МОСКВА, 26 августа Математическая модель, демонстрирующая, как ритм секреции кортизола влияет на регуляцию сна и бодрствования, разработана учеными СГУ. По их словам, исследование открывает новые перспективы для разработки эффективных методов лечения бессонницы и других нарушений сна. Статья опубликована в журнале The European Physical Journal Special Topics.
Человеческий организм подчиняется внутренним часам – циркадным ритмам, которые регулируют сон, бодрствование и многие другие физиологические процессы. Кортизол (гормон, под воздействием которого организм адаптируется к стрессу) тесно связан с этими ритмами и оказывает существенное влияние на сон человека.
Ученые Саратовского национального исследовательского государственного университета Университет имени Н.Г. Чернышевского (СГУ) с помощью математического моделирования проанализировал связь процессов переключения между сном и бодрствованием с динамикой секреции кортизола.
По их словам, модель показала, что при определенных условиях повышенная активность кортизоловой системы может приводить к нарушению внутренних часов организма и вызывать спонтанную внутреннюю десинхронизацию. Это состояние характеризуется нарушениями сна, утомляемостью, изменением аппетита и другими симптомами.
Исследователи также показали, что организм обладает способностью компенсировать нарушения сна. При незначительных отклонениях от нормального режима сна организм способен восстановить нарушенный ритм за несколько дней. Однако при длительных или существенных нарушениях эта способность может быть нарушена, говорится в исследовании.
«Есть «значительный диапазон параметров, в пределах которого вклад кортизольной подсистемы не нарушает нормального перехода сон-бодрствование. При более значительном вкладе кортизола процесс сон-бодрствование «выбивается» из циркадного ритма, вызывая спонтанную внутреннюю десинхронизацию», — пояснила аспирант кафедры оптики и биофотоники Саратовского государственного университета Ксения Меркулова.
Ученым Саратовского государственного университета удалось продемонстрировать, что циркадные ритмы и гормональная регуляция тесно взаимосвязаны и могут как компенсировать, так и усиливать друг друга, обеспечивая адаптацию организма к изменяющимся условиям внешней среды. Примечательно, что базовые модели, на которые опирались исследователи при создании комбинированной модели, были многократно и всесторонне проверены на основе экспериментальных данных, соответствующих «типичному здоровому человеку».
По мнению специалистов, полученные результаты открывают новые перспективы для разработки эффективных методов лечения бессонницы и других расстройств.
«Влияние кортизола на цикл сон-бодрствование крайне актуально в современном мире: частые стрессы, быстрый темп жизни, ночные смены на работе и другие факторы, влияющие на ритм секреции кортизола, не могут не отражаться на качестве сна», — добавила Меркулова.
В университете сообщили, что компьютерные расчеты при работе с моделью проводились в среде свободного программного обеспечения GNU Octave. На данном этапе перед учеными стоит задача изучить влияние кортизола на сон с учетом пищевого поведения.
Работа выполнена при поддержке гранта № 22-15-00143 Российского научного фонда. Исследование согласуется со стратегическими проектами СГУ в рамках федеральной программы «Приоритет-2030» национального проекта «Наука и университеты».