Энергия мозга. Теория развития всех психических заболеваний, объясняющая их общую причину

Гормоны также играют свою роль во сне и митохондриальной функции. Аномальные уровни кортизола в течение ночи могут быть вызваны проблемами со сном. Они же могут повлиять на работу мозга и привести к когнитивным нарушениям (4). Мелатонин, уровень которого повышается ночью и снижается утром, напрямую стимулирует митофагию. Было продемонстрировано, что недостаток мелатонининдуцированной митофагии связан с когнитивными нарушениями у мышей (5). Следовательно, проблемы со сном приводят к митохондриальной дисфункции, которая, в свою очередь, способствует когнитивным нарушениям, влекущих развитие болезни Альцгеймера. Эта гипотеза была подтверждена другой исследовательской группой, которая девять месяцев подвергала мышей депривации сна, а затем изучила их митохондриальную функцию и отложения бета-амилоида. Как и следовало ожидать, у мышей, которым не давали высыпаться, наблюдались повышенные уровни митохондриальной дисфункции и бета-амилоидных бляшек, по сравнению с контрольной группой (6). Это исследование помогает нам понять, почему хронической недосып является известным фактором риска развития болезни Альцгеймера.

Еще один пример – помните NAD? Этот метаболический кофермент контролируется циркадными часами и напрямую влияет на активность митохондрий, стимулируя производство АТФ (7). Таким образом, если у вас нарушен циркадный ритм, то будут проблемы с выработкой NAD, что, в свою очередь, приведет к нарушению митохондриальной функции и проблемам с психическим и метаболическим здоровьем.

Митохондрии играют роль в контроле режима сна

В регуляции сна участвует множество нейронов и нейромедиаторов, однако многие аспекты этого процесса остаются не изученными.

Тем не менее последние исследования явно указывают по крайней мере на одну прямую роль митохондрий. В статье, опубликованной в журнале Nature в 2019 году, рассматривались нейроны, которые, как известно, вызывают сон у плодовой мушки, чтобы определить, что заставляет их включаться и выключаться. Другими словами, что заставляет этих мух засыпать? Исследователи обнаружили, что это митохондрии. Уровень РФК в этих органеллах был напрямую связан со специфическими рецепторами, вызывающими сон. Исследователи резюмировали важность этого открытия: «Энергообмен, окислительный стресс и сон – три процесса, которые независимо друг от друга влияют на продолжительность жизни, старение и дегенеративные заболевания, что автоматически связывает их между собой» (8). Что эти исследователи оставили без внимания, так это психические расстройства, которые также связаны со всем перечисленным.

Другая группа ученых рассматривала плодовых мушек с дефектами митохондрий и обнаружила, что у них тоже нарушены циркадные ритмы и режим сна – это еще больше подчеркивает важную роль митохондрий (9). Исследование на людях с митохондриальными дефектами показало, что почти у 50 % из них наблюдались нарушения дыхания во сне (10).

Свет влияет на митохондрии и мозг

Свет стимулирует митохондрии, причем разные длины световых волн оказывают разное воздействие. Например, красный свет, как правило, стимулирует производство АТФ. Синий наоборот, подавляет выработку АТФ и увеличивает выработку РФК (11). В зависимости от длины волны свет будет влиять на разные митохондриальные белки. При воздействии слишком большого количества света любого спектра митохондрии могут производить слишком много РФК. Этот окислительный стресс способен повредить как сами митохондрии, так и все остальное в клетке.

Самый яркий пример негативного воздействия чрезмерного количества света дают нам клетки кожи. Когда люди загорают, фотоны света стимулируют митохондрии в их коже. При чрезмерном воздействии это может привести к преждевременному старению кожи (родинки и морщины) или даже к раку кожи (12). Считается, что митохондрии играют во всем этом важную роль.

Своим воздействием свет влияет и на мозг. Это происходит как минимум за счет трех механизмов.

1. Я уже рассказывал вам о СХЯ. Оно реагирует на поступающий в глаза свет и рассылает по всему организму циркадные сигналы, которые, в свою очередь, влияют на работу митохондрий.

2. Воздействие света на кожу увеличивает содержание уроканиновой кислоты (УКК) в крови. УКК попадает в мозг, где стимулирует нейроны, вырабатывающие глутамат, тем самым напрямую влияя на такие когнитивные функции, как обучение и память (13). Таким образом, воздействие света способно помочь вам лучше думать.

3. Исследователи могут воздействовать красным и ближним инфракрасным светом на кожу головы и даже на слизистую носа. Эта терапия получила название фотобиомодуляцией мозга. Воздействие этих световых волн стимулирует производство АТФ, изменяет уровень кальция и способствует эпигенетическим изменениям за счет прямого воздействия на митохондрии. Принято считать, что тем самым повышается метаболическая способность нейронов, оказывается противовоспалительное действие и стимулируется нейропластичность (14).