Новая молекула может стать ключом к регуляции сна

Сон жизненно важен, он дает организму отдых, а мозгу позволяет закреплять воспоминания и выводить продукты метаболизма. Тем не менее миллионы людей сталкиваются с трудностями засыпания и поддержания качественного сна из‑за бессонницы, нарушений циркадных ритмов, депрессии и тревожности. Существующие лекарства нередко вызывают зависимость или нежелательные эффекты, например, сонливость днем или возвратную бессонницу. Поэтому понимание точных нейробиологических механизмов сна открывает путь к созданию более безопасных и эффективных препаратов.

Чтобы найти химические вещества, участвующие в нарастании давления сна, исследователи работали с ночными мышами и дневными свиньями. Они разработали специальный рациометрический флуоресцентный сенсор для TRPA1 и с его помощью отслеживали уровень молекулы в спинномозговой жидкости на разных этапах цикла «сон — бодрствование». Оказалось, что уровень TRPA1 повышается по мере увеличения времени бодрствования и физической активности животных, и делает это независимо от светового режима, то есть вне связи с циклами «день — ночь».

Ключевым звеном оказался рецептор GPR139, G‑белок‑сопряженный рецептор, к которому связывается TRPA1. Молекула вырабатывается в активных во время бодрствования моноаминергических ядрах промежуточного мозга и ствола мозга и выделяется в зависимости от уровня активности. Попадая в нужные зоны, TRPA1 активирует GPR139 и тем самым усиливает возбудимость нейронов в преоптической области гипоталамуса, участке мозга, который напрямую участвует в запуске и поддержании сна.

Эксперименты показали, что сигнальный путь TRPA1–GPR139 необходим для восстановительного сна после лишения сна. Более того, применение малых молекул‑агонистов рецептора GPR139 приводило к увеличению продолжительности и улучшению качества сна у мышей и свиней.

Тот факт, что эффект наблюдали сразу у двух видов млекопитающих с разным типом суточной активности, позволяет предположить, что этот механизм — консервативный, то есть он может быть общим для многих млекопитающих. Если дальнейшие исследования подтвердят, что такая же система работает и у человека, это откроет перспективы для новых методов лечения бессонницы и других расстройств сна, вместо воздействия на общие тормозные системы мозга можно будет целенаправленно усиливать естественный сигнал о необходимости сна.

По словам авторов работы, исследование впервые связывает конкретный эндогенный сигнал (TRPA1) с механизмом гомеостаза сна и одновременно указывает на потенциально лекарственную мишень, рецептор GPR139, воздействие на который способно корректировать нарушения сна.