Американские ученые обнаружили нейронный коррелят послеобеденной сонливости и пришли к выводу, что она зависит от содержания белков и солей в пище. Результаты работы опубликованы в журнале eLife.
Послеобеденная сонливость, или «пищевая кома», — состояние, при котором здоровый человек испытывает вялость после приема пищи. По одной из теорий, оно вызывается избытком триптофана, поступающего в головной мозг (из-за индивидуальных особенностей углеводного обмена). В мозге триптофан преобразуется в серотонин и затем мелатонин — «гормон сна», — что и приводит к сонливости. Однако, несмотря на ряд исследований, нейронные механизмы «пищевой комы» изучены недостаточно, а ряд моделей противоречат друг другу.
Анализ послеобеденной сонливости осложняется отсутствием подходящих методов. Так, известно, что похожий феномен, в частности связь между сном и скоростью метаболизма, наблюдается у дрозофил (Drosophila melanogaster) — известного модельного организма. Но системы, которая позволяла бы изучить корреляцию между насыщением и сном у этих животных, не существует. Чтобы восполнить пробел, ученые из Исследовательского института Скриппса разработали технику ARC, цель которой — визуализация процессов приема пищи и движений дрозофил.
Результаты показали, что после приема пищи продолжительность сна насекомых увеличивается и составляет 20–40 минут. При этом показатель положительно коррелировал с объемом порций, то есть повышался, когда дрозофила единовременно потребляла больше нормы (0,1–0,2 микролитра). Для выявления активных веществ, которые связаны с послеобеденной сонливостью, животным предъявлялись различные продукты: белковые, соленые и сладкие. «Пищевую кому» вызывали только два первых, тогда как сахароза к сонливости не приводила.
Затем исследователи «выключали» у дрозофил различные нейроны и наблюдали за изменениями в режиме их сна-бодрствования. Это позволило определить подмножество рецепторов, ингибирование которых заставляло мух «пробуждаться», — нейронов, чувствительных к лейкокинину. Примечательно, что, согласно прошлым работам, функция этого пептида заключается в расслаблении гладких мышц, а также регуляции объема принимаемой пищи (белка). В новом исследовании лейкокинин «отвечал» за подавление общей активности организма.
По мнению ученых, это может указывать на регуляторную функцию рецепторов лейкокинина: поглощение белка одновременно стимулирует симпатическую (реакция стресса) и парасимпатическую (поддержание гомеостаза) нервные системы, но в этом случае нейроны уравновешивают мембранную активность, которая приводит к бодрствованию. Нарушение баланса, например чрезмерная чувствительность рецепторов, приводит к сонливости. Авторы также обнаружили, что некоторые другие участки мозга подавляют «пищевую кому» в вечернее время.
Полученные данные впервые связывают определенные типы пищи с послеобеденной сонливостью и подтверждают схожесть этого состояния у дрозофил и человека. Исследователи надеются, что их результаты помогут в разработке мер, позволяющих с ним справляться. Они также рассчитывают, что предложенная система мониторинга облегчит идентификацию генов и механизмов, которые связывают объем пищи, белки и сон. Неясным остается и эволюционный смысл «послеобеденной комы»: во время сна животные наиболее уязвимы.
