Почему для улучшения сна рекомендуют мелатонин и как мелатонин регулирует циркадный цикл?
Почему для улучшения сна рекомендуют мелатонин и как мелатонин регулирует циркадный цикл?
Главным «дирижёром» перехода нашего организма от активности ко сну является гормон МЕЛАТОНИН. Нуклеозид аденозин вызывает торможение нервной системы и сонливость, но об этом Вы можете узнать подробнее в разделе «Как действует аденозин и почему кофе и чай дают нам бодрость?». Мелатонин синтезируется у нас с в организме в эпифизе или «шишковидном теле» — эндокринной железе головного мозга, которая получила свое название из-за сходства по форме с сосновой шишкой. Эпифиз соединяется с клетками сетчатки глаза через специальную структуру нервной системы (ретиногипоталамический путь), которая начинается в ганглиозных клетках сетчатках глаза, проходит через гипоталамус (супрахиазматическое ядро (СХЯ) гипоталамуса), который соединяется с эпифизом. Синтезированный в эпифизе мелатонин поступает в кровь и спинномозговую жидкость — ликвор, пройдя через которую, накапливается в гипоталамусе.
При влиянии синего спектра света на сетчатку нашего глаза сигнал передается в структуру гипоталамуса (в супрахиазматическое ядро), которая блокирует синтез и выделение мелатонина в эпифизе. И мы остаемся в активном состоянии в течение дня. Поэтому вечером специалисты не рекомендуют смотреть в экраны телевизора, компьютера или телефона, если там нет специального режима, блокирующего синий спектр светового потока, так как это может блокировать синтез и выделение мелатонина вечером или ночью и вызывать бессонницу.
Начиная с сумерек интенсивность света уменьшается, сигнал ослабевает, блок эпифиза снимается и начинается синтез и выделение мелатонина, который и запускает переключение организма из активного состояния в состояние сна.
Как регулируется синтез и выделение мелатонина в организме теперь понятно, но остается непонятным каким образом мелатонин запускает переключение с активности на сон и почему мелатонин так популярен и помогает людям обрести здоровый сон?
Способность мелатонина переключать организм из стадии активного бодрствования в стадию сна циркадного ритма основана на действии мелатонина на определенные структуры гипоталамуса.
Гипоталамус — это структура головного мозга, которая регулирует нейроэндокринную деятельность мозга и управляет процессами жизнедеятельности организма. В частности, гипоталамус играет ключевую роль в управлении циклом «бодрствование – сон».
У нейронов гипоталамуса есть рецепторы, на которые действует мелатонин, и через которые мелатонин ингибирует действие структур, которые отвечают за активность, бодрствование и таким образом поддерживает функции других структур гипоталамуса, которые отвечают за сон. Рецепторы мелатонина М1 стимулируют амплитуду или силу проявления циркадного ритма, а рецепторы мелатонина М2 отвечают за поддержания смены фаз «бодрствование – сон».
Помимо мелатонина, участие в регулировании смены фаз «бодрствование – сон» принимает также природное вещество — нуклеозид аденозин, который образуется при расщеплении и высвобождении энергии из универсального запасника энергии — молекул Аденозин Трифосфата – АТФ. Аденозин, связываясь со специальными рецепторами на нейронах тормозит активность нейронов, поддерживающих бодрствование, и активирует нейроны поддерживающих сон, и тогда мы начинаем чувствовать сонливость.
Какие же структуры есть в гипоталамусе и как они влияют на сон и бодрствование? На сегодня установлено, что есть 3 таких структуры, из которых 2 – отвечают за стимуляцию активного бодрствования и 1 – отвечает за стимуляцию медленного сна.
Нейронную структуру гипоталамуса 1- называют «Нейронная Система Гипокретина» или «Нейронная Система Орексина». Орексин и гипокретин – это сходные нейромедиаторы, которые синтезируются небольшой группой нейронов латерального гипоталамуса и связанных со всеми отделами головного мозга. Нейронная Система Орексина стимулирует активное состояние бодрствования НАПРЯМУЮ, посылая возбуждающие сигналы нейронам коры головного мозга и таламуса. Помимо этого, Нейронная Система Орексина стимулирует активное состояние бодрствования ОПОСРЕДОВАННО, активируя структуру гипоталамуса 2 – Моноаминовые Нейронные Ядра, которая также стимулирует активное бодрствование, и ингибируя нейронную структуру гипоталамуса 3 – Ядро Медленного Сна (Вентролатеральное Ядро Преоптической Области), которое стимулирует «медленный сон». На стадии сна Нейронная Система Орексина ингибируется нейронной структурой гипоталамуса 3 – Ядром Медленного Сна.
Нейронную структуру гипоталамуса 2- называют «Нейронная Система Моноаминового Ядра» или «Нейронная Система Гистамина». Моноаминовые ядра — это группы клеток гипоталамуса, которые в основном используют моноаминовые нейромодуляторы для связи. Моноаминовые нейроны участвуют в управлении нашими эмоциями, настроением, бодрствовании и пробуждении, и памяти. К моноаминовой группе относятся такие важные нейромодуляторы, как: гистамин, адреналин, норадреналин, дофамин, серотонин. Нейронная Система Гистамина поддерживает бодрствование НАПРЯМУЮ, активируя гистаминовые нейроны и другие нейроны, поддерживающие возбуждение в синапсах за пределами гипоталамуса через нейромедиаторы ацетилхолин, дофамин, серотонин, норэпинефрин. Кроме того, Нейронная Система Гистамина поддерживает бодрствование ОПОСРЕДОВАННО, ингибируя активность нейронов Ядра Медленного Сна (за счет действия нейромедиаторов ацетилхолин, норадреналин, дофамин, серотонин) и нейронов, поддерживающих быстрый сон (за счет действия нейромедиаторов серотонин и норэпинефрин). Во время сна, при высоких уровнях мелатонина, активность нейронов Системы Гистамина ингибируется нейронами Ядра Медленного Сна. Именно поэтому антигистаминны вызывают сонливость. Именно за счет блокады рецепторов гистамина в Нейронной Системе Гистамина такие лекарства, как доксиламин, лоратадин, супрастин, цетиризин, циннаризин, и многие другие не только противодействуют развитию аллергии, но и вызывают сонливость.
Нейронную структуру гипоталамуса 3- называют «Нейронное Ядро Медленного Сна» (более научно – «Вентролатеральное Ядро Преоптической Области»), представляет собой небольшой участок нейронов в переднем ядре гипоталамуса. Это один из основных центров сна головного мозга. Нейроны «Ядра Медленного Сна» активны во время сна, особенно во время «медленного сна», и выделяют тормозные нейромедиаторы, в основном гамма-аминомасляную кислоту — ГАМК и галанин, которые ингибируют нейронные центры бодрствования – «Нейронную Система Орексина» (№1) и «Нейронную Систему Моноаминового Ядра» (№2). «Ядро Медленного Сна» (№3) активируется аденозином во время стадии сна, и ингибируется нейромедиаторами ацетилхолин, норадреналин, дофамин, серотонин из «Нейронной Системы Моноаминового Ядра» (№2) во время стадии активного бодрствования.
Таким образом мелатонин и аденозин выступают в роли «переключателя» стадии «активное бодрствование» в стадию «сон» за счет включения активности нейронной структуры гипоталамуса №3 — «Ядро Медленного Сна», которое ингибирует активность нейронов коры головного мозга и нейронов структур активности – №1 — «Нейронную Система Орексина» (№1) и «Нейронную Систему Моноаминового Ядра» (№2). При этом аденозин не только активирует нейроны «Ядро Медленного Сна», вызывая сон, но и ингибирует активность нейронов нейронных центров активного бодрствования, вызывая сонливость. Поэтому при бессоннице или в случае некачественного сна, когда аденозин не был удален из головного мозга в полном объеме, мы испытываем сонливость и чувство «тяжелой головы», когда мы никак не можем полностью «проснуться».
- Легкое засыпание;
- Низкий риск ночных пробуждений;
- Хорошее качество сна с сохранением физиологических природных фаз;
- Пробуждение с ясным сознанием;
- Уменьшение дневной сонливости, повышение дневной активности и работоспособности;
