מדענים באוניברסיטת קליפורניה בברקלי זיהו ומיפו לראשונה, באמצעות רישום ישיר של פעילות עצבית במוחם של עכברים, את המעגל המוחי האחראי על ויסות ושחרור הורמון הגדילה בזמן שינה. המחקר החדש, שנערך במעבדתה של פרופ' יאנג דאן, ופורסם בכתב העת "Cell", הצליח לפענח את מנגנון השליטה המדויק של המוח בתהליך זה, אשר נותר עמום במשך שנים רבות חרף הידע המוקדם כי רמות ההורמון עולות בזמן שינה עמוקה.
4+החוקרים גילו כי שחרור הורמון הגדילה מופעל על ידי רשת נוירונים מורכבת בהיפותלמוס, המושפעת באופן ישיר משלבי השינה השונים ומפעילה בתורה אזור ביוגרעין המוח, הלוכוס קורולאוס, האחראי על ערנות, קשב וחשיבה, ובכך יוצרת לולאת משוב דו-כיוונית המאזנת בין מצבי שינה וערנות.
הנוירונים האחראים על תזמור שחרור הורמון הגדילה ממוקמים עמוק בתוך ההיפותלמוס – אזור קדום במוח המשותף לכלל היונקים. תאים אלו כוללים נוירונים המפרישים את ההורמון המשחרר של הורמון הגדילה, לצד שני סוגים שונים של נוירונים המפרישים סומטוסטטין – הורמון המעכב שחרור.
4+באמצעות השתלת אלקטרודות במוחם של עכברים וגרייה אופטית של אותם נוירונים היפותלמיים, עקבו החוקרים אחר השינויים ההורמונליים לאורך מחזורי השינה והערנות הרבים של העכברים, הישנים מטבעם בפרצי זמן קצרים לאורך היממה.
החוקרים מצאו כי שני הפפטידים הפועלים בהיפותלמוס מתנהגים בצורה הפוכה בהתאם לשלב השינה: במהלך שנת REM – נרשמת עלייה הן ברמות ה-GHRH והן ברמות הסומטוסטטין, דבר שמוביל לשחרור מוגבר של הורמון הגדילה. במהלך שנת non-REM – רמות הסומטוסטטין המעכב צונחות, בעוד רמות ה-GHRH הממריץ עולות בצורה מתונה, מה שמייצר דפוס ויסות הורמונלי שונה לחלוטין.
4+מעבר למנגנון השחרור, החוקרים חשפו מערכת משוב ביולוגית שטרם הייתה מוכרת למדע, המערבת את ה"לוכוס קורולאוס" – אזור בגזע המוח המעורב במיקוד, קשב ותגובה לגירויים חדשים. כאשר הורמון הגדילה נבנה בהדרגה במהלך השינה, הוא מפעיל ומגרה את הנוירונים בלוכוס קורולאוס, מה שדוחף את המוח לכיוון של ערנות. עם זאת, אם הפעילות באזור זה הופכת לגבוהה מדי, המערכת מתהפכת ובאופן מפתיע מתחילה דווקא לעודד תחושת ישנוניות.
"התגלית הזו מצביעה על כך ששינה והורמון הגדילה יוצרים מערכת המאוזנת בצורה הדוקה: מחסור בשינה מפחית את שחרור הורמון הגדילה, ומנגד, עודף של הורמון גדילה יכול לדחוף את המוח לקראת ערנות", הסביר ד"ר דניאל סילברמן, אחד משותפי המחקר. "השינה מניעה את שחרור ההורמון, וההורמון מזין חזרה את ויסות הערנות. האיזון הזה חיוני לגדילה, לתיקון רקמות ולבריאות מטבולית".
4+מכיוון שהורמון הגדילה חיוני גם לוויסות המטבוליזם של גלוקוז ושומנים, פגיעה כרונית במעגל זה עקב שינה לקויה מעלה באופן משמעותי את הסיכון להשמנת יתר, סוכרת ומחלות לב וכלי דם. החוקרים מדגישים כי פגיעות תפקודיות באזור הלוכוס קורולאוס נקשרו בעבר לשורה ארוכה של הפרעות פסיכיאטריות ונוירולוגיות, כולל מחלות דמנציה. הבנת המעגל הספציפי הזה עשויה להוות פתח לטיפולים גנטיים ניסיוניים ממוקדים, שיאפשרו בעתיד "לכוון מחדש" את מידת העוררות של גזע המוח ולשקם את האיזון ההורמונלי והמטבולי בבני אדם.
