Учёные описали мозговой механизм сна, который связан с ростом мышц, обменом веществ и утренней бодростью

Глубокий сон, как выясняется, — это не просто «перезагрузка». В это время мозг буквально управляет выбросом гормона роста, который помогает наращивать мышечную массу, поддерживать костную ткань, влиять на жировой обмен и, возможно, даже на уровень бодрствования после пробуждения. Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли (University of California, Berkeley) описали нейронную цепь, которая регулирует выброс гормона роста во сне, и обнаружили петлю обратной связи между этим гормоном и системой бодрствования мозга. Работа опубликована в журнале «Cell».

Почему сон оказался важнее, чем казалось

Связь между сном и гормоном роста известна давно: уровень этого гормона повышается именно в периоды сна, особенно когда преобладают определённые его стадии. Но до сих пор оставалось не до конца понятно, какие именно нейронные механизмы запускают этот процесс и почему дефицит сна так заметно отражается на обмене веществ, физическом восстановлении и росте. Авторы новой работы сосредоточились на гипоталамусе — древней области мозга, которая участвует в регуляции сна, гормонов и энергетического баланса.

Методы исследования

Исследование провели на мышах. Учёные напрямую регистрировали активность нейронов во время сна и бодрствования, используя электроды, а также точечно воздействовали на клетки светом, чтобы понять, какие структуры запускают или, наоборот, тормозят выброс гормона роста. Такой подход позволил проследить, как меняется работа нейронных контуров в разные фазы сна — REM и non-REM. Это важный момент: речь идёт не о наблюдении только по анализам крови, а о прямой записи активности мозга.

Какие клетки управляют выбросом гормона роста

В центре этой системы оказались две группы гипоталамических нейронов. Одни вырабатывают гормон, высвобождающий гормон роста — GHRH, и стимулируют выброс GH. Другие продуцируют соматостатин, который этот выброс подавляет. Исследование показало, что их активность зависит от стадии сна и меняется не одинаково. Во время REM-сна активность обеих систем возрастает, что сопровождается подъёмом секреции гормона роста. Во время non-REM-сна уровень соматостатина снижается, а активность GHRH-нейронов остаётся повышенной, что тоже поддерживает выброс GH, но уже по другой схеме.

Неожиданная обратная связь с системой бодрствования

На этом история не закончилась. Исследователи обнаружили, что гормон роста не просто выделяется во сне, а затем «делает своё дело» на периферии. Он, как оказалось, влияет и на locus coeruleus — область ствола мозга, связанную с вниманием, бодрствованием и когнитивной активацией. По мере сна уровень гормона роста постепенно увеличивается и начинает подталкивать мозг к пробуждению. Но механизм получился не линейный: при чрезмерной активации этой системы может, напротив, запускаться сонливость. Получается тонкий баланс, почти качели — слишком мало сна уменьшает выброс гормона роста, а слишком сильный гормональный сигнал способен сам вмешаться в архитектуру бодрствования.

Что это может значить для медицины

Авторы считают, что открытая цепь может со временем стать мишенью для новых подходов к лечению нарушений сна и состояний, связанных с метаболическими сбоями. В материале для прессы отдельно упоминаются диабет, ожирение, сердечно-сосудистые заболевания, а также неврологические расстройства, при которых страдает locus coeruleus, включая болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера. При этом важно держать рамку: исследование фундаментальное, выполнено на животных, и до прямых клинических решений для людей здесь ещё довольно длинная дистанция. Но направление, мягко говоря, интересное.

Комментарии авторов

Первый автор работы Синьлу Дин (Xinlu Ding), научный сотрудник кафедры нейронаук Калифорнийского университета в Беркли (University of California, Berkeley), отметил, что раньше связь между сном и гормоном роста в основном оценивали по забору крови во время сна, тогда как в этой работе исследователи напрямую регистрировали нейронную активность и фактически картировали саму цепь. Соавтор исследования Дэниел Сильверман (Daniel Silverman) добавил, что в перспективе понимание этой нейронной системы может подсказать новые гормональные и, возможно, клеточно-таргетные стратегии для коррекции нарушений сна и восстановления баланса гормона роста.

Заключение

Новая работа показывает, что глубокий сон связан с гормоном роста куда теснее, чем это представлялось раньше. Мозг не просто «разрешает» гормону выделяться ночью, а управляет этим процессом через конкретную нейронную сеть и одновременно получает от него обратный сигнал, влияющий на переход к бодрствованию. Отсюда и практический вывод, пусть пока осторожный: плохой сон может ударять не только по самочувствию, но и по обмену веществ, восстановлению тканей и, вероятно, по когнитивной готовности утром. Не образно — вполне биологически.

Авторы другого исследования ранее показали, что даже сравнительно небольшая потеря сна у подростков может иметь ощутимые последствия для здоровья и развития.

Литература

Ding X, Silverman D, et al. Neuroendocrine circuit for sleep-dependent growth hormone release. Cell. 2025; published online June 24, 2025. doi:10.1016/j.cell.2025.05.039.