Effekter af melatonin på søvn, ventilationskontrol og kognition i højden

Forskning har vist, at eksponering for lav ilt i højden forårsager neurokognitiv svækkelse (forringet mental bearbejdning, hukommelse, opmærksomhed, indlæring osv.). Denne svækkelse i kognitiv ydeevne udgør en alvorlig risiko for bjergbestigere, og selvom det traditionelt har været antaget, at mennesker, der bor i stor højde, har tilpasset sig det, viser beviser, at der stadig er betydelig skade på hjernen og svækkelse af kognitive funktioner hos mennesker, der lever. og arbejde i stor højde.

Da hver celle i kroppen kræver ilt for at overleve og fungere, antages svækkelse af kognitiv ydeevne i højden hovedsageligt at skyldes nedsat ilttilgængelighed til centralnervesystemet. Men lav ilt i højden forårsager også ustabil vejrtrækning under søvn, hvilket resulterer i korte perioder, hvor hjernen holder op med at sende signalet til at trække vejret, kaldet central søvnapnø (CSA). Under apnøer (pauser i vejrtrækningen) falder blodilten endnu lavere, og folk vågner typisk kortvarigt og hyperventilerer efter apnøer. Derfor sover folk normalt mindre i højden, deres søvn bliver brudt med perioder med vågenhed i løbet af natten, og de oplever gentagne anfald af alvorligt lavt iltniveau i blodet. Søvn spiller en afgørende rolle i, hvordan hjernen reparerer og konverterer også nyerhvervet information til langtidshukommelse. Derfor kan brudt og nedsat søvn forringe kognitiv ydeevne, hukommelse og indlæring. Gentagne anfald af alvorligt lavt iltindhold producerer også meget reaktive molekyler, der forårsager skade på celler, kaldet oxidativt stress. Oxidativ stress forhindrer også hjernen i at danne langtidsminder og kan i alvorlige tilfælde (såsom ekstrem høj højde og langvarig eksponering) få neuroner i hjernen til at dø. Selvom vedvarende lav ilt i højden sandsynligvis forringer den kognitive funktion, bidrager forstyrret søvn og gentagne anfald af alvorligt lavt iltindhold sandsynligvis også til at forårsage hjerneskade og nedsat kognitiv ydeevne.

Melatonin er et hormon, der produceres i pinealkirtlen i hjernen om natten, og som signalerer til hjernen, at det er tid til at sove. Melatonin er også en meget kraftig antioxidant, som naturligt hjælper med at forhindre skader i kroppen fra oxidativt stress. En undersøgelse tidligere rapporterede, at melatonin taget 90 minutter før sengetid ved 4.300 m (14.200 fod) reducerede den tid, det tog at falde i søvn, det reducerede antallet af gange, folk vågnede under søvn og forbedrede kognitive præstationer den følgende dag. Men hvordan melatonin forårsagede disse virkninger blev ikke bestemt. Derfor sigter denne undersøgelse på at bestemme, hvordan melatonin påvirker ventilationskontrol, søvn og neurokognitiv ydeevne under vedvarende hypoxi.