Kakovosten spanec ni pomemben le zato, da se zjutraj zbudimo spočiti. Med spanjem se v telesu odvijajo številni procesi, ki omogočajo rast, obnovo tkiv, uravnavanje presnove in pravilno delovanje možganov. Raziskovalci z Univerze Kalifornije v Berkeleyju so zdaj prvič podrobno opisali živčne strukture, ki povezujejo globok spanec z izločanjem rastnega hormona. Njihova odkritja, objavljena v ugledni znanstveni reviji Cell, pojasnjujejo, kako možgani usklajujejo ta pomemben proces, s tem odkritjem odpirajo nove možnosti za zdravljenje motenj spanja, presnovnih bolezni ter nekaterih nevrodegenerativnih obolenj.
Spanec je ključni sprožilec izločanja rastnega hormona
Rastni hormon je eden najpomembnejših hormonov v človeškem telesu. Pri otrocih in mladostnikih omogoča normalno rast kosti in mišic, pri odraslih pa sodeluje pri obnovi tkiv, ohranjanju mišične mase, presnovi maščob in uravnavanju krvnega sladkorja. Največ se ga izloči ponoči, predvsem med globokim ne-REM-spanjem, ko telo izvaja najintenzivnejše procese regeneracije.
Čeprav je bilo že dolgo znano, da se raven rastnega hormona med spanjem izrazito poveča, doslej ni bilo jasno, kako možgani usklajujejo njegovo sproščanje. Raziskovalci z Univerze Kalifornije v Berkeleyju so zato neposredno spremljali delovanje živčnih celic pri miših in prvič opisali živčno omrežje, ki nadzoruje ta proces.
»Ljudje vedo, da je sproščanje rastnega hormona tesno povezano s spanjem, vendar so to doslej ugotavljali predvsem z odvzemi krvi in merjenjem koncentracije hormona med spanjem,« pojasnjuje prva avtorica raziskave Xinlu Ding, podoktorska raziskovalka na Oddelku za nevroznanost Univerze Kalifornije v Berkeleyju. »Mi pa smo neposredno spremljali živčno aktivnost v možganih in tako ugotovili, kaj se med spanjem dejansko dogaja. Opisali smo osnovno mrežo živčnih povezav, ki bo lahko v prihodnje služila kot izhodišče za razvoj novih načinov zdravljenja.«
Pomen tega odkritja presega samo področje spanja. Rastni hormon namreč pomembno vpliva tudi na presnovo glukoze in maščob, zato kronično pomanjkanje spanja ni povezano le z utrujenostjo, temveč tudi z večjim tveganjem za debelost, sladkorno bolezen tipa 2 ter bolezni srca in ožilja. Številne epidemiološke raziskave že vrsto let kažejo, da imajo ljudje, ki redno spijo premalo, pogosteje presnovne motnje in slabšo regeneracijo organizma.
Hipotalamus usklajuje hormonsko ravnovesje med spanjem
Živčne celice, ki uravnavajo sproščanje rastnega hormona, ležijo globoko v hipotalamusu – delu možganov, ki nadzoruje številne življenjsko pomembne funkcije, med drugim telesno temperaturo, lakoto, hormonsko ravnovesje in spanje. Raziskovalci so ugotovili, da pri tem sodelujejo nevroni, ki izločajo hormon GHRH (hormon za sproščanje rastnega hormona), ter dve skupini nevronov, ki izločata somatostatin, hormon z nasprotnim učinkom.
V laboratoriju profesorice Yang Dan so raziskovalci pri miših s pomočjo elektrod spremljali možgansko aktivnost in z uporabo svetlobne stimulacije selektivno aktivirali posamezne skupine nevronov. Ker miši spijo v številnih kratkih epizodah skozi ves dan, so lahko raziskovalci analizirali veliko število ciklov spanja in budnosti ter natančno spremljali spremembe pri izločanju rastnega hormona.
Pokazalo se je, da se delovanje obeh hormonov spreminja glede na fazo spanja. Med fazo REM se povečata tako aktivnost GHRH kot somatostatina, medtem ko med globokim ne-REM-spanjem raven somatostatina izrazito pade, GHRH pa ostane zmerno povišan. Prav takšno ravnovesje omogoča največje sproščanje rastnega hormona.
Raziskovalci poudarjajo, da gre za zelo natančno usklajen sistem. Telo namreč med globokim spanjem ne obnavlja le mišic in drugih tkiv, temveč potekajo tudi procesi utrjevanja spomina, odstranjevanja presnovnih odpadnih snovi iz možganov in uravnavanja imunskega sistema.
Novo odkrita povratna povezava med hormonom in budnostjo
Eden najpomembnejših rezultatov raziskave je odkritje povratnega mehanizma med rastnim hormonom in območjem možganskega debla, imenovanim locus coeruleus. To področje sodeluje pri uravnavanju budnosti, pozornosti, učenja in odzivanja na nove dražljaje.
Ko se med spanjem koncentracija rastnega hormona postopoma povečuje, začne hormon spodbujati delovanje locus coeruleusa in pripravlja možgane na prebujanje. Presenetljivo pa se pri previsoki aktivnosti tega področja sproži nasproten učinek – začne se ponovno povečevati zaspanost. Gre za doslej nepoznan mehanizem, ki pomaga ohranjati ravnovesje med spanjem in budnostjo.
»Razumevanje živčnega omrežja, ki uravnava sproščanje rastnega hormona, bi lahko v prihodnosti omogočilo razvoj novih hormonskih terapij za izboljšanje kakovosti spanja ali ponovno vzpostavitev normalnega ravnovesja rastnega hormona,« pravi Daniel Silverman, podoktorski raziskovalec na Univerzi Kalifornije v Berkeleyju in soavtor raziskave. »Obstajajo že eksperimentalne genske terapije, ki ciljajo na posamezne vrste živčnih celic. To živčno omrežje bi lahko predstavljalo nov način uravnavanja aktivnosti locus coeruleusa, o katerem doslej še nismo razmišljali.«
Silverman dodaja, da odkritje kaže na tesno povezanost obeh procesov. »Spanec spodbuja sproščanje rastnega hormona, rastni hormon pa prek povratnega mehanizma vpliva na budnost. To ravnovesje je bistveno za rast, obnovo tkiv in zdravo presnovo.«
Odkritje bi lahko pomagalo pri zdravljenju številnih bolezni
Čeprav je bila raziskava izvedena na miših, njeni rezultati pomembno prispevajo k razumevanju delovanja človeških možganov. Raziskovalci menijo, da bi lahko boljše poznavanje tega živčnega omrežja v prihodnosti pripomoglo k razvoju novih oblik zdravljenja motenj spanja, presnovnih bolezni, pa tudi nevrodegenerativnih bolezni, kot sta Parkinsonova in Alzheimerjeva bolezen.
V zadnjih letih je vse več raziskav pokazalo, da kakovosten spanec pomembno vpliva na skoraj vse telesne sisteme. Med globokim spanjem se poleg rastnega hormona intenzivneje sproščajo tudi druge signalne molekule, ki sodelujejo pri obnovi tkiv, krepitvi imunskega sistema in vzdrževanju zdravja možganov. Hkrati možgani učinkoviteje odstranjujejo presnovne odpadne snovi prek glimfatičnega sistema, za katerega domnevajo, da ima pomembno vlogo pri preprečevanju nevrodegenerativnih bolezni.
»Rastni hormon ne pomaga le pri rasti mišic in kosti ter uravnavanju maščobnega tkiva, ampak ima lahko tudi pomembno vlogo pri delovanju možganov, saj prispeva k večji budnosti in pripravljenosti po prebujanju,« poudarja Xinlu Ding.
Če bodo prihodnje raziskave potrdile podobne mehanizme tudi pri ljudeh, bi lahko novo odkritje predstavljalo pomemben korak k bolj ciljno usmerjenemu zdravljenju motenj spanja in bolezni, pri katerih so porušeni hormonsko ravnovesje, presnova ter delovanje možganov. Hkrati raziskava znova potrjuje, da kakovosten spanec ni le prijetna navada, temveč eden ključnih temeljev dolgoročnega telesnega in duševnega zdravja.
Novinar
