Пробуждение не вызывает выброса кортизола

Кортизол участвует в регуляции процессов когнитивной деятельности, метаболической, сердечно-сосудистой и иммунной систем. Это достигается за счет сочетания циркадного ритма, который готовит организм к предстоящему дню, и способности к быстрому выбросу гормона в ответ на стрессоры. Кортизол широко известен как регулятор стресса; оне обеспечивает организм энергией за счет модулирования выработки глюкозы, высвобождения жирных кислот из хранилищ или запуска катаболизма белков. Кроме того, он регулирует иммунную активность в ответ на патогены и приток крови к мышцам и мозгу.

Исходя из предположения, что пробуждение является стрессовым фактором, изменения уровня кортизола, которые наблюдали вскоре после пробуждения, стали считать «ответом кортизола на пробуждение» (cortisol awakening response, CAR). На основе определения кортизола в слюне были сделаны выводы, что CAR представляет собой особый феномен, наложенный на циркадный ритм кортизола, и древнюю адаптивную функцию, которая подготавливает организм к новому дню. Однако зависимость от измерения гормона в слюне ограничивает возможности проверки этой концепции, так как точно определить концентрацию гормона и оценить скорость его изменения во время сна перед методологически сложно.

Исследовательская группа из Великобритании и Норвегии проанализировала 24-часовые профили кортизола у 214 здоровых добровольцев, собранные в домашних условиях с помощью портативной системы на основе микродиализа, которая обеспечивала непрерывный отбор проб в подкожной ткани. Они подтвердили существование суточных ритмов кортизола в тканях, при этом пиковые концентрации наблюдались вскоре после пробуждения. Однако они рассматривали уровни кортизола только в зависимости от времени суток и не учитывали различия, которые могли быть связаны непосредственно с переходом от сна к бодрствованию.

В новой работе ученые с помощью того же метода выясняли, можно ли проследить какой-либо эффект от пробуждения на фоне ритмичного ежедневного повышения уровня кортизола, который достигает пика утром. Они проанализировали данные, собранные в рамках когортного исследования ULTRADIAN (Dynamic Hormone Diagnostics, NCT02934399) и доступные в публичном репозитории UiB Open Research Data.

Участников набирали с 2016 по 2020 годы в исследовательских центрах в Бергене (Норвегия), Бристоле (Великобритания), Афинах (Греция) и Стокгольме (Швеция). Каждый из них прошел 24-часовой сеанс отбора проб, в ходе которого было собрано 72 образца — один в 20 минут. В течение дня добровольцы вели обычный образ жизни и спали у себя дома. Концентрации свободного кортизола количественно определяли в каждом образце с помощью жидкостной хроматографии — тандемной масс-спектрометрии. Всего были получены данные для 214 мужчин и женщин в возрасте от 18 до 68 лет. Из выборки исключили 13 участников из-за неполного заполнения их дневников активности.

Ученые обнаружили, что пробуждение не влияло на изменение скорости секреции свободного кортизола в тканях. Напротив, содержание кортизола постепенно увеличивалось в течение часа до пробуждения. При этом не найдено никаких различий в скорости накопления кортизола в течение часа после пробуждения по сравнению с часом до пробуждения.

Авторы статьи изучили взаимосвязь минимальной и максимальной концентраций кортизола в зависимости от времени пробуждения. В среднем пиковые значения наблюдались чуть менее чем через 40 минут после пробуждения, минимальные — за 3 часа до него. Однако у значительной части добровольцев пик был зарегистрирован в период 60–120 мин после пробуждения (77 человек) или даже до пробуждения (39 человек). В последней группе уровень кортизола снижался после того, как они просыпались.

Выяснилось также, что время и режим сна могут влиять на скорость выброса кортизола. Ученые разделили когорту на участников с малой (менее 25-го процентиля, 51 человек) и большой (более 75-го процентиля, 51 человек) продолжительностью сна. В группе с коротким сном уровень кортизола повышался до пробуждения. В группе с длинным сном не обнаружено повышения кортизола ни в течение часа до, ни после пробуждения. У тех, кто спал долго, максимальная скорость повышения кортизола наблюдалась в среднем за 97 минут до пробуждения по сравнению с 12 минутами после пробуждения у лиц с коротким сном.

Далее когорта была разделена в зависимости от того, отличалось ли время пробуждения участников в день исследования от предыдущего дня. У 64 человек, которые просыпались с разницей в 60 минут и более, максимальная скорость повышения кортизола достигалась в среднем за 68 минут до пробуждения, а у тех, у кого разница времени была меньше часа (135 человек), — в среднем через 12 мин после пробуждения.

Таким образом, изменение уровня кортизола скорее связано с факторами, которые способствуют пробуждению, а не является реакцией на него. Стаффорд Лайтман, сотрудник лаборатории интегративной нейронауки и эндокринологии Бристольского университета и последний автор статьи, отметил: «Наше исследование открывает новую основу для понимания связи ночного повышения уровня кортизола со сном и того, как эта связь может нарушаться при расстройствах сна, депрессии и многих других состояниях». Понимание роли ритмов кортизола в этих нарушениях важно для их лечения. Эта работа также напоминает, что общепризнанные выводы могут быть ошибочными.

Алкоголь и сон во время авиаперелета снижают насыщение крови кислородом