Somnul profund activează un circuit cerebral care stimulează hormonul de creștere, construiește mușchi și îmbunătățește metabolismul

Sursa foto: Sciencedaily

Somnul profund face mult mai mult decât să ne refacă energia: el pune în funcțiune un sistem cerebral care controlează eliberarea hormonului de creștere, susținând puterea musculară, dezvoltarea osoasă, arderea grăsimilor și chiar performanța mentală. O echipă de cercetători de la Universitatea California – Berkeley a cartografiat circuitele neuronale implicate în acest proces și a descris un circuit de feedback fin reglat în care somnul stimulează hormonul de creștere, iar acest hormon contribuie la reglarea stării de veghe.

Descoperirea circuitului neuronal pentru eliberarea hormonului de creștere

Într-un studiu publicat în revista Cell, cercetătorii au identificat circuitele din creier care controlează secreția de hormon de creștere în timpul somnului și au descoperit un mecanism de reglare înapoi care menține echilibrul acestui hormon. Această arhitectură neurală explică de ce privarea de somn, în special a stadiului de somn profund non-REM din prima parte a nopții, este asociată cu niveluri mai scăzute ale hormonului de creștere.

Xinlu Ding, autorul principal al studiului și cercetător postdoctoral în Departamentul de Neuroștiințe și la Helen Wills Neuroscience Institute, a explicat motivația echipei: „Oamenii știu că eliberarea hormonului de creștere este strâns legată de somn, dar asta a fost observat în principal prin prelevarea de sânge și măsurarea nivelurilor hormonale în timpul somnului. Noi înregistrăm direct activitatea neuronală la șoareci pentru a vedea ce se întâmplă. Oferim un circuit de bază pe care se pot construi tratamente viitoare.”

Regiunile cerebrale care orchestrează hormonul de creștere

Sistemul care reglează hormonul de creștere se găsește adânc în hipotalamus, o structură cerebrală evolutiv veche, comună tuturor mamiferelor. Aici există populații de neuroni specializați care eliberează semnale ce pot stimula sau inhiba secreția hormonului de creștere.

Doi actori principali în acest circuit sunt hormonul de eliberare a hormonului de creștere, cunoscut sub acronimul GHRH (growth hormone releasing hormone), care stimulează secreția, și somatostatina, care inhibă această eliberare. Interacțiunea lor coordonează activitatea hormonală de-a lungul ciclului somn-veghe.

Odată ce hormonul de creștere intră în circulație, el activează locus coeruleus, o regiune din trunchiul cerebral implicată în controlul stării de alertă, atenției și funcției cognitive. Dereglările în această zonă sunt asociate cu o varietate de tulburări neurologice și psihiatrice.

Daniel Silverman, cercetător postdoctoral și coautor al studiului, a subliniat implicațiile terapeutice: „Înțelegerea circuitului neuronal pentru eliberarea hormonului de creștere ar putea, în cele din urmă, să sugereze noi terapii hormonale pentru îmbunătățirea calității somnului sau pentru restabilirea echilibrului normal al hormonului de creștere. Există terapii genetice experimentale în care vizezi un anumit tip celular. Acest circuit ar putea fi un punct de intervenție pentru a reduce excitabilitatea locus coeruleus, care nu a fost discutat până acum.”

Metoda: cum au studiat cercetătorii legătura dintre somn și hormon

Pentru a investiga circuitul, echipa a înregistrat activitatea cerebrală la șoareci prin implantarea de electrozi și prin stimularea neuronală cu lumină. Modelul animal a permis o urmărire detaliată a schimbărilor hormonale pe parcursul diferitelor stadii de somn, deoarece șoarecii dorm în reprize scurte pe parcursul zilei și nopții, oferind o imagine granulară a dinamicii hormonale.

Prin aceste înregistrări, cercetătorii au urmărit comportarea celulelor care produc GHRH și somatostatină în timpul stadiilor REM și non-REM ale somnului, observând modul în care activitatea neuronală variază și cum aceste variații influențează eliberarea hormonului de creștere.

Modul în care stadiile de somn controlează eliberarea hormonală

Analiza a arătat că GHRH și somatostatina se comportă diferit în funcție de stadiul de somn. În timpul somnului REM, ambele hormoni cresc, ceea ce conduce la un val de eliberare a hormonului de creștere. În schimb, în timpul somnului non-REM, somatostatina scade, iar GHRH crește mai moderat, tot generând o creștere a hormonului de creștere, dar într-un model diferit față de REM.

Aceste descoperiri sugerează că nu există un singur tip de somn responsabil pentru secreția hormonului de creștere, ci că interacțiunea dintre stadii și dinamica a doi neuromodulatori asigură un regim fin de control asupra eliberării hormonale.

Un circuit de feedback surprinzător între somn și veghe

Echipa a descoperit, de asemenea, un mecanism de feedback care leagă hormonul de creștere de starea de veghe. Pe măsură ce somnul continuă, hormonul de creștere se acumulează treptat și stimulează locus coeruleus, înclinând creierul către trezire.

Totuși, există o nuanță importantă: când această regiune devine excesiv de activă, ea poate favoriza somnolența, creând un echilibru delicat între somn și stare de alertă. Silverman a explicat această tensionare: „Aceasta sugerează că somnul și hormonul de creștere formează un sistem strâns echilibrat: prea puțin somn reduce eliberarea hormonului de creștere, iar prea mult hormon de creștere poate, la rândul său, împinge creierul către trezire. Somnul determină eliberarea hormonului de creștere, iar hormonul de creștere returnează semnale pentru a regla starea de veghe, iar acest echilibru este esențial pentru creștere, reparare și sănătatea metabolică.”

Importanța pentru sănătatea corpului și a creierului

Acest echilibru are consecințe ce depășesc simpla dezvoltare fizică. Deoarece hormonul de creștere intervine în sistemele care controlează procesarea zahărilor și a grăsimilor, somnul perturbat poate crește riscul de obezitate, diabet și boli cardiovasculare.

Mai mult, pentru adolescenți, somnul profund este esențial pentru atingerea potențialului maxim de înălțime, iar pentru adulți contribuie la refacerea mușchilor, la sănătatea osului și la reglarea compoziției corporale. Ding a subliniat și posibilele beneficii cognitive: „Hormonul de creștere nu numai că te ajută să îți construiești mușchii și oasele și să reduci țesutul adipos, dar poate avea și beneficii cognitive, promovând nivelul general de trezire la trezire.”

Activarea locus coeruleus de către hormonul de creștere indică, de asemenea, că acest mecanism ar putea influența claritatea gândirii și capacitatea de concentrare după odihnă, sugerând o legătură directă între fiziologia somnului, reglarea metabolică și funcția cognitivă.

Posibile aplicații clinice

Înțelegerea acestor circuite oferă oportunități pentru dezvoltarea unor abordări terapeutice care să abordeze tulburările de somn asociate cu boli metabolice, cum ar fi diabetul, sau cu tulburări neurologice precum boala Parkinson și boala Alzheimer. Prin intervenții care vizează echilibrul GHRH–somatostatină sau excitabilitatea locus coeruleus, ar putea fi explorate strategii noi pentru restabilirea unui ritm hormonal sănătos și pentru îmbunătățirea calității somnului.

Susținere financiară și echipa de cercetare

Studiul a fost susținut financiar de Howard Hughes Medical Institute (HHMI) și de Pivotal Life Sciences Chancellor’s Chair fund. Yang Dan deține Pivotal Life Sciences Chancellor’s Chair in Neuroscience. Colaboratorii provin din cadrul UC Berkeley și Stanford University, indicând un efort multi-instituțional în descifrarea acestui circuit neuroendocrin.

Referința științifică pentru lucrare este: Xinlu Ding, Fuu-Jiun Hwang, Daniel Silverman, Peng Zhong, Bing Li, Chenyan Ma, Lihui Lu, Grace Jiang, Zhe Zhang, Xiaolin Huang, Xun Tu, Zhiyu Melissa Tian, Jun Ding, Yang Dan. Titlul articolului: „Neuroendocrine circuit for sleep-dependent growth hormone release”, publicat în Cell, 2025; volumul 188 (18): 4968. DOI-ul articolului este inclus pentru consultare.

Pentru detalii suplimentare și acces la comunicatul instituțional, materialele au fost puse la dispoziție de Universitatea California – Berkeley. Comunicatul UC Berkeley pe ScienceDaily sintetizează principalele constatări ale studiului, iar articolul original este publicat în Cell (Accesați studiul în Cell).

Prin această descoperire, cercetătorii aduc lumină asupra unei interacțiuni profunde între somn, hormonii anabolici și centrele de control al stării de veghe, deschizând calea spre posibile intervenții care să restabilească echilibrul fiziologic în condiții de somn perturbat sau în boli metabolice și neurodegenerative.