Физиологические роли активных форм кислорода в гомеостазе сна

Сон необходим для здоровья головного мозга, а его недостаток связан с окислительным стрессом и воспалением. Острая депривация сна вызывает обратимые окислительно-восстановительные изменения, тогда как хроническое недосыпание приводит к повреждению и нарушению функций нервной системы. Активные формы кислорода (АФК), особенно перекись водорода (H2O2), являются не только вредными побочными продуктами, но и сигнальными молекулами, регулирующими развитие нервной системы, синаптическую пластичность и поведение. Современные генетически кодируемые сенсоры и инструменты управления позволяют в режиме реального времени измерять содержание АФК и воздействовать на них в отдельных типах клеток in vivo. Это показало, что динамика окислительно-восстановительных процессов кодирует потребность во сне у разных видов. У дрозофилы депривация сна вызывает окислительный стресс в митохондриях нейронов, стимулирующих сон, что запускает его наступление. Аналогично у мышей содержание цитозольной H2O2 в цепях сна среднего мозга отражает продолжительность бодрствования и регулирует начало сна. Эти данные подтверждают наличие консервативного механизма, при котором цепи сна воспринимают потребность во сне, опосредованную окислительно-восстановительными сигналами. Количественное изменение уровня АФК также выявило зависимость по типу перевёрнутой U-образной кривой: эустресс стабилизирует сон, тогда как дистресс вызывает его фрагментацию. Полученные данные обосновывают настройку окислительно-восстановительных процессов в отдельных нейрональных цепях как перспективный подход к лечению нарушений сна, направленный на восстановление эустресса, а не на глобальное подавление АФК.2222