Совместный проект российского общества сомнологов и научно-практического центра «Интеллект»
под руководством д.м.н., профессора Захарова В.В.
Онлайн академия по инсомнии
Практикум для врача по инсомнии — 360°
Нарушение сна
как междисциплинарная проблема
Открыт нервный путь, играющий решающую роль в цикле «сон-бодрствование»

Автор: Денис Банный

Сон и бодрствование у людей и млекопитающих регулируют несколько популяций нейронов. Традиционно считают, что преоптическая область служит центром сна, а задний гипоталамус – бодрствования [1]. Недавние исследования позволили определить новые области мозга и нейроны, участвующие в регуляции этого цикла. Например, нейроны, экспрессирующие аденозин A2A в прилежащем ядре и ГАМК-ергические нейроны в медуллярной парафасциальной зоне ствола головного мозга и в вентральной тегментальной области отвечают за регуляцию сна с медленными движениями глаз [1, 2].

Преоптическая область содержит не только нейроны, способствующие сну, но и нейроны, способствующие бодрствованию [3], например, норадренергические нейроны в голубом пятне, серотонинергические нейроны в дорсальном шве и гистаминергические нейроны в туберомаммиллярном ядре [4]. Считается, что ключевую роль в поддержании бодрствования играют нейроны орексина/гипокретина в боковом гипоталамусе [5, 6]. Однако до сих пор остается неясным, какие именно нейронные пути имеют решающее значение для циркадной регуляции сна и бодрствования.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, ученые из Университета Нагоя в Японии (Nagoya University) обнаружили [7], что нейроны супрахиазматического ядра отрицательно регулируют активность нейронов фактора высвобождения кортикотропин-рилизинг фактора (КРФ) в паравентрикулярном ядре гипоталамуса; в свою очередь, КРФ положительно регулируют нейроны орексина, которые способствуют бодрствованию. Авторы исследования считают, что именно этот нервный путь играет главную роль для суточной регуляции сна и бодрствования у млекопитающих.

Чрезмерная активность КРФ (кортиколиберина), наблюдается, когда человек или животное находится в состоянии стресса, что может способствовать развитию инсомнии и прочих нарушений сна. Так, ученые изучили, как активация нейронов КРФ влияет на сон и бодрствование у мышей.

Было доказано, что при активации нейронов КРФ животные не могли заснуть и энергично двигались, свидетельствуя о том, что их бодрствование усиливалось. Исследователи также обнаружили, что нейроны КРФ оставались активными, когда мыши бодрствовали, а при подавлении активности нейронов бодрствование и двигательная активность животных также снижались.

Результаты исследования показали, что ГАМК-ергические нейроны в супрахиазматическом ядре играют важную роль в регулировании активности нейронов КРФ, и что активация нейронов КРФ стимулирует орексинные нейроны в латеральном гипоталамусе, что приводит к усилению бодрствования.

Таким образом, авторы исследования сделали вывод, что ГАМК-ергические нейроны в супрахиазматическом ядре контролируют активность нейронов КРФ, которая в конечном итоге влияет на регуляцию цикла сна-бодрствования.

Ученые надеются, что их открытие внесет вклад в разработку новых методов лечения инсомнии и других нарушений сна, вызванных стрессом или нарушением циркадного ритма.

Cписок источников:

  • 1. Y. Oishi, Q. Xu, L. Wang et al. Slow-wave sleep is controlled by a subset of nucleus accumbens core neurons in mice. Nat. Commun. 8, 734 (2017).
  • 2. X. Yu, W. Li, Y. Ma et al. GABA and glutamate neurons in the VTA regulate sleep and wakefulness. Nat. Neurosci. 22, 106–119(2019).
  • 3. S. Chung, F. Weber, P. Zhong et al. Identification of preoptic sleep neurons using retrograde labelling and gene profiling. Nature 545,477–481 (2017).
  • 4. C. B. Saper, T. E. Scammell, J. Lu. Hypothalamic regulation of sleep and circadian rhythms. Nature. 437, 1257–1263 (2005).
  • 5. R. K. Leak, R. Y. Moore. Topographic organization of suprachiasmatic nucleus projection neurons.J. Comp. Neurol. 433, 312–334 (2001).
  • 6. A. G. Watts, L. W. Swanson. Efferent projections of the suprachiasmatic nucleus: II. Studies using retrograde transport of fluorescent dyes and simultaneous peptide immunohistochemistry in the rat.J. Comp. Neurol. 258, 230–252 (1987).
  • 7. https://advances.sciencemag.org/content/6/45/eabd0384 (актуализация на 4.12.2020)