Есть довольно популярная фраза: «треть жизни человек проводит во сне». И она часто трактуется, как «человек тратит время на какую-то хрень, лежа как бревно». Отсюда и попытки повысить продуктивность, минимизируя время сна или отсыпаясь в выходные. Вот только стоит копнуть чуть глубже и окажется, что сон это не просто отдых, а нифига себе какой труд для организма. Труд, который помогает нам выглядеть куда лучше!

Новое исследование показало, что сон — это активный, важнейший биологический процесс. В исследовании продемонстрировано, как мозг использует ночь для синтеза гормона роста, необходимого для восстановления мышц, укрепления костей и баланса метаболизма. Исследователи раскрыли также нейронную сеть, объясняющую, почему уровень гормона роста резко возрастает во время сна и почему дефицит сна подрывает физическое здоровье.

Гормон роста и сон

Тот, кто хоть немного близок к спорту, качалке или физическим нагрузкам, наверняка знает про прямую связь между сном и гормоном роста. Технически, организм растет не на трене, а именно в период восстановления. Это факт, это доказано, но причины этого процесса были непонятны.

Учёные из Калифорнийского университета в Беркли (UC Berkeley) впервые выяснили, почему уровень гормона роста (ГР) резко вырастает ночью, и именно в фазе глубокого сна. В исследовании на животных команда обнаружила новый механизм обратной связи, который балансирует уровни гормонов для обеспечения ряда задач, включая наращивание мышечной массы.

Люди знают, что выброс гормона роста тесно связан со сном, но это понятно лишь благодаря забору крови и проверке уровня гормона роста во время сна. Мы же напрямую отслеживали нейронную активность у мышей, чтобы понять, что происходит. На основе результатов создана базовая схема, с которой можно работать в будущем, чтобы разрабатывать различные методы лечения.

Первый автор исследования Синьлу Дин, постдокторант кафедры нейронаук Калифорнийского университета в Беркли.

Чем вообще важен гормон роста?

ГР важен не только для бодибилдеров. В первую очередь, этот гормон определяет рост детей. У взрослых же он критически важен для поддержания мышечной массы, плотности костей, здорового распределения жира и регуляции уровня сахара в крови.

Низкий уровень гормона роста связан с хрупкостью костей, отложением жира на животе, инсулинорезистентностью и повышенным риском сердечно-сосудистых заболеваний.

Технически, это всё классические признаки старения. Связь между сном и ГР очевидна, но точная нейроэндокринная система, позволяющая этим факторам усиливать друг друга, не изучена.

Как организм синтезирует гормон роста?

Грубо говоря, у нас есть одна группа нейронов, которая высвобождает гонадотропин-рилизинг-гормон (ГРГ). Его наличие стимулирует гипофиз к выработке гормона роста. В это же время другая группа нейронов высвобождает соматостатин (ССТ), который тормозит синтез гормона роста.

Причем выработкой соматостатина занимаются сразу две подгруппы нейронов, вместе регулируя торможение синтеза гормона роста.

В данном исследовании команда сосредоточилась на этих двух пептидных гормонах ГРГ и ССТ, показав, как эти биохимические «газ и тормоз», балансируют выработку ГР в разных фазах сна.

Ход исследования, по изучению синтеза гормона роста и качества сна

Команда использовала генетические инструменты, визуализацию кальция и оптогенетику, чтобы определить, как эти два гормона действуют во время быстрого и медленного сна. Во время быстрого сна уровень ССТ и ГРГ резко растут, но ГРГ чуть больше и потому он поддерживает синтез гормона роста. А во время медленного сна, уровень соматостатина снижается, а ГРГ умеренно растет и тянет за собой сам гормон роста.

Сложно? Немного. Но это только начало. Учёные обнаружили, что, хоть ССТ работает как ингибитор, он также работает как одна из внутренних систем отсчета. Эдакий внутренний часовой механизм, наравне с мелатонином.

В фазе быстрого сна всплески ССТ и ГРГ синхронизируются, создавая резкие импульсы гормона роста, в то время как в фазе медленного сна активность ССТ снижается, обеспечивая более стабильную выработку гормона. Вместе эти две системы обеспечивают выработку гормона роста в нужном ритме и в нужное время.

Проснись, самурай

Исследователи также обнаружили обратную связь между гормоном роста и центром ствола мозга, известным также как голубое пятно (locus coeruleus). Голубое пятно поддерживает организм в состоянии бодрствования.

Накапливаясь во время сна, гормон роста мягко стимулирует голубое пятно, подготавливая организм к пробуждению. Однако при сверхстимуляции голубого пятна происходит обратное действие, погружающее организм в сон. В результате достигается баланс: сон стимулирует синтез гормона роста, а гормон роста задает ритм сна и бодрствования.

Как результат – ритм в виде импульсов синтеза гормона роста, который как раз и подготавливает ткани организма к восстановлению.

Это говорит о том, что сон и гормон роста образуют тесно сбалансированную систему: дефицит сна снижает синтез гормона роста, избыток сна активно подталкивает мозг к бодрствованию. Сон стимулирует выработку гормона роста, который, в свою очередь, регулирует бодрствование, и этот баланс необходим для роста, восстановления и здорового метаболизма.

Соавтор исследования, Дэниел Сильверман, научный сотрудник Калифорнийского университета в Беркли.

Сон, хроническая усталость, гормон роста

Постоянный недосып и разбитый режим – это не просто чувство усталости. Это именно, что потеря анаболического окна, необходимого организму для восстановления и обновления. Спортсмены, стремящиеся нарастить мышечную массу, пожилые люди, стремящиеся сохранить прочность костей, и люди, контролирующие вес или уровень сахара в крови — всем им нужен гормон роста. И этот гормон зависит от сна.

Поскольку уровень гормона роста естественным образом снижается с возрастом, поддержка режима сна – вот один из самых простых и доступных способов замедлить этот спад.

Гормон роста не только помогает наращивать мышцы и кости, он также уменьшать жировую ткань и оказывает положительное влияние на когнитивные функции, повышая общий уровень бодрствования после пробуждения.

Первый автор исследования Синьлу Дин, постдокторант кафедры нейронаук Калифорнийского университета в Беркли.

Бутылочное горлышко. Тонкости исследования связей между сном и гормоном роста

Открытие было сделано в ходе исследований на мышах, но у людей те же самые нейронные цепи, и паттерны высвобождения гормонов. Технически, это один и тот же механизм жизнеобеспечения. Понимание того, как гормон роста синтезируется на разных стадиях сна, позволяет учёным определить новые цели для терапии, чтобы точно настраивать ритм, критически важный для восстановления.

Предыдущие исследования выявили многочисленные механизмы, посредством которых недостаток сна способствует преждевременному биологическому старению. Новое исследование проливает свет на то, сколько сложных процессов протекает в теле и мозге, регулируя циклы бодрствования и сна.

Вывод прост: если вы пытаетесь нарастить или поддерживать мышечную массу, то недостаток сна однозначно будет негативно влиять на организм, как в краткосрочной, так и долгосрочной перспективах.

Понимание нейронного контура, отвечающего за выброс гормона роста, может в конечном итоге указать путь к созданию новых методов гормональной терапии для улучшения качества сна или восстановления нормального баланса гормона роста. Существуют некоторые экспериментальные методы генной терапии, воздействующие на определённый тип клеток. Этот контур может стать новым способом снизить возбудимость голубого пятна. Это потенциальный метод, который ранее вообще не рассматривался.

Дэниел Сильверман, научный сотрудник Калифорнийского университета в Беркли и соавтор исследования.

Сон и режим – базовый, но далеко не единственный путь к улучшению самочувствия. Поведенческие практики, отладка внутреннего диалога, влияние БАДов, питания и смарт-гаджетов, репорты биохакеров… Всё это вы найдете в материалах Neural Hack. Заглядывайте, чтобы найти больше инструментов к созданию лучшей версии себя.

Гормон роста является анаболическим (усиливает синтез мышечных волокон) и антикатаболическим (уменьшает метаболическое разрушение мышечных волокон) гормоном.

Кроме этого, он способен увеличивать рост тела в длину (при условии, если зоны роста костей открыты – что типично для возрастной группы до 20-25 лет), укреплять связки и сухожилия, повышать уровень глюкозы в крови в низкоуглеводных условиях (из жировой ткани), редуцировать этим лишний жир, укреплять иммунную систему, омолаживать организм.

Гормон роста имеет ритмические закономерности своей секреции. Зная эти особенности, можно стимулировать выброс данного гормона естественным путем.

Первое. Наибольший всплеск гормона роста наблюдается ночью в период сна, особенно в промежутке времени с двенадцати до трех (поэтому с точки зрения гормональной секреции, в этот отрезок ночного времени особенно рекомендуется спать).

Второе. Существенное повышение гормона роста обнаруживается в период сна (в независимости от времени сна – будь-то ночью или днем).

Третье. Как только человек засыпает, фиксируется рост производства данного гормона.

Четвертое. Во время сна наибольший выброс гормона роста отмечается в первые 2 часа.

На основании второго, третьего и четвертого тезиса, можно сделать вывод, что рекомендация спать хотя бы 2 раза в сутки имеет под собой серьезное биологическое обоснование. Дневной сон (1-2 часа) приводит к заметному увеличению секреции гормона роста. Чем больше раз в сутки вы спите, тем выше гормональный фон.

Пятое. Мифом является мнение, что в ночное время мышцы разрушаются якобы по причине катаболизма. Этот миф породил следующий вымысел о необходимости ночных перекусов. На самом деле, в ночное время секреция гормона роста на высоте, что усиливает мышечный анаболизм (а также рост тела в длину в молодые годы). В то же время, под воздействием секреции гормона роста основной энергообмен осуществляется за счет жиров, а не углеводов и белков (как днем). Поэтому ночной катаболизм наблюдается лишь в жировой ткани, но не мышечной. Ночью мышцы питаются жирными кислотами из жировых запасов, которые не дают мышечным волокнам разрушаться, и никакой ночной перекус для этого не нужен. По этой же причине нет особого смысла и в перекусах перед сном. Эта необходимость утвердилась в сознании атлетов благодаря маркетологам, раскрутившим казеиновый протеин. Более того, пища перед сном, как правило, мешает своевременному засыпанию и хорошему сну.

Шестое. Гормон роста стимулируется белковым питанием. Чем больше белков, тем выше производство гормона. Секреция гормона роста тем выше, чем быстрее белковые продукты попадают в кровь. Речь идет о так называемых быстрых белках – порошковых протеинах, вареных яичных белках, нежирной рыбе, нежирном твороге, обезжиренном молоке. Производство гормона роста угнетается, чем больше в питании быстрых углеводов (кондитерка, сладости, свежий белый хлеб и др.) и насыщенных жирных кислот (плохих жиров). Поэтому не стоит употреблять быстрые углеводы и жирную пищу перед сном, когда ожидается всплеск данного гормона. Это – то, что на сегодняшний день известно достоверно. Однако, влияние питания на выработку гормона роста имеет и противоречивые факты. В частности, согласно одним научным исследованиям, суточная секреция гормона роста ниже при редких приемах пищи (2-3 раза в день) по сравнению с частым дробным питанием. Согласно мнению других ученых, длительный период между приемами пищи (речь идет о периодическом голодании) является мощным стимулятором выброса гормона роста. В общем, этот вопрос остается открытым.

Седьмое. Синтез гормона роста усиливается при помощи тренировок с отягощениями. В принципе, любая интенсивная физическая работа – спринтерский бег, быстрая езда на велосипеде, плавание и т.д. – способна увеличить выброс данного гормона. Если говорить о бодибилдинге, то так называемый анаэробный тренинг (тяжелые веса на 8-12 повторений) превосходит аэробный силовой (относительно легкие веса на 15 и выше повторений) и чисто силовой (максимальные и субмаксимальные веса на 1-5 повторений) по стимулированию выброса гормона роста. Напротив, силовой тренинг лучше всего активизирует производство тестостерона – важнейшего анаболического гормона. Стоит не забывать и о том, что продолжительные тренировки подавляют секрецию любых анаболических гормонов, в том числе и гормон роста. Поэтому не стоит тренироваться больше часа, особенно если у вас пониженный уровень данного гормона.

Восьмое. Секреция гормона роста зависит от возраста. В возрасте до 20-25 лет она максимальна. Далее отмечается постепенное падение секреции этого гормона. Пониженный уровень гормона роста в среднем и старшем возрасте – одна из причин появления лишнего веса и постепенной дистрофии мышечных волокон. По этой же причине бороться с лишним весом и растить мышцы сложнее, чем старше человек.

Вывод. Сон, питание и тренировки являются важнейшими факторами активной секреции гормона роста. Повышенный гормональный фон – это залог мышечного анаболизма и отсутствия мышечного катаболизма.