ФИЗИОЛОГИЯ СНА И БОДРСТВОВАНИЯ: НЕЙРОННЫЕ МЕХАНИЗМЫ И РЕГУЛЯЦИЯ ЦИРКАДНЫХ РИТМОВ
Keywords:
Ключевые слова: Сон, бодрствование, циркадные ритмы, нейронные механизмы, супрахиазматическое ядро, орексин, гипокретин, гомеостатическая регуляция, молекулярные часы, NREM-сон, REM-сон.Abstract
Аннотация: Сон и бодрствование представляют собой фундаментальные и динамически чередующиеся состояния мозга, имеющие критическое значение для когнитивных функций, метаболического здоровья и общего благополучия. Регуляция этих состояний осуществляется посредством сложного взаимодействия нейронных сетей и молекулярных часов. Данная обзорная статья, выполненная в формате IMRAD, предоставляет всесторонний анализ современных представлений о физиологии сна и бодрствования. В работе подробно рассматриваются нейронные цепи, лежащие в основе поддержания бодрствования, инициации и поддержания медленноволнового (NREM) и быстрого (REM) сна. Особое внимание уделено молекулярным механизмам эндогенных циркадных ритмов, центральной роли супрахиазматического ядра (СЦЯ) как главного водителя ритма и его взаимодействию с гомеостатическим процессом накопления потребности во сне. В статье детально описываются ключевые нейромедиаторные системы, включая орексинергическую, моноаминергическую, холинергическую и ГАМКергическую, которые оркестрируют переходы между сном и бодрствованием. Кроме того, обсуждаются клинические последствия нарушения этих регуляторных систем, приводящие к расстройствам сна и циркадных ритмов, и их связь с различными соматическими и нервно-психическими заболеваниями. Обзор завершается анализом текущих пробелов в знаниях и перспективных направлений будущих исследований в этой жизненно важной области нейробиологии.
References
1. Siegel JM. Sleep function: an evolutionary perspective. Lancet Neurol. 2009;8(11):1044-1054.
2. Rasch B, Born J. About sleep's role in memory. Physiol Rev. 2013;93(2):681-766.
3. Xie L, Kang H, Xu Q, et al. Sleep drives metabolite clearance from the adult brain. Science. 2013;342(6156):373-377.
4. Walker MP. The role of sleep in cognition and emotion. Ann N Y Acad Sci. 2009;1156:168-197.
5. Kecklund G, Axelsson J. Health consequences of shift work and insufficient sleep. BMJ. 2016;355:i5210.
6. Borbély AA, Daan S, Wirz-Justice A, Deboer T. The two-process model of sleep regulation: a reappraisal. J Sleep Res. 2016;25(2):131-143.
7. Porkka-Heiskanen T, Strecker RE, Thakkar M, Bjorkum AA, Greene RW, McCarley RW. Adenosine: a mediator of the sleep-inducing effects of prolonged wakefulness. Science. 1997;276(5316):1265-1268.
8. Czeisler CA, Gooley JJ. Sleep and circadian rhythms in humans. Cold Spring Harb Symp Quant Biol. 2007;72:579-597.
9. Welsh DK, Logothetis DE, Meister M, Reppert SM. Individual neurons dissociated from rat suprachiasmatic nucleus express independently phased circadian firing rhythms. Neuron. 1995;14(4):697-706.
