Effekter av melatonin på søvn, ventilasjonskontroll og kognisjon i høyden

Forskning har vist at eksponering for lavt oksygen i høyden forårsaker nevrokognitiv svekkelse (svekket mental prosessering, hukommelse, oppmerksomhet, læring osv.). Denne svekkelsen i kognitiv ytelse utgjør en alvorlig risiko for fjellklatrere, og selv om det tradisjonelt har vært antatt at folk som bor i stor høyde har tilpasset seg det, viser bevis at det fortsatt er betydelig skade på hjernen og svekkelser i kognitiv funksjon hos mennesker som lever. og jobbe i stor høyde.

Ettersom hver celle i kroppen krever oksygen for å overleve og fungere, antas svekkelse i kognitiv ytelse i høyden hovedsakelig på grunn av redusert oksygentilgjengelighet til sentralnervesystemet. Men lavt oksygen i høyden forårsaker også ustabil pust under søvn som resulterer i korte perioder hvor hjernen slutter å sende signalet til å puste, kalt sentral søvnapné (CSA). Under apnéer (pustepauser) synker oksygen i blodet enda lavere, og folk våkner vanligvis kort og hyperventilerer etter apnéer. Derfor sover folk i høyden vanligvis mindre, søvnen blir ødelagt med perioder med våkenhet i løpet av natten og de opplever gjentatte anfall med alvorlig lave oksygennivåer i blodet. Søvn spiller en kritisk rolle i hvordan hjernen reparerer og konverterer også nyervervet informasjon til langtidshukommelse. Derfor kan ødelagt og redusert søvn svekke kognitiv ytelse, hukommelse og læring. Gjentatte anfall med alvorlig lavt oksygen produserer også svært reaktive molekyler som forårsaker skade på celler, kalt oksidativt stress. Oksidativt stress forhindrer også hjernen i å danne langtidsminner og kan i alvorlige tilfeller (som ekstremt høy høyde og langvarig eksponering) føre til at nevroner i hjernen dør. Selv om vedvarende lavt oksygen i høyden sannsynligvis svekker kognitiv funksjon, vil forstyrret søvn og gjentatte anfall med alvorlig lavt oksygen sannsynligvis også bidra til å forårsake hjerneskade og nedsatt kognitiv ytelse.

Melatonin er et hormon som produseres i pinealkjertelen i hjernen om natten som signaliserer til hjernen at det er på tide å sove. Melatonin er også en veldig kraftig antioksidant som naturlig bidrar til å forhindre skade i kroppen fra oksidativt stress. En studie har tidligere rapportert at melatonin tatt 90 minutter før sengetid på 4300 m (14 200 fot) reduserte tiden det tok å sovne, det reduserte antall ganger folk våknet under søvn og forbedret kognitiv ytelse dagen etter. Hvordan melatonin forårsaket disse effektene ble imidlertid ikke bestemt. Derfor har denne studien som mål å bestemme hvordan melatonin påvirker ventilasjonskontroll, søvn og nevrokognitiv ytelse under vedvarende hypoksi.