Исследователи нашли новый механизм регуляции сна в мозге

Естественная молекула триптамин может передавать мозгу сигнал о накопившейся потребности во сне. Ее концентрация в спинномозговой жидкости увеличивалась по мере бодрствования животных, а воздействие на связанный с ней рецептор повышало продолжительность и качество сна. Об этом 22 июля сообщили в журнале Medical Xpress.

Исследователи из Китайской академии наук и других научных организаций изучили механизм гомеостаза сна — процесса, при котором потребность в отдыхе постепенно нарастает по мере бодрствования. Эксперименты проводились на ведущих ночной образ жизни мышах и активных днем миниатюрных свиньях.

Ученые разработали флуоресцентный датчик для измерения уровня триптамина в спинномозговой жидкости. Выяснилось, что содержание молекулы повышалось во время бодрствования и снижалось после сна. Этот процесс зависел от продолжительности предшествующей активности животных, но не определялся сменой светлого и темного времени суток.

Триптамин вырабатывали активные во время бодрствования моноаминергические нейроны, расположенные в промежуточном мозге и стволе мозга. После высвобождения молекула связывалась с рецептором GPR139 и повышала возбудимость нейронов преоптической области гипоталамуса, участвующей в регуляции сна.

Введение триптамина увеличивало продолжительность медленного сна и усиливало медленноволновую активность мозга. Когда исследователи подавляли синтез молекулы в отдельных группах нейронов, у животных исчезал восстановительный сон, обычно возникающий после длительного лишения сна.

Дополнительные опыты показали, что экспериментальные активаторы рецептора GPR139 увеличивали продолжительность сна и делали его глубже. После локального отключения рецептора в преоптической области гипоталамуса этот эффект пропадал. Таким образом, ученые определили связку «триптамин — GPR139» как один из механизмов, преобразующих накопившуюся активность организма в потребность во сне.

Журнал Medical Xpress 24 мая сообщил о связи нарушения сна с риском развития деменции. Согласно публикации, сон представляет собой высокоорганизованное состояние, координирующее химические процессы, движение сосудов и поток спинномозговой жидкости. По словам ученых, данный процесс необходим для работы глимфатической системы — сети очистки мозга.