Учените са открили многоетапен механизъм, чрез който мозъкът, лишен от сън, комуникира със стволовите клетки на червата, което води до намаляване на нормалната регенеративна активност на клетките на чревната лигавица.

Когато светлините притъмнят, светът утихне и звездите проправят своя път по небето, сънят започва да върши своята магия. Центровете за сън в мозъка действат като постоянно бдящ страж, организирайки затъмнение на съзнанието, което събужда възстановяването на органите на клетъчно и молекулярно ниво. Адекватният сън е от решаващо значение за поддържане на благосъстоянието на човек. Количеството и качеството на съня влияят на всеки момент от бодърстването - от мозъчната функция до здравето на червата.

„Лошият сън е свързан с чревни заболявания като възпалително заболяване на червата (IBD), синдром на раздразнените черва (IBS), дори рак на посочва Джънцюен Ю (Zhengquan Yu), молекулярен биолог в Китайския селскостопански университет, който си сътрудничи с екип от изследователи от множество университети, за да проучи основния механизъм на това явление.

Екипът е проучил как лишаването от сън влияе върху механизмите за възстановяване на червата при мишки и наскоро е публикувал своите открития в Cell Stem Cell. Те са описали нова биохимична каскада, която включва нестандартни сигнали от центровете за сън в мозъка, които се предават към червата чрез блуждаещия (вагусния) нерв. Проучването предоставя важна информация за основния механизъм на връзката между нарушаването на съня и стомашно-чревните проблеми.

Нарушенията на съня нарушават чревната функция

Червата взаимодействат с мозъка чрез двупосочен комуникационен център, известен като ос черва-мозък, който предава информация чрез блуждаещия нерв (nervus vagus) и различни хормонални и имунни сигнали. Сред тези сигнали са тези, свързани със съня и стреса. Сънят подпомага възстановяването на чревната лигавица, която непрекъснато се отделя и обновява от локални стволови клетки. Учените се интересуват все повече от разбирането на участието на блуждаещия нерв в съня и как сигналите, обменяни по оста черва-мозък, влияят върху възстановяването и подмладяването на червата.

„Лишаването от сън [причинява] дисфункционална мозъчна активност, която изглежда се предава на периферните органи. Тъй като блуждаещият нерв свързва мозъка с периферните органи, той [може да действа] като система за доставяне на анормални модели на сън, засягайки функцията на [органите] и водещи до патология“, обяснява импулса зад този механизъм Максим Пликус (Maksim Plikus), изследовател в областта на клетъчната биология и развитието в Калифорнийския университет в Ървайн и съавтор на това проучване. „Примамлива идея е, че здравето на жизненоважните ни органи е свързано със съня ни. Ако случаят е такъв, може би лечението на някои от основните заболявания на жизненоважни органи с подобрен сън или нещо, което го медиира, би могло да бъде клинично [значимо]."

Въпреки че мишките са нощни същества, те изпитват лишаването от сън като остър стрес, подобно на хората. В новото си проучване Пликус, Ю и техните екипи лишават мишките от сън в продължение на два дни. Използвайки различни биомолекулярни техники, те откриват забележими промени в чревната структура на мишките, особено в активността на стволовите клетки, отговорни за обновяването на чревната лигавица. Свръхактивността на блуждаещия нерв увеличава ацетилхолина, последван от серотонина в червата. Полученият оксидативен стрес подкопа нормалната генна експресия в чревните стволови клетки и възпрепятства регенерацията на чревната лигавица.

„Два дена лишаване от сън при мишките намалява броя на чревните стволови клетки почти наполовина. Мисля, че това е поразително, защото може да се види колко бързо и силно нарушаването на съня уврежда червата“, посочва Ю.

Пътят на блуждаещия нерв. Кредит: NCBI Пътят на блуждаещия нерв (nervus vagus). Кредит: NCBI

Завладяваща идея

„Това е завладяващо и е едно от малкото проучвания, които правят подобни механистични връзки“, коментира Артър Бейдер (Arthur Beyder), гастроентеролог и биомедицински инженер в клиниката Майо, който не е участвал в това проучване, е бил впечатлен от техническите и механистичните аспекти на работата. „Възпалителното заболяване на червата и други [чревни] разстройства са свързани с лош сън. Наистина се интересувам от по-широките последици от тези видове връзки."

Бейдер отбелязва необходимостта от допълнителни изследвания, за да се контекстуализира клиничното значение на изследването, включително преминаване отвъд миши модели към човешки модели, като например чревни органоиди, както и разглеждане на плейотропната роля на серотонина в организма. Той описва, че при рутинната клинична употреба на лекарства, агонисти на серотониновите рецептори, при пациенти със стомашно-чревни нарушения, тези индивиди реагират добре на повишен серотонин.

„Мисля, че е необходимо внимание, за да се интерпретира [изключително] [базиран на серотонин] механизъм за разрушаване на стволовите клетки. Когато се занимавате с неща като съня, участват толкова много различни системи“, отбелязва гастроентерологът. „Би било интересно да се види дали има някаква връзка и с циркулаторната дисфункция, защото серотонинът е от решаващо значение за поддържане на кръвното налягане и други неща."

Шири Гур-Коен (Shiri Gur-Cohen), биолог, специализиран в областта на стволовите клетки, в Калифорнийския университет в Сан Диего, която не е участвала в тази работа, е доволна от елегантния начин, по който авторите са демонстрирали механизмите за сигнализация по оста черва-мозък, включително участието на чревните стволови клетки. „Идеята, че връзката мозък-черва е криптирана и в самите стволови клетки и как те получават тези сигнали на системно ниво, е абсолютно завладяваща“, коментира тя.

Тъй като изследователите все повече интегрират специфичен за определена ниша поглед върху организма с по-системен подход, елегантността на локалната и дистанционна комуникация между органите става все по-очевидна. Що се отнася до лишаването от сън, изтощението може да е нещо повече от просто чувство – неговите клетъчни и молекулярни ефекти са широкообхватни.

Справка:

    Zhang M, et al. Sleep disturbance triggers aberrant activation of vagus circuitry and induces intestinal stem cell dysfunction. Cell Stem Cell. 2026;33(2):306-324.e8.
    Aburto MR, Cryan JF. Gastrointestinal and brain barriers: Unlocking gates of communication across the microbiota-gut-brain axis. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2024;21(4):222-247.
    Bonaz B, et al. The vagus nerve at the interface of the microbiota-gut-brain axis. Front Neurosci. 2018;12:49.
    de Hoyos-Vega JM, et al. Modeling gut neuro-epithelial connections in a novel microfluidic device. Microsyst Nanoeng. 2023;9:144.

Източник: Poor Sleep Packs a Powerful Gut Punch, The Scientist