كيف يعمل النوم على تقوية العضلات والعظام عبر تعزيز مستويات هرمون النمو؟

كما يعلم كل لاعب كمال أجسام، فإن النوم العميق والمريح يعزز مستويات هرمون النمو لبناء عضلات وعظام قوية وحرق الدهون.

وكما يجب أن يعلم كل مراهق، لن يصل إلى أقصى طول له دون الحصول على كمية كافية من هرمون النمو من نوم ليلة كاملة.

لكن لماذا يؤدي قلة النوم -وخاصة المرحلة المبكرة العميقة التي تسمى النوم غير السريع لحركة العين السريعة- إلى انخفاض مستويات هرمون النمو ظل لغزا.

في دراسة نشرت في مجلة Cell، قام باحثون من جامعة كاليفورنيا، بيركلي، بتشريح الدوائر الدماغية التي تتحكم في إطلاق هرمون النمو أثناء النوم، وأفادوا بآلية ردود فعل جديدة في الدماغ تحافظ على مستويات هرمون النمو متوازنة بشكل دقيق.

تُقدّم هذه النتائج خريطةً لفهم كيفية تفاعل النوم مع تنظيم الهرمونات، وقد تُمهّد آلية التغذية الراجعة الجديدة آفاقًا لعلاج الأشخاص الذين يعانون من اضطرابات النوم المرتبطة بحالات أيضية مثل داء السكري، بالإضافة إلى أمراض تنكسية مثل باركنسون وألزهايمر.

يقول شينلو دينج، الباحث الرئيسي في الدراسة: "يعلم الناس أن إفراز هرمون النمو يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالنوم، ولكن فقط من خلال سحب عينة دم وفحص مستويات هرمون النمو أثناء النوم".

ويضيف: "نحن في الواقع نسجل النشاط العصبي لدى الفئران مباشرةً لمعرفة ما يحدث. ونوفر دائرة كهربائية أساسية للعمل عليها مستقبلًا لتطوير علاجات مختلفة".

وبما أن هرمون النمو ينظم عملية التمثيل الغذائي للجلوكوز والدهون، فإن قلة النوم يمكن أن تؤدي أيضًا إلى تفاقم مخاطر الإصابة بالسمنة ومرض السكري وأمراض القلب والأوعية الدموية.

دورة النوم والاستيقاظ

الخلايا العصبية التي تُنظّم إفراز هرمون النمو خلال دورة النوم والاستيقاظ - وهي خلايا هرمون النمو المُطلق (GHRH) ونوعان من خلايا السوماتوستاتين - مدفونة عميقًا في منطقة ما تحت المهاد، وهي مركز دماغي قديم محفوظ لدى جميع الثدييات.

بمجرد إفرازه، يزيد هرمون النمو من نشاط الخلايا العصبية في الموضع الأزرق، وهي منطقة في جذع الدماغ مسؤولة عن الإثارة والانتباه والإدراك والبحث عن الجديد.

يرتبط اختلال تنظيم خلايا الموضع الأزرق بالعديد من الاضطرابات النفسية والعصبية.

قال دانيال سيلفرمان، المؤلف المشارك في الدراسة: "إن فهم الدائرة العصبية المسؤولة عن إطلاق هرمون النمو قد يُسهم في نهاية المطاف في تطوير علاجات هرمونية جديدة لتحسين جودة النوم أو استعادة توازن هرمون النمو الطبيعي".

وأضاف: "هناك بعض العلاجات الجينية التجريبية التي تستهدف نوعًا محددًا من الخلايا. قد تُمثل هذه الدائرة آلية جديدة لمحاولة الحد من استثارة الموضع الأزرق، وهو أمر لم يُناقش من قبل".

قام الباحثون، العاملون في مختبر يانج دان، أستاذ علم الأعصاب وعلم الأحياء الجزيئي والخلوي ، باستكشاف الدائرة العصبية الصماء عن طريق إدخال أقطاب كهربائية في أدمغة الفئران وقياس التغيرات في نشاطها بعد تحفيز الخلايا العصبية في منطقة ما تحت المهاد بالضوء.

تنام الفئران لفترات قصيرة - لعدة دقائق في كل مرة - طوال النهار والليل، مما يوفر فرصًا عديدة لدراسة تغيرات هرمون النمو خلال دورات النوم والاستيقاظ .

باستخدام أحدث تقنيات تتبع الدوائر، وجد الفريق أن هرموني الببتيد الصغيرين اللذين يتحكمان في إطلاق هرمون النمو في الدماغ - هرمون النمو الجريبي (GHRH)، الذي يعزز إطلاقه، والسوماتوستاتين، الذي يثبط إطلاقه - يعملان بشكل مختلف أثناء نوم حركة العين السريعة (REM) ونوم حركة العين غير السريعة (Non-REM).

يرتفع مستوى السوماتوستاتين وهرمون النمو الجريبي (GHRH) بشكل كبير أثناء نوم حركة العين السريعة (REM) لتعزيز هرمون النمو، بينما ينخفض ​​مستوى السوماتوستاتين ويرتفع مستوى هرمون النمو الجريبي بشكل معتدل فقط أثناء نوم حركة العين غير السريعة (Non-REM) لتعزيز هرمون النمو.

ينظم هرمون النمو المُفرَز نشاط الموضع الأزرق كآلية تغذية راجعة تُساعد على خلق تأثير يين-يانغ استتبابي.

وجدت الدراسة الجديدة أن هرمون النمو يتراكم ببطء أثناء النوم لتحفيز الموضع الأزرق وتعزيز اليقظة.

لكن عندما يُثار الموضع الأزرق بشكل مفرط، فإنه يُعزز النعاس بشكل متناقض، كما أوضح سيلفرمان في دراسة نُشرت في وقت سابق من هذا العام.

يقول سيلفرمان: "يشير هذا إلى أن النوم وهرمون النمو يُشكلان نظامًا متوازنًا تمامًا: فقلة النوم تُقلل من إفراز هرمون النمو، والإفراط في إفرازه قد يدفع الدماغ نحو اليقظة".

ويضيف: "يُحفّز النوم إفراز هرمون النمو، ويعود هرمون النمو لتنظيم اليقظة، وهذا التوازن ضروري للنمو وإصلاح الأنسجة والصحة الأيضية".

وبما أن هرمون النمو يعمل جزئيا من خلال الموضع الأزرق، الذي يحكم الإثارة العامة للدماغ أثناء اليقظة، فإن التوازن السليم يمكن أن يكون له تأثير أوسع على الانتباه والتفكير.

وقال ديانج: "لا يساعدك هرمون النمو على بناء عضلاتك وعظامك وتقليل أنسجتك الدهنية فحسب، بل قد يكون له أيضًا فوائد معرفية، من خلال تعزيز مستوى الإثارة العامة لديك عند الاستيقاظ".