Senest.dk Redaktion
Et hidtil ukendt hjernekredsløb forklarer, hvorfor dyb søvn er afgørende for muskler, fedtforbrænding og kognition.
Forskere fra University of California, Berkeley har kortlagt det neurale system, der styrer udskillelsen af væksthormon under søvn hos pattedyr. Opdagelsen er offentliggjort i tidsskriftet Cell og afslører en fintunet tilbagekoblingsmekanisme dybt i hypothalamus, som balancerer søvn og hormonproduktion.
Studiet, med postdoc Xinlu Ding som førsteforfatter, viser hvordan to typer hypothalamiske neuroner styrer hormonet forskelligt i forskellige søvnstadier. De såkaldte GHRH-neuroner, altså nerveceller der frigiver væksthormon-frigørende hormon, sætter gang i udskillelsen. Somatostatin-neuronerne bremser den.
Væksthormon bygger muskler og knogler, nedbryder fedtvæv og påvirker både stofskifte og hjernens funktion. Hos voksne er hormonet centralt for metabolisk sundhed, ikke kun for vækst i barndommen.
En kontakt mellem REM og dyb søvn
Forskerne brugte optogenetik og direkte registrering af neural aktivitet hos mus til at følge, hvad der sker i hjernen mellem søvnstadier. “Vi optager direkte neural aktivitet hos musene for at se, hvad der foregår,” siger Ding i pressemeddelelsen fra UC Berkeley.
Under REM-søvn stiger både GHRH og somatostatin, hvilket samlet skubber niveauet af væksthormon op. Under non-REM-søvn falder somatostatin, mens GHRH kun stiger moderat, og resultatet er igen øget hormonproduktion. Forskellige stadier af søvnen driver altså samme proces ad forskellige veje.
Hormonet vækker hjernen igen
Det mest overraskende fund er, at det udskilte væksthormon virker tilbage på hjernen ved at aktivere noradrenerge neuroner i locus coeruleus, et område i hjernestammen som fremmer vågenhed.
“Søvn driver udskillelsen af væksthormon, og væksthormonet virker tilbage og regulerer vågenheden,” forklarer postdoc Daniel Silverman, der er medforfatter på studiet. Mekanismen er en negativ tilbagekobling: jo længere man sover, jo mere væksthormon udskilles, og hormonet trækker så hjernen mod opvågning.
Silverman beskriver balancen som tæt afstemt: “Det tyder på, at søvn og væksthormon udgør et tæt afbalanceret system: For lidt søvn reducerer udskillelsen af væksthormon, og for meget væksthormon kan til gengæld skubbe hjernen mod vågenhed.”
Vej til nye behandlinger
Resultaterne kan på sigt give nye behandlingsmuligheder for søvnforstyrrelser, der ofte optræder sammen med stofskiftesygdomme som diabetes og fedme. Også neurodegenerative lidelser som Parkinsons og Alzheimers er forbundet med forstyrret søvn og ændrede hormonniveauer.
“Vi leverer et grundkredsløb, som man fremover kan arbejde videre på for at udvikle forskellige behandlinger,” siger Ding.
Studiet er finansieret af Howard Hughes Medical Institute og udført i laboratoriet hos Yang Dan, professor i neuroscience og molekylær- og cellebiologi ved Berkeley. Forsøgene blev udført på mus, og resultaterne skal eftervises i andre modeller, før de kan overføres til mennesker.
