Я – профессор Бенджамин Бикман, ученый-биомедик и профессор клеточной биологии. Сегодня мы изучим связь между сном и метаболическим здоровьем, в частности то, как сон влияет на резистентность к инсулину. Мы рассмотрим роль различных гормонов, как ожидаемых, так и неожиданных, а также обсудим, как диета и освещение влияют на качество сна. Мы также рассмотрим новые исследования в области метаболизма питательных веществ и его влияния на работу мозга и сон. Для начала давайте разберемся, почему сон важен для метаболического здоровья. Сон необходим для общего здоровья; длительный недостаток сна смертельно опасен. Во время глубокого сна организм восстанавливает чувствительность к инсулину, восстанавливает клетки и балансирует гормоны, регулирующие аппетит и энергию. С точки зрения обмена веществ, сон – это катаболическое состояние, когда организм расщепляет вещества. Это очень важно для здорового функционирования клеток, которое требует баланса между строительством и разрушением.
Инсулин противостоит этому катаболическому состоянию, поэтому во время сна его уровень должен быть низким. Нарушения сна мешают этим процессам, повышая риск развития инсулинорезистентности, ожирения и диабета 2 типа. Недостаток сна может значительно ухудшить метаболическое здоровье, особенно чувствительность к инсулину. Я сосредоточился на инсулинорезистентности, потому что она широко распространена: по оценкам, 88 % взрослых людей страдают от нее в той или иной степени. Что еще более важно, это основная причина многих хронических заболеваний. Теперь давайте обсудим, как плохой сон способствует развитию резистентности к инсулину. Одним из непосредственных последствий недостатка сна является повышение уровня кортизола. Кортизол – это гормон стресса, который обычно подчиняется суточному ритму, достигая пика рано утром, чтобы подготовить организм к бодрствованию. Этот всплеск повышает уровень глюкозы, чтобы обеспечить организм энергией на время активной деятельности.
Недостаток сна нарушает естественный ритм кортизола, заставляя его достигать пика в конце дня и оставаться повышенным, в отличие от обычного плавного подъема и спада. Этот сдвиг означает, что подъем кортизола, который обычно начинается около 4 часов утра, теперь начинается около 6 или 7 часов утра и не возвращается к исходному уровню, как это должно быть. Кортизол пагубно влияет на метаболизм. Он быстро повышает инсулинорезистентность, стимулируя выработку керамидов, которые блокируют инсулиновый каскад в клетках. Кортизол также запускает глюконеогенез в печени, что приводит к выбросу глюкозы в кровь, а это, в свою очередь, повышает уровень инсулина, еще больше усугубляя инсулинорезистентность. Таким образом, плохой сон приводит к инсулинорезистентности в первую очередь за счет повышения уровня кортизола.
Другой ключевой гормон, участвующий в этом процессе, – мелатонин. Известный тем, что регулирует цикл сон-бодрствование, мелатонин также играет метаболическую роль. Вырабатываемый шишковидной железой в ответ на темноту, мелатонин помогает подготовить организм ко сну, снижая температуру тела. Повышенная температура тела – одна из самых распространенных причин плохого сна. Помимо регуляции сна, мелатонин влияет на секрецию и сигналы инсулина, воздействуя на метаболизм глюкозы и общее метаболическое здоровье. Через специфические рецепторы (МТ1 и МТ2) мелатонин ингибирует секрецию инсулина, подавляя циклический АМФ, который необходим для высвобождения инсулина. Поскольку уровень мелатонина повышается в течение ночи, это соответствует естественному ритму организма, позволяющему держать инсулин под контролем.
Мелатонин имеет обратную связь с инсулином: при повышении уровня мелатонина секреция инсулина подавляется. Снижение уровня инсулина помогает организму перейти в состояние голодания или катаболизма во время сна, что способствует развитию таких процессов, как аутофагия. Нарушенный режим сна или бессонница могут нарушить этот ритм, ухудшая контроль инсулина и повышая риск метаболических нарушений, таких как диабет 2 типа. Генетические вариации рецепторов мелатонина, нарушающие регуляцию инсулина, также повышают риск развития диабета 2-го типа. Помимо регулирования секреции инсулина, мелатонин также улучшает инсулиновую сигнализацию. Мелатонин повышает чувствительность к инсулину, предотвращая разрушительное фосфорилирование в сигнальном пути инсулина. Инсулиновый каскад работает подобно набору домино: когда молекула фосфорилируется, это запускает следующий шаг. Однако неправильное фосфорилирование может нарушить этот процесс.
Мелатонин помогает субстрату инсулинового рецептора IRS-1, первоначально реагирующему на инсулин, работать более эффективно. Кроме того, мелатонин делает более отзывчивыми сами инсулиновые рецепторы, повышая эффективность инсулина. Мы хотим, чтобы инсулин был эффективным и выполнял свою работу, чтобы его уровень не оставался повышенным в течение длительного времени. Ночью, когда мелатонин мягко подавляет инсулин, организм переключается со сжигания глюкозы на сжигание жира, что является важной концепцией цикла глюкозы и жирных кислот. Однако поздний прием высокоуглеводной пищи, когда уровень мелатонина должен повыситься, может привести к нарушению контроля сахара в крови. Если это происходит постоянно, это приводит к инсулинорезистентности. Недостаток сна может усложнить взаимосвязь мелатонина и инсулина, поскольку он нарушает естественную выработку мелатонина. Когда секреция мелатонина подавляется из-за недостаточного или плохого сна, благотворное модулирующее влияние мелатонина на сигнализацию инсулина теряется.
Нарушенный сон может ухудшить реакцию организма на инсулин, что приведет к инсулинорезистентности. Кроме того, снижение уровня мелатонина в ночное время, который обычно подавляет инсулин, может вызвать дисрегуляцию уровня глюкозы. Эти факторы обусловливают тесную связь между хроническим недосыпанием и повышенным риском развития диабета 2 типа и других метаболических нарушений. Сон, наряду с питанием, имеет решающее значение для поддержания метаболического здоровья. Прием мелатонина может улучшить качество сна у тех, кто плохо спит, но может быть неэффективным или вредным для тех, кто хорошо спит. Хотя результаты некоторых исследований ограничены, они свидетельствуют о том, что мелатонин может повышать чувствительность к инсулину и улучшать гликемический контроль, особенно при лечении диабета 2 типа. В исследованиях на животных и людях было показано, что мелатонин улучшает сигналы инсулина, снижает уровень глюкозы в крови и уменьшает резистентность к инсулину.
В одном из исследований, проведенных среди пациентов с диабетом, мелатонин снизил уровень глюкозы, улучшил показатели окислительного стресса и повысил чувствительность к инсулину, что еще больше улучшилось после физических упражнений. Однако реакция на мелатонин может быть различной, возможно, из-за дозировки. В одном из исследований было обнаружено снижение чувствительности к инсулину при длительном применении мелатонина в высоких дозах у пациентов с диабетом 2 типа. Это подчеркивает важность индивидуальных потребностей и соответствующей дозировки при использовании мелатонина. Мелатонин может быть полезным дополнением для тонкой настройки метаболического здоровья в сочетании с улучшением образа жизни. Вечерние мероприятия, особенно выбор рациона питания, могут влиять как на метаболическое здоровье, так и на сон. Многие люди испытывают тягу к углеводам, особенно к сладким или соленым продуктам, в вечернее время. Отчасти это может быть связано с циркадными ритмами, из-за которых уровень глюкозы снижается в конце дня и начале вечера, что приводит к тяге. Употребление высокоуглеводной пищи поздно вечером вызывает скачок сахара в крови. Это вызывает резкий выброс инсулина и активирует симпатическую нервную систему, которая отвечает за реакцию «бой или бегство». Это приводит к увеличению частоты сердечных сокращений и температуры тела, что затрудняет засыпание.
Ложась спать в состоянии гипергликемии, вы можете активировать симпатическую нервную систему, вызывая чувство жара и тревоги, даже если вы психически спокойны. Это затрудняет отдых, потому что для сна необходима доминанта парасимпатической нервной системы, а не реакция «борьбы или бегства». Синий свет от экранов также нарушает сон и обмен веществ. Он подавляет выработку мелатонина, задерживая сон и потенциально снижая его качество.
Кроме того, воздействие синего света может ухудшить метаболическое здоровье, повышая инсулинорезистентность и ухудшая толерантность к глюкозе, отчасти из-за подавления мелатонина и, возможно, других гормональных эффектов. Экзогенные кетоны – это кетоны, потребляемые извне, в отличие от эндогенных кетонов, вырабатываемых организмом, например, во время кетогенной диеты. В одном из исследований изучалось влияние экзогенных кетоновых добавок на качество сна у спортсменов, которые только что завершили интенсивные тренировки. Исследование показало, что употребление экзогенных кетонов повышает эффективность сна и снижает бодрствование после начала сна примерно на 90 % по сравнению с плацебо. Кроме того, он увеличил продолжительность REM-сна, которая сократилась на 26 % в результате одних только физических упражнений.
Экзогенные кетоновые добавки могут восстановить REM-сон даже после интенсивных тренировок, которые обычно его нарушают. Авторы исследования предполагают, что это происходит потому, что кетоны усиливают синтез дофамина. Также было показано, что они повышают жизнеспособность нейронов, вырабатывающих дофамин. Повышенный уровень дофамина помогает регулировать переходы между стадиями сна. Кроме того, кетоны обеспечивают стабильный источник энергии для мозга, в отличие от колебаний уровня глюкозы, что может улучшить качество сна.
Авторы исследования пришли к выводу, что экзогенные кетоны являются перспективным немедикаментозным методом улучшения сна, особенно если он нарушен в результате физических упражнений или стресса. Сон и метаболическое здоровье тесно связаны между собой. Плохой сон негативно влияет на регуляцию уровня глюкозы и повышает уровень кортизола. Это способствует развитию инсулинорезистентности. На качество сна влияют несколько факторов, включая гипергликемию перед сном, воздействие синего света и уровень мелатонина. Простые изменения, такие как оптимальное время приема пищи, отказ от сладких закусок ближе ко сну, сокращение времени работы с экраном и, возможно, использование экзогенных кетонов, могут значительно улучшить сон и метаболическое здоровье.
