Účinky melatoninu na spánek, ventilační kontrolu a kognici ve výšce

Výzkum ukázal, že vystavení nízkému kyslíku ve výšce způsobuje neurokognitivní poškození (narušení mentálního zpracování, paměti, pozornosti, učení atd.). Toto zhoršení kognitivní výkonnosti představuje vážné riziko pro horolezce, a přestože se tradičně mělo za to, že lidé žijící ve vysoké nadmořské výšce se tomu přizpůsobili, důkazy ukazují, že stále existuje značné poškození mozku a zhoršení kognitivních funkcí lidí, kteří žijí. a pracovat ve vysoké nadmořské výšce.

Protože každá buňka v těle potřebuje k přežití a fungování kyslík, předpokládá se, že zhoršení kognitivní výkonnosti ve výšce je způsobeno především sníženou dostupností kyslíku pro centrální nervový systém. Nízký obsah kyslíku ve výšce však také způsobuje nestabilní dýchání během spánku, což má za následek krátká období, kdy mozek přestane vysílat signál k dechu, nazývaný centrální spánková apnoe (CSA). Během apnoe (pauzy v dýchání) kyslík v krvi klesá ještě níže a lidé se po apnoe obvykle krátce probudí a hyperventilují. Proto lidé ve výšce obvykle spí méně, jejich spánek je přerušovaný obdobími bdění během noci a zažívají opakované záchvaty velmi nízké hladiny kyslíku v krvi. Spánek hraje zásadní roli v tom, jak mozek opravuje a také převádí nově získané informace do dlouhodobé paměti. Proto může narušený a omezený spánek zhoršit kognitivní výkon, paměť a učení. Opakované záchvaty silného nedostatku kyslíku také vytvářejí vysoce reaktivní molekuly, které způsobují poškození buněk, nazývané oxidační stres. Oxidační stres také brání mozku ve vytváření dlouhodobých vzpomínek a ve vážných případech (jako je extrémně vysoká nadmořská výška a dlouhodobá expozice) může způsobit odumírání neuronů v mozku. Proto ačkoli trvale nízký obsah kyslíku v nadmořské výšce pravděpodobně zhoršuje kognitivní funkce, narušený spánek a opakované záchvaty velmi nízkého obsahu kyslíku pravděpodobně také přispívají k poškození mozku a zhoršené kognitivní výkonnosti.

Melatonin je hormon produkovaný v epifýze mozku během noci, který signalizuje mozku, že je čas spát. Melatonin je také velmi silný antioxidant, který přirozeně pomáhá předcházet poškození organismu oxidativním stresem. Studie již dříve uvedla, že melatonin užívaný 90 minut před spaním ve výšce 4 300 m (14 200 stop) zkracuje dobu potřebnou k usnutí, snižuje počet probuzení lidí během spánku a zlepšuje kognitivní výkon následující den. Nebylo však stanoveno, jak melatonin tyto účinky způsobil. Tato studie si proto klade za cíl zjistit, jak melatonin ovlivňuje ventilační kontrolu, spánek a neurokognitivní výkon během trvalé hypoxie.