов с такими расстройствами. Триптофан играет важную роль в процессах синтеза серотонина и таким образом косвенно тоже оказывает антидепрессивное влияние на состояние человека. Измененные концентрации таурина по сравнению с нормой характерны для образцов плазмы крови пациентов с депрессивными расстройствами, и это вещество также обладает антидепрессивным эффектом.
Сведения об антидепрессивном эффекте одной ночи без сна уже встречались в литературе. Еще в 70-е годы было обнаружено, что у пациентов с депрессией, которые провели одну ночь без сна, несмотря на закономерную сонливость, улучшается настроение. Этот эффект наблюдался не у всех пациентов, но у подавляющего большинства (лишь у 9% бессонная ночь не оказывала положительного эффекта на состояние, а у 20% эффект достигался не всегда). Теперь мы можем предположить, что те пациенты с депрессией, которым помогало такое необычное лечение, возможно, попадали под влияние повышения концентраций серотонина, триптофана и таурина в крови. Сложно сказать, имеет ли повышение концентраций этих веществ в крови цель помочь организму, оказавшемуся в стрессовых условиях из-за недостатка сна. Возможно, это просто косвенный эффект нарушения нормального режима работы и отдыха мозга.
Конечно, несмотря на неожиданное подтверждение данных об антидепрессивном эффекте ночи без сна, негативное влияние недостаточного сна на обмен веществ тоже было выявлено. Набор веществ, концентрация которых в плазме крови повышается после бессонной ночи, может свидетельствовать о происходящих из-за недостатка сна нарушениях процесса окисления жирных кислот. В числе веществ, содержание которых в крови выше во время бессонной ночи, оказался карнитин, который выполняет функцию транспорта жирных кислот внутрь митохондрий, где жирные кислоты окисляются, а также ацилкарнитины — жирные кислоты, связанные с карнитином.
Данные о связи обмена жирных кислот с регуляцией сна тоже согласуются с результатами предыдущих работ. Так, было показано, что употребление карнитина улучшает состояние больных с нарколепсией (заболеванием, характеризующимся внезапными труднопреодолимыми приступами сонливости), у которых уровень карнитина понижен. Также было показано, что у больных с нарколепсией значительно выше нормы количество фермента, ответственного за скорость окисления жирных кислот — это косвенное свидетельство того, что метаболизм жирных кислот имеет какое-то отношение к механизмам регуляции сна. Однако как именно они связаны, пока остается загадкой, и эту связь еще предстоит исследовать.
Источник: Биомолекула
Автор: Кондратенко Юлия
