Spánek, světlo, cirkadiánní, centrální oxidační stres

Miliony dospělých v USA mění své denní načasování spánku, aby vyhověli společenským a pracovním požadavkům. Tyto nepravidelné spánkové režimy podporují nekvalitní a nedostatečný spánek. Chronický nedostatek spánku zvyšuje riziko chyb, nehod a rozvoje různých zdravotních poruch včetně neurodegenerativních onemocnění. Základní mechanismy, kterými nepravidelné spánkové režimy podporují kognitivní poruchy a neurodegenerativní onemocnění, zůstávají špatně pochopeny, a navrhovaná práce se bude zabývat touto kritickou mezerou ve znalostech. Naše předběžná data ukazují, že nepravidelné spánkové režimy vyvolávají cirkadiánní desynchronizaci, u které předpokládáme, že je způsobena nepravidelnými vzory vystavení světlu. Podporou této hypotézy jsou naše pilotní data, která ukazují, že zavedení spánkově a cirkadiánně informovaného osvětlení (SCIL) zmírnilo cirkadiánní desynchronizaci a zlepšilo kognitivní funkci, a to i při nepravidelném načasování spánku. Dále naše pilotní studie ukazují, že větší spánková porucha korelovala s větším oxidačním stresem (OS) v oblastech mozku, které jsou spojeny s kognitivní funkcí u lidí, a následně větší OS v těchto oblastech koreloval s horším kognitivním výkonem. Spojením těchto výsledků naznačujeme, že cirkadiánní desynchronizace a OS spojené s nedostatečným spánkem mohou být součástí kauzální cesty pro kognitivní poruchy způsobené nepravidelnými spánkovými režimy, a SCIL může být potenciálním protiopatřením. Proto je cílem tohoto projektu určit dopad chronického variabilního nedostatku spánku (CVSD) jako modelu nepravidelných spánkových režimů na cirkadiánní desynchronizaci, OS a kognici. Dále budeme zkoumat roli vystavení okolnímu světlu a dopad podmínek SCIL v paradigmatu CVSD (2 cykly dvou po sobě jdoucích nocí s 3 hodinami spánku následovaných jednou 8hodinovou regenerační spánkovou nocí) na neurofyziologické a neurokognitivní výsledky. V sedmidenní studii s hospitalizací budou mladí zdraví dospělí randomizováni do jedné ze čtyř podmínek: kontrola s tlumeným světlem (8 hodin spánku každou noc), CVSD s tlumeným světlem, CVSD s pokojovým světlem a CVSD s SCIL. Primární výsledky zahrnují resetování cirkadiánní fáze, OS měřený centrálním glutathionem pomocí magnetické rezonanční spektroskopie a kognitivní výkon. Cíle studie jsou: (1) určit kauzální roli vystavení světlu při resetování cirkadiánní fáze v CVSD, (2) vyhodnotit dopad SCIL v CVSD na resetování cirkadiánní fáze, spánek a kognici, (3) vyhodnotit dopad nedostatku spánku a resetování cirkadiánní fáze v CVSD na OS, a (4) vyhodnotit asociaci mezi kognicí a centrálním OS v CVSD. Naše práce bude komplexním vyhodnocením dvou mechanismů – cirkadiánní desynchronizace a OS – které mohou přispívat ke kognitivním poruchám spojeným s nepravidelnými spánkovými režimy. Očekáváme, že naše experimentální a analytické paradigma bude základním zdrojem, který může být rozšířen do budoucích studií zkoumajících mechanismy kognitivních poruch a neurodegenerativních onemocnění spojených se ztrátou spánku a nepravidelnými spánkovými režimy, a bude mít pozitivní dopad na veřejné zdraví tím, že povede terapeutické strategie pro pacienty se spánkovými poruchami a obecnou populaci, která zažívá chronický variabilní nedostatek spánku.