What happens in the body during deep sleep: the connection between the brain, muscles and fat

Somnul profund nu servește doar la odihnă. În această fază a nopții, creierul pune în mișcare un mecanism hormonal esențial pentru refacerea organismului, dezvoltarea musculaturii, sănătatea oaselor și metabolismul grăsimilor. Concluzia aparține unei cercetări realizate de oamenii de știință de la University of California, Berkeley, citată de Science Daily.

Echipa de cercetători a identificat circuitul cerebral responsabil de eliberarea hormonului de creștere în timpul somnului și a descoperit totodată un mecanism de feedback prin care acest hormon influențează, la rândul lui, starea de veghe. Rezultatele oferă o explicație pentru legătura deja cunoscută dintre somnul insuficient, dereglările metabolice și problemele de sănătate.

De ce contează hormonul de creștere și la vârsta adultă

Deși este asociat în general cu dezvoltarea copiilor și adolescenților, hormonul de creștere continuă să aibă un rol important și după ce organismul ajunge la maturitate. La adulți, el contribuie la menținerea masei musculare și osoase și participă la reglarea felului în care organismul folosește grăsimile și glucoza.

„Hormonul de creștere nu numai că ajută la dezvoltarea mușchilor și oaselor și la reducerea țesutului adipos, dar poate avea și beneficii cognitive”, a explicat Xinlu Ding, unul dintre autorii studiului de la UC Berkeley.

Era deja cunoscut faptul că somnul favorizează secreția acestui hormon și că privarea de somn îi poate reduce producția. Ceea ce nu se știa era care sunt circuitele cerebrale care coordonează exact acest proces.

Mecanismul descoperit în hipotalamus

Cercetătorii s-au concentrat pe hipotalamus, o regiune situată în profunzimea creierului, implicată în reglarea somnului, a foamei, a temperaturii corpului și a secreției hormonale. Au analizat mai multe tipuri de neuroni care controlează eliberarea hormonului de creștere.

Un rol central îl are GHRH (hormonul de eliberare a hormonului de creștere), care stimulează producerea acestuia, în timp ce somatostatina acționează în sens opus, inhibându-i secreția. Studiul arată că aceste două sisteme funcționează diferit în timpul somnului REM față de somnul non-REM, iar acțiunea lor coordonată este cea care determină cantitatea de hormon de creștere eliberată în sânge.

O relație în ambele sensuri, între somn și hormon

Cercetarea arată că legătura nu funcționează într-o singură direcție: somnul stimulează secreția hormonului de creștere, dar hormonul trimite la rândul lui semnale înapoi către creier.

Un rol important în acest proces îl are locus coeruleus, o regiune a trunchiului cerebral implicată în starea de alertă, atenție și procesele cognitive. Pe măsură ce hormonul de creștere se acumulează pe parcursul somnului, el stimulează activitatea acestei regiuni și poate contribui la trecerea organismului spre starea de veghe.

Astfel, autorii descriu un sistem atent echilibrat între somn, secreția hormonală și trezire. „Prea puțin somn reduce eliberarea hormonului de creștere, iar prea mult hormon de creștere poate, la rândul său, să împingă creierul către starea de veghe”, a explicat Daniel Silverman, coautor al studiului.

Legătura cu arderea grăsimilor

Pentru că hormonul de creștere influențează modul în care organismul metabolizează grăsimile și glucoza, dereglarea secreției sale din cauza lipsei de somn ar putea fi unul dintre mecanismele care explică legătura dintre somnul insuficient și riscul crescut de obezitate, diabet și boli cardiovasculare.

Cercetătorii precizează însă clar că acest lucru nu înseamnă că dormitul mai mult determină automat slăbirea. Studiul descrie un mecanism biologic prin care somnul afectează metabolismul și utilizarea țesutului adipos, dar nu demonstrează că somnul profund poate înlocui alimentația echilibrată sau activitatea fizică în controlul greutății.

Studiul a fost realizat pe șoareci

O limitare importantă a cercetării este faptul că experimentele s-au făcut pe șoareci. Cercetătorii au implantat electrozi pentru a înregistra activitatea cerebrală și au stimulat cu ajutorul luminii anumite tipuri de neuroni din hipotalamus, urmărind cum se modifică secreția hormonală de-a lungul ciclurilor de somn și veghe.

Pentru că șoarecii au un model de somn diferit de al oamenilor — dorm în episoade scurte, atât ziua cât și noaptea — rezultatele nu pot fi transpuse direct la oameni. Totuși, mecanismele de bază ale hipotalamusului sunt conservate la mamifere, iar cercetătorii consideră că descoperirea oferă o hartă biologică utilă pentru studiile viitoare.

Posibile implicații pentru diabet, Alzheimer și Parkinson

Înțelegerea circuitului care controlează hormonul de creștere ar putea avea, în viitor, și aplicații terapeutice. Cercetătorii spun că mecanismul identificat ar putea deschide noi direcții pentru tratamente destinate persoanelor cu tulburări de somn asociate afecțiunilor metabolice, inclusiv diabetului.

De asemenea, întrucât locus coeruleus — regiunea cerebrală asupra căreia acționează hormonul de creștere — este implicată în mai multe afecțiuni neurologice și psihiatrice, autorii consideră că o mai bună înțelegere a acestui sistem ar putea deveni relevantă și pentru cercetarea bolilor neurodegenerative precum Alzheimer și Parkinson. Deocamdată este vorba despre o posibilă direcție de cercetare, nu despre un tratament disponibil.