Замена опасным снотворным: найден природный молекулярный переключатель сна

Специалисты Центра исследований мозга и интеллекта Китайской академии наук обнаружили физиологический механизм, с помощью которого мозг измеряет усталость и запускает процесс засыпания. Согласно результатам исследования, опубликованным в журнале Nature Neuroscience, функцию индикатора утомления выполняет эндогенная молекула триптамин. Она вырабатывается в период активности и напрямую контролирует потребность организма в отдыхе, что предоставляет исследователям новую фармакологическую мишень для терапии бессонницы.

На протяжении длительного времени специалисты в области нейробиологии искали вещества в спинномозговой жидкости, которые могли бы выступать биомаркерами «давления сна» — потребности в отдыхе, возрастающей пропорционально времени без сна. Китайские ученые выяснили, что именно триптамин выполняет эту роль.

В ходе экспериментов было зафиксировано, что специфические моноаминергические нейроны выделяют триптамин во время деятельности животного. По мере накопления в спинномозговой жидкости молекула связывается с рецептором, известным как GPR139. Этот рецептор расположен в преоптической области гипоталамуса — зоне мозга, участвующей в регуляции перехода ко сну. Активация рецептора повышает возбудимость нейронов, стимулирующих засыпание, тем самым переключая состояние центральной нервной системы.

Для подтверждения механизма исследователи провели серию тестов на ночных мышах и дневных миниатюрных свиньях. Анализы показали, что у обоих видов концентрация триптамина стабильно растет в часы бодрствования и снижается после сна. Уровень молекулы зависел от физической активности, а не от режима освещенности. При введении дополнительных доз триптамина в спинномозговую жидкость у животных увеличивалась продолжительность фазы медленного (глубокого) сна и повышались его качественные показатели.

В рамках контрольного эксперимента нейробиологи искусственно заблокировали выработку этой молекулы. В результате животные, подвергшиеся депривации сна, перестали демонстрировать компенсаторное увеличение времени отдыха — стандартную реакцию организма на недосып.

Значимость данной работы связана с тем, что более 30% населения регулярно сталкивается с нарушениями сна, а большинство существующих снотворных препаратов действуют на широкий спектр рецепторов ГАМК, что связано с риском побочных эффектов и зависимости. Обнаруженная система «триптамин — рецептор GPR139» фиксирует конкретный молекулярный субстрат, управляющий потребностью во сне. В перспективе данные результаты могут стать основой для разработки новых препаратов. Лекарства, избирательно воздействующие на рецептор GPR139, позволят точечно регулировать режимы сна у пациентов с инсомнией без побочных эффектов, характерных для существующих седативных средств.

Источник: medicalxpress.com