Імунна система Хороший сон для міцного здоров’я - Спектр науки
Імунна система: хороший сон для міцного здоров’я
Що відбувається у вашій власній спальні, це, як правило, особиста справа. Але за сном ретельно стежать на восьмому поверсі Медичного центру дияконесс Бет Ізраїль (BIDMC) у Бостоні: електроди на шкірі та у волоссі контролюють мозкову активність учасників, датчики на суглобах повідомляють про кожен рух, а манжети пальців фіксують артеріальний тиск. Навіть кожне мерехтіння очей реєструється, а рідини в організмі вважаються сировиною - все під постійним пильним оком керівника дослідження.
Випробувані регулярно приходять парами до Клінічного дослідницького центру Гарвардського каталізатора, щоб там ночувати протягом трьох тижнів. Після кількох ночей акліматизації кожній парі випадково призначається режим сну. Деяким дозволяється відпочивати по вісім годин щовечора, іншим лише трохи спати: протягом трьох ночей їм дозволяється спати лише чотири години, після чого одна ніч з восьмигодинною перервою - і все це повторюється в чотири цикли.
"Ми хочемо зрозуміти, як змінюються фізіологічні процеси в організмі, коли спостерігається тривалий період дефіциту сну", - говорить Джанет Маллінгтон з Науково-дослідного відділу сну та запальних систем при BIDMC. 22-денне дослідження - одне з найдовших на сьогоднішній день.
"Навіть помірне недосипання сприяло підсвідомому запаленню"
(Александрос Вгонцас)
Раніше більшість контрольованих досліджень сну були короткими, але вкрай недосипали: добровольці повинні були не спати від 24 годин до п'яти днів. Ці дослідження гострого недосипання показали, як недосип впливає на різні запальні реакції, обмін речовин та інші фізіологічні процеси. Однак дослідники були стурбовані тим, що ці крайні випадки не обов'язково відображають фактичні звички сну в промислово розвинутих суспільствах: люди сплять регулярно, але недостатньо довго. За даними Центру США з контролю та профілактики захворювань, третина працівників США спить менше шести годин на день - рекомендується сім-дев'ять годин.
З цієї причини дослідники розробили більш тривалі експерименти, щоб перевірити, як організм реагує на час сну, який нижчий за рекомендації. Зазвичай вони тривають один-два тижні і складаються з повторних фаз із зменшеним часом відпочинку. "Те, що ми дізнаємося з цього, швидше за все стосуватиметься реального світу", - говорить Маллінгтон.
Попередня епідеміологічна робота виявила перші дані про те, що люди з недостатнім сном частіше страждають ожирінням, діабетом, серцево-судинними захворюваннями та раком та передчасно помирають. Тепер контрольні дослідження повинні з'ясувати основні механізми, що лежать в основі цього.
Шкідливі наслідки
Перша робота над цим була опублікована в 1999 році Євою Ван Коутер з Чиказького університету та її колегами: одинадцять молодим людям було дозволено закривати очі лише шість ночей поспіль по чотири години кожна. Потім дослідники вимірювали рівень цукру в крові та виділення інсуліну у відповідь на рівень глюкози в крові. Обидві одиниці виміру цукрового обміну впали на третину після недосипання.
Зараз команда Ван Коутера виявила молекулярного козла відпущення для цього ослаблення метаболізму. Для цього вони спочатку брали жирові клітини з черевної тканини учасників дослідження, яким дозволялося відпочивати лише 4,5 години протягом чотирьох ночей поспіль, а потім знову після того, як вони спали чотири ночі. Вона звернула особливу увагу на те, чи активний білок AKT сигнального шляху інсуліну активний у жирових клітинах. Насправді після депривації сну його активність була значно слабшою, ніж коли відпочиваючі відпочивали. Зниження рівня АКТ було подібним до рівня, який спостерігався у людей з інсулінорезистентністю, ожирінням та діабетом 2 типу. Обмеження сну відповідають "збільшенню ваги на десять кілограмів", говорить Ван Коутер. "Це великий ефект, який може відбутися швидко".
Різні проблеми
Експериментальне недосипання також виявляє проблеми зі здоров’ям, не пов’язані з метаболізмом. У 2003 році дослідження Маллінгтона та психіатра Девіда Дінгеса з Університету Пенсільванії у Філадельфії показало, що сон зменшився до чотирьох-шести годин через 14 днів, зменшивши увагу та результати в різних когнітивних тестах. Маллінгтон та її колега з BIDMC Моніка Хаак також пізніше з'ясували, що сон, скорочений до чотирьох годин через дванадцять днів, також може погіршити імунну систему. Ближче до кінця експерименту у виснажених кандидатів підвищений рівень інтерлейкіну-6 (ІЛ-6) та С-реактивного білка (СРБ) у крові, що пов'язано із запальними реакціями в організмі, такими як ІХС.
"Носії цього алелю більш чутливі до недосипання"
(Намні Гоель)
"Навіть це помірне недосипання сприяло підсвідомому запаленню", - сказав Олександрос Вгонцас, фахівець зі сну в Університеті штату Пенсільванія в Герші. "Численні дослідження показали, що підвищений рівень цих маркерів запалення пов'язаний з атеросклерозом, проблемами із серцем або діабетом. Тому ми підозрюємо, що тривале недосипання спричинює стан в організмі, що в кінцевому підсумку може призвести до серцево-судинних захворювань".
Це ослаблення імунної системи також зменшує імунну відповідь на вакцини. Торік команда під керівництвом психолога Аріка Пратера з Каліфорнійського університету в Сан-Франциско повідомила, що більше чверті дорослих, які отримували стандартні щеплення від гепатиту В і які регулярно спали менше шести годин вночі, не розробили клінічного захисту - порівняно з рівнем відмов лише 3,4 відсотка серед випробовуваних, які спали більше семи годин на ніч.
Занадто багато сну також може бути проблемою: у 2009 році Санджай Патель і Сьюзен Редлайн з Бригама та Жіночої лікарні в Бостоні показали, що люди, які повідомляли, що спали більше восьми годин на ніч, також мали підвищений рівень IL-6, СРБ і фактор некрозу пухлини (ФНО). ФНО - це ще один цитокін, який бере участь у системному запаленні. Психонейроімунолог Майкл Ірвін з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі в даний час перевіряє, чи зменшуються ці маркери запалення знову, коли люди знижують надмірний сон до норми.
Тиск для зміни
Тим часом дослідження причин того, чому режим сну може бути нездоровим, досягло одного рівня нижче: з точки зору генної активності та ДНК. На початку року вчені з Університету Суррея в Гілдфорді опублікували статтю про 26 здорових суб'єктів, яким дозволено спати не менше восьми годин на ніч і ще менше шести годин на ніч. Після кожного тижня їм доводилося не спати протягом 40 годин без перерв, тоді як Дерк-Ян Дейк та його колеги вимірювали відповідний ступінь експресії їх генів у клітинах крові. Вже після семи днів недостатнього сну активність 711 генів змінилася. Як і слід було очікувати, гени були пов'язані з рівнем стресу, імунною системою та клітинним метаболізмом. Однак різні гени, які беруть участь у загальній регуляції генів та ремоделюванні хроматину, зазнали однакового впливу. Це говорить про те, що хронічне позбавлення сну може мати набагато більше негативних наслідків, ніж вважалося раніше. Навіть більше: якщо за попередньою відсутністю сну слідувала абсолютно безсонна ніч, кількість уражених генів зросла до 856 - однак після відпочившого тижня було уражено лише 122 гени.
"Один з наших учасників вирішив спати довше навіть після дослідження"
(Моніка Хаак)
Генетичні відмінності також, здається, є основою різних фізичних реакцій окремих людей на депривацію сну, як виявили Дінгес і Намні Гоель з Університету Пенсільванії: їм вдалося встановити зв'язок між певним генним варіантом, що бере участь в імунній реакції організму, і підвищеною сонливістю або сильною втомою. виявлено у здорових тестів, яким дозволено спати лише чотири години кожному протягом п’яти ночей. "Носії цього алелю більш чутливі до недосипання", - говорить Гоель - приблизно 20-30 відсотків населення мають такий варіант.
Тим часом увага дедалі більше переходить до практичного впровадження результатів дослідження з метою покращення самопочуття пацієнтів. Торік Хаак та Маллінгтон опублікували техніко-економічне обгрунтування, в якому 13 людей з ранніми ознаками високого кров'яного тиску і менше семи годин сну на ніч додавали годину до відпочинку протягом шести тижнів. Група порівняння з дев'яти, навпаки, зберегла свої звичні звички сну. Врешті-решт середній артеріальний тиск у тих, хто відпочивав, знизився зі 142/82 до 128/74, тоді як у контрольній групі він залишався незмінним. Це дослідження вже змінило поведінку принаймні одного тестуючого, зазначає Хаак: "Один з наших учасників вирішив спати довше після дослідження. Він з гордістю сказав нам, що його кардіолог зміг знизити ліки від артеріального тиску".
Спи добре
Багато людей, дефіцит сну шкідливий для їх здоров'я, також можуть отримати користь від прийому ліків. Однак, як і раніше залишається складним завданням з’ясувати, які ліки можуть допомогти яким людям. "Нам потрібні біомаркери або функціональні групи, за допомогою яких ми могли б ідентифікувати тих людей, які недосипають і, отже, ризикують завдати шкоди своєму здоров'ю. Завдяки цьому ми могли б дійсно допомогти людям і, можливо, націлити на механістичні сигнальні шляхи", - сказав Редлайн. "Можливо, тоді вони отримають більше користі від протизапальних препаратів або блокаторів холестерину".
Такі препарати можуть дещо полегшити наслідки безсоння або депривації, але навряд чи вони будуть найкращим варіантом, попереджають експерти. "Через безліч сигнальних шляхів я не можу уявити, що одне фармакологічне рішення запобіжить негативні наслідки недосипу", - сказав Ван Коутер. "Чарівних пігулок не буде". Зрештою, все вказує на буденний висновок: добре спати, щоб бути здоровим.