Энергия мозга. Теория развития всех психических заболеваний, объясняющая их общую причину - Кристофер М. Палмер

он помогает сохранить энергию. Сон позволяет направлять метаболические ресурсы на функции роста, поддержания и восстановления.

Когда безопасность человека находится под угрозой, сон должен подождать. Отдых и восстановление никогда не будут важнее выживания. Причем это касается не только физического выживания, но и социального статуса. Все, что может вызвать у нас беспокойство, включая большинство психологических и социальных факторов стресса, может привести к нарушению сна. Это нормальное явление, а не расстройство.

Все проблемы со сном можно разделить на три группы: избыток, недостаток или плохое качество сна. Любая из них может привести к нарушению обмена веществ и вылиться в обострение всех психических и метаболических расстройств. Так, нехватка сна может усугубить симптомы депрессии, мании, тревоги, деменции, СДВГ, шизофрении и наркологических расстройств. Кроме того, недостаток сна может привести к обострению метаболических расстройств. У больных диабетом возможно повышение уровня сахара в крови. У людей с ожирением – прибавка в весе. У тех, кто перенес сердечный приступ, он может повториться. Все это примеры усугубления существующих заболеваний из-за проблем со сном. Между тем нарушения сна также могут быть факторами, способствующими развитию таких расстройств. Было проведено множество исследований, в ходе которых нормальных, здоровых людей подвергали депривации сна. Экстремальная депривация сна может привести к депрессии, тревоге, когнитивным нарушениям, мании и психозу. Генетические исследования выявили связь между генами, отвечающими за работу внутренних часов, и аутизмом, биполярным расстройством, шизофренией, депрессией, тревогой и наркологическими расстройствами (1).

Долгосрочные исследования людей, не получающих достаточного количества сна, показали, что у них чаще развиваются все известные метаболические расстройства. Кроме того, недосып может привести к развитию или обострению эпилепсии или болезни Альцгеймера.

Сон находится в цикле обратной связи с психическими и метаболическими расстройствами. Они сами по себе могут привести к нарушению сна, что впоследствии способно вызывать их обострение. Хорошо известно, что проблемы со сном являются распространенным симптомом большинства психических расстройств. Менее известно, что подобные проблемы также чаще встречаются у людей с ожирением, диабетом, сердечно-сосудистыми заболеваниями, болезнью Альцгеймера и эпилепсией.

Существует множество различных типов нарушений сна, включая обструктивное апноэ во сне, когда ночью дыхательные пути перекрываются и люди на какое-то время перестают дышать, а также синдром беспокойных ног, когда люди не могут перестать двигать ногами по ночам. Между тем самым распространенным нарушением является обычная бессонница.

Таким образом, мы видим сильную двунаправленную связь между нарушениями сна, психическими и метаболическими расстройствами. Известно, что проблемы со сном приводят к стрессовой реакции и повышению уровня воспаления. Я уже говорил о том, как это может повлиять на психические и метаболические расстройства, но это еще не все. В нашем распоряжении имеются данные, указывающие на наличие цикла обратной связи между митохондриями, сном и циркадными ритмами.

Сон и циркадные ритмы влияют на функцию митохондрий

Работа митохондрий синхронизирована с нашими циркадными ритмами. Выработка энергии снижается ночью, чтобы мы могли выспаться. Днем она снова возрастает, предоставляя нам возможность заниматься своими делами.

Исследователи выявили особый белок DRP1, который играет центральную роль в слиянии митохондрий и производстве АТФ (2). Циркадные часы контролируют этот белок, который, в свою очередь, синхронизирует работу митохондрий с нашим суточным ритмом. Любопытно, что DRP1 необходим для обратной связи с циркадными часами. В таком случае, возможно, митохондрии способны влиять на сами часы через этот механизм обратной связи.

В другом исследовании на мышах изучалось воздействие сна на функцию митохондрий в четырех различных областях мозга. Было обнаружено, что у мышей, подверженных депривации сна, происходило нарушение митохондриальной функции во всех четырех областях мозга, но особенно в гипоталамусе – отделе, который, как известно, регулирует обмен веществ и многие гормоны, такие как кортизол (3).

Гормоны также играют свою роль во сне и митохондриальной функции. Аномальные уровни кортизола в течение ночи могут быть вызваны проблемами со сном. Они же могут повлиять на работу мозга и привести к когнитивным нарушениям (4). Мелатонин, уровень которого повышается ночью и снижается утром, напрямую стимулирует митофагию. Было продемонстрировано, что недостаток мелатонининдуцированной митофагии связан с когнитивными нарушениями у мышей (5). Следовательно, проблемы со сном приводят к митохондриальной дисфункции, которая, в свою очередь, способствует когнитивным нарушениям, влекущих развитие болезни Альцгеймера. Эта гипотеза была подтверждена другой исследовательской группой, которая девять месяцев подвергала мышей депривации сна, а затем изучила их митохондриальную функцию и отложения бета-амилоида. Как и следовало ожидать, у мышей, которым не давали высыпаться, наблюдались повышенные уровни митохондриальной дисфункции и бета-амилоидных бляшек, по сравнению с контрольной группой (6). Это исследование помогает нам понять, почему хронической недосып является известным фактором риска развития болезни Альцгеймера.

Еще один пример – помните NAD? Этот метаболический кофермент контролируется циркадными часами и напрямую влияет на активность митохондрий, стимулируя производство АТФ (7). Таким образом, если у вас нарушен циркадный ритм, то будут проблемы с выработкой NAD, что, в свою очередь, приведет к нарушению митохондриальной функции и проблемам с психическим и метаболическим здоровьем.

Митохондрии играют роль в контроле режима сна

В регуляции сна участвует множество нейронов и нейромедиаторов, однако многие аспекты этого процесса остаются не изученными.

Тем не менее последние исследования явно указывают по крайней мере на одну прямую роль митохондрий. В статье, опубликованной в журнале Nature в 2019 году, рассматривались нейроны, которые, как известно, вызывают сон у плодовой мушки, чтобы определить, что заставляет их включаться и выключаться. Другими словами, что заставляет этих мух засыпать? Исследователи обнаружили, что это митохондрии. Уровень РФК в этих органеллах был напрямую связан со специфическими рецепторами, вызывающими сон. Исследователи резюмировали важность этого открытия: «Энергообмен, окислительный стресс и сон – три процесса, которые независимо друг от друга влияют на продолжительность жизни, старение и дегенеративные заболевания, что автоматически связывает их между собой» (8). Что эти исследователи оставили без внимания, так это психические расстройства, которые также связаны со всем перечисленным.

Другая группа ученых рассматривала плодовых мушек с дефектами митохондрий и обнаружила, что у них тоже нарушены циркадные ритмы и режим сна – это еще больше подчеркивает важную роль митохондрий (9). Исследование на людях с митохондриальными дефектами показало, что почти у 50 % из них наблюдались нарушения