Większość osób, które kiedykolwiek pracowały przez całą noc, zna to uczucie „wyczerpania i nadpobudliwości”. Chociaż ciało jest bardzo zmęczone, mózg odczuwa euforię, oszołomienie i prawie zawroty głowy. Neurobiolodzy z Northwestern University jako pierwsi odkryli, co powoduje ten efekt. W badaniu naukowcy wywołali łagodny, ostry brak snu u myszy, a następnie zbadali ich zachowanie i aktywność mózgu. Podczas fazy ostrej deprywacji snu nie tylko wzrosło uwalnianie dopaminy, ale także plastyczność synaptyczna – dosłownie przeprogramowując mózg, aby utrzymać żywiołowy nastrój przez kilka następnych dni.

Objawy niedoboru snu

Odkrycia te mogą pomóc naukowcom lepiej zrozumieć, w jaki sposób stany nastroju zmieniają się naturalnie. Mogą również prowadzić do bardziej kompleksowego zrozumienia, w jaki sposób działają szybko działające leki przeciwdepresyjne (takie jak ketamina) i pomóc naukowcom zidentyfikować nieznane wcześniej cele dla nowych leków przeciwdepresyjnych. Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Neuron. Mingzheng Wu, doktor habilitowany na Northwestern University, jest pierwszym autorem badania, a profesor Yevgenia Kozorovitskiy jest autorem korespondencyjnym.

„Przewlekła deprywacja snu jest dobrze zbadana, a jej konsekwentnie szkodliwe skutki są dobrze udokumentowane” – powiedział Kozorovitskiy. „Jednak krótkotrwała deprywacja snu – na przykład, gdy student uczy się przez całą noc przed egzaminem – jest mniej zbadana. Odkryliśmy, że brak snu ma silne działanie przeciwdepresyjne i zmienia mózg. Jest to ważne wskazanie, w jaki sposób nasze codzienne czynności, takie jak nieprzespana noc, mogą zasadniczo zmienić mózg w ciągu kilku godzin”. Kozorovitskiy jest ekspertem w dziedzinie neuroplastyczności i profesorem nadzwyczajnym neurobiologii oraz profesorem Irvinga M. Klotza na Northwestern University’s Weinberg College of Arts and Sciences.

Nowy eksperyment

Naukowcy od dawna wiedzą, że ostre zaburzenia snu są związane ze zmienionymi stanami psychicznymi i zachowaniami. Zmiany snu i rytmu okołodobowego u pacjentów mogą na przykład wywoływać manię lub czasami odwracać epizody depresyjne. „Co ciekawe, zmiany nastroju po ostrej deprywacji snu są tak samo realne dla zdrowych osób, jak dla mnie i wielu innych” – powiedział Wu. Jednak dokładne mechanizmy w mózgu, które prowadzą do tych efektów, są nadal słabo poznane.

Aby zbadać te mechanizmy, Kozorovitskiy i jej zespół opracowali nowy eksperyment polegający na wywołaniu ostrej deprywacji snu u myszy, które nie miały genetycznych predyspozycji do zaburzeń nastroju u ludzi. Konfiguracja eksperymentalna musiała być na tyle delikatna, aby nie powodować znacznego stresu u zwierząt, ale na tyle niewygodna, aby uniemożliwić im zaśnięcie. Po nieprzespanej nocy zachowanie zwierząt zmieniło się i stały się one bardziej agresywne, nadpobudliwe i hiperseksualne w porównaniu do zwierząt kontrolnych, które miały normalny sen.

Korzystając z optycznych i genetycznie zakodowanych instrumentów, naukowcy zmierzyli aktywność neuronów dopaminowych, które są odpowiedzialne za reakcję mózgu na nagrodę. Odkryli, że aktywność była wyższa u zwierząt podczas krótkiej fazy deprywacji snu. Naukowcy byli ciekawi, które konkretne regiony mózgu były odpowiedzialne za zmiany behawioralne i chcieli wiedzieć, czy był to duży, transmitowany sygnał, który wpływał na cały mózg, czy też było to coś bardziej specyficznego.

Zwiększona neuroplastyczność

Kozorovitskiy i jej zespół zbadali cztery obszary mózgu odpowiedzialne za uwalnianie dopaminy: korę przedczołową, jądro półleżące, podwzgórze i prążkowie grzbietowe. Po monitorowaniu tych obszarów pod kątem uwalniania dopaminy po ostrym braku snu, naukowcy odkryli, że trzy z czterech obszarów (kora przedczołowa, jądro półleżące i podwzgórze) były zaangażowane. Zespół chciał jednak jeszcze bardziej zawęzić wyniki i dlatego systematycznie blokował odpowiedzi dopaminy. Efekt przeciwdepresyjny zniknął tylko wtedy, gdy naukowcy zablokowali odpowiedź dopaminy w przyśrodkowej korze przedczołowej. W przeciwieństwie do tego, jądro półleżące i podwzgórze wydawały się być najbardziej zaangażowane w nadpobudliwe zachowanie, ale były mniej związane z efektem przeciwdepresyjnym.

Efekt przeciwdepresyjny utrzymywał się, dopóki nie stłumiliśmy dopaminy w korze przedczołowej. Oznacza to, że kora przedczołowa jest klinicznie istotnym obszarem w poszukiwaniu celów terapeutycznych. Potwierdza to również koncepcję, która niedawno pojawiła się w tej dziedzinie: neurony dopaminowe odgrywają bardzo ważne, ale bardzo różne role w mózgu. Nie są one tylko monolityczną populacją, która po prostu przewiduje nagrody.

Podczas gdy większość zachowań (takich jak nadpobudliwość i zwiększona seksualność) zniknęła w ciągu kilku godzin od ostrej deprywacji snu, efekt przeciwdepresyjny utrzymywał się przez kilka dni. Sugerowało to, że plastyczność synaptyczna w korze przedczołowej mogła zostać zwiększona. Kiedy Kozorovitskiy i jej zespół zbadali poszczególne neurony, odkryli właśnie to. Neurony w korze przedczołowej tworzyły maleńkie wyrostki zwane kolcami dendrytycznymi, wysoce plastyczne struktury, które zmieniają się w odpowiedzi na aktywność mózgu. Kiedy naukowcy użyli genetycznie zakodowanego narzędzia do rozbicia synaps, efekt przeciwdepresyjny został odwrócony.

Rozwój w celu odstraszania drapieżników?

Chociaż naukowcy nie rozumieją jeszcze w pełni, dlaczego brak snu powoduje ten efekt w mózgu, Kozorovitskiy podejrzewa, że jest to związane z ewolucją. „Oczywiste jest, że ostry brak snu w jakiś sposób aktywuje organizm” – powiedział Kozorovitskiy. „Można sobie wyobrazić pewne sytuacje, w których zagraża drapieżnik lub inne niebezpieczeństwo i potrzebne jest połączenie stosunkowo wysokiej wydajności i zdolności do opóźniania snu. Myślę, że tak może być w tym przypadku. Jeśli regularnie tracisz sen, pojawiają się różne chroniczne efekty, które są stale szkodliwe. Ale tymczasowo można sobie wyobrazić sytuacje, w których korzystne jest bycie szczególnie czujnym przez pewien czas”. Kozorovitskiy ostrzega również przed pozostawaniem przez całą noc, aby przegonić zły nastrój. „Efekt antydepresyjny jest tymczasowy, a wiemy, jak ważny jest dobry sen” – powiedziała. Lepiej wybrać się na siłownię lub spacer. W rzeczywistości brak snu może mieć negatywny wpływ na zdrowie, zwłaszcza w dłuższej perspektywie. Układ odpornościowy jest osłabiony, przez co jesteś bardziej podatny na infekcje. Jednocześnie wzrasta ryzyko chorób sercowo-naczyniowych, takich jak wysokie ciśnienie krwi, zawał serca i udar mózgu, ponieważ organizm jest w ciągłym stresie, a procesy zapalne nasilają się.

Bezsenne noce mogą zagrażać zdrowiu serca

Źle przespana noc może prowadzić do wzrostu ciśnienia krwi tej samej nocy i następnego dnia. Badania opublikowane w czasopiśmie Psychosomatic Medicine dostarczają możliwego wyjaśnienia, dlaczego problemy ze snem zwiększają ryzyko zawałów serca, udarów mózgu, a nawet zgonów z powodu chorób układu krążenia. Związek między złym snem a problemami sercowo-naczyniowymi jest coraz częściej potwierdzany w literaturze naukowej, ale przyczyny tego związku nie są jeszcze w pełni zrozumiałe.

Wysokie ciśnienie krwi, medycznie znane jako nadciśnienie, to stan, w którym ciśnienie w naczyniach krwionośnych jest stale zbyt wysokie. Zmusza to serce do cięższej pracy w celu przepompowania krwi przez organizm. Wysokie ciśnienie krwi często nie powoduje oczywistych objawów i pozostaje niezauważone przez długi czas, ale w dłuższej perspektywie może prowadzić do poważnych problemów zdrowotnych. Wysokie ciśnienie krwi obciąża serce i naczynia krwionośne, zwiększa ryzyko zawału serca i udaru mózgu, a także może uszkadzać narządy, takie jak nerki i oczy. Ponieważ wysokie ciśnienie krwi często pozostaje niezauważone, ważne jest, aby regularnie je kontrolować. Zdrowy styl życia z wystarczającą ilością ćwiczeń, dietą o niskiej zawartości soli i redukcją stresu może pomóc obniżyć ciśnienie krwi; w niektórych przypadkach konieczne są dodatkowe leki przepisane przez lekarza.

Naukowcy z University of Arizona chcieli dowiedzieć się więcej o tym, jak nieprzespane noce wpływają na zdrowie układu sercowo-naczyniowego i przeprowadzili badanie na 300 mężczyznach i kobietach w wieku od 21 do 70 lat bez historii problemów z sercem. Uczestnicy nosili przenośne mankiety do pomiaru ciśnienia krwi przez dwa dni. Mankiety losowo mierzyły ciśnienie krwi uczestników w 45-minutowych odstępach w ciągu dnia, a także w nocy. W nocy uczestnicy nosili monitory aktygraficzne – urządzenia podobne do zegarków, które mierzą ruch – w celu określenia ich „efektywności snu” lub ilości czasu spędzonego w łóżku podczas głębokiego snu. Ogólnie rzecz biorąc, osoby z niższą wydajnością snu podczas tej niespokojnej nocy wykazywały wzrost ciśnienia krwi.

Następnego dnia mieli oni również wyższe skurczowe ciśnienie krwi – górną wartość ciśnienia krwi pacjenta. Potrzeba więcej badań, aby zrozumieć, dlaczego zły sen podnosi ciśnienie krwi i co to może oznaczać w dłuższej perspektywie dla osób z przewlekłymi problemami ze snem. Niemniej jednak, te najnowsze odkrycia mogą być ważnym elementem układanki w zrozumieniu, w jaki sposób sen wpływa na ogólne zdrowie układu sercowo-naczyniowego. Ciśnienie krwi jest jednym z najlepszych predyktorów zdrowia układu sercowo-naczyniowego. Istnieje wiele publikacji pokazujących, że sen ma pewien wpływ na śmiertelność i choroby układu krążenia.