Сон имеет огромное значение для корректной работы различных органов и систем, в наибольшей степени – головного мозга. В связи с этим во время бодрствования постепенно накапливается потребность во сне, называемая давлением сна. Группа ученных из Китая обнаружила новый компонент давления сна – молекулу триптамина, накапливающуюся в цереброспинальной жидкости во время длительного бодрствования. Повышенные уровни триптамина изначально регистрировались у крыс, а затем и у свиней. Исследование опубликовано в Nature Neuroscience.
Credit: public domain
Давление сна – это постепенно накапливающаяся за время бодрствования сила, которая способствует засыпанию. Вы наверняка ощущали, как незадолго до того, когда вы обычно ложитесь спать, на тело накатывает нестерпимая усталость – это оно.
Несмотря на большое количество исследований в этой теме, проведенных за несколько последних десятков лет, на сегодняшний день известно немного веществ, ответственных за давление сна. Одним из важнейших элементов этой системы считается аденозин. Два других возможных участника этого процесса – простагландин D2 и оксид азота (NO). Однако в ряде исследований взаимосвязь между продолженным бодрствованием и этими молекулами найти не удалось, поэтому вопрос давления сна остается открытым.
Группа ученых из Китая взялась за изучение этой проблемы. Их выбор пал на моноаминергические нейроны, потому что они активны преимущественно во время бодрствования и секретируют вещества (дофамин, серотонин), поддерживающие бодрствование. Возможно, эти нейроны и создают давление сна как побочный продукт своей работы.
В ходе эксперимента ученые исследовали ликвор (цереброспинальную жидкость) крыс после нормального сна и во время депривации сна. У животных в состоянии депривации сна они обнаружили накопление триптамина. Для того, чтобы исключить влияние циркадных биоритмов, опыт проводился в разное время суток, и результаты каждый раз повторялись.
Тогда приступили к следующему вопросу – а может ли на уровень триптамина влиять стресс от депривации сна? Ученые измерили уровень кортизола в крови у разных групп животных и не обнаружили значимой разницы.
Исследователи решили повторить этот опыт на миниатюрных свиньях, чтобы исключить видовую особенность. У свиней, которые подвергались депривации сна, в ликворе также обнаружили повышенное содержание триптамина.
После этого исследователи попробовали ввести триптамин напрямую в желудочковую систему крыс, что привело к увеличению доли медленноволнового сна (NREM-сна) на ЭЭГ. Это говорит о его как минимум влиянии на этот процесс.
Триптамин – это промежуточный метаболит моноаминов. Нейроны, продуцирующие моноамины, также выделяют и триптамин, который связывается с рецептором GPR139 в преоптической зоне гипоталамуса, что вызывает засыпание.
Исследование ученых из Китая проливает свет на механизмы давления сна и создает потенциал для разработки лекарственных средств на основе триптамина и лигиданов к рецептору GPR139, что позволило бы лечить расстройства сна – в частности, бессонницу.
Текст: Вадим Русскин
Tryptamine from wake-active monoaminergic neurons regulates sleep homeostasis by Cao, H., et al. Nature Neuroscience (2026)
