Как сообщает издание Planet Today, исследовательская группа разработала математическую модель, которая позволяет наглядно продемонстрировать, как ритмы выработки кортизола воздействуют на регуляцию процессов сна и бодрствования в организме человека. Эта модель может стать основой для создания новых подходов к лечению различных нарушений сна, включая бессонницу.
Кортизол, известный как гормон стресса, играет ключевую роль в адаптации организма к стрессовым ситуациям. Однако его влияние на циркадные ритмы – внутренние биологические часы организма – до сих пор оставалось недостаточно изученным. Ученые СГУ решили восполнить этот пробел, используя передовые методы математического моделирования.
В ходе исследования было установлено, что повышенная активность системы кортизола при определенных обстоятельствах может привести к нарушению синхронизации внутренних часов организма. Это состояние, известное как спонтанная внутренняя рассинхронизация, проявляется в виде различных симптомов, включая нарушения сна, хроническую усталость и изменения аппетита.
Интересным открытием стало обнаружение способности организма компенсировать незначительные нарушения режима сна. При небольших отклонениях от нормы организм способен самостоятельно восстановить нарушенный ритм в течение нескольких дней. Однако при длительных или серьезных нарушениях эта способность может быть утрачена.
Ксения Меркулова, аспирант кафедры оптики и биофотоники СГУ, пояснила, что существует определенный диапазон параметров, в пределах которого влияние кортизоловой подсистемы не нарушает нормальный переход между состояниями сна и бодрствования. Однако при более значительном вкладе кортизола процесс сна и бодрствования может «оторваться» от циркадного ритма, что приводит к спонтанной внутренней рассинхронизации.
Исследователи СГУ наглядно продемонстрировали тесную взаимосвязь между циркадными ритмами и гормональной регуляцией. Эти системы могут как компенсировать, так и усиливать действие друг друга, обеспечивая адаптацию организма к изменяющимся условиям окружающей среды. Важно отметить, что базовые модели, используемые в исследовании, были многократно проверены на основе экспериментальных данных, соответствующих параметрам типичного здорового человека.
Ксения Меркулова также подчеркнула актуальность исследования влияния кортизола на цикл сна и бодрствования в современном мире. Частые стрессы, быстрый темп жизни, работа в ночные смены и другие факторы, влияющие на ритм секреции кортизола, неизбежно отражаются на качестве сна.
Для проведения компьютерных расчетов в рамках работы с моделью исследователи использовали свободную программную среду GNU Octave. В настоящее время научная группа планирует расширить область исследования и изучить влияние кортизола на сон с учетом пищевого поведения.