Влияние мелатонина на сон, контроль дыхания и познание на высоте

Исследования показали, что воздействие низкого содержания кислорода на высоте вызывает нейрокогнитивные нарушения (нарушение умственной обработки, памяти, внимания, обучения и т. д.). Это нарушение когнитивных функций представляет серьезную опасность для альпинистов, и хотя традиционно считалось, что люди, живущие на больших высотах, адаптировались к нему, данные показывают, что у людей, живущих на большой высоте, по-прежнему наблюдаются значительные повреждения мозга и нарушения когнитивных функций. и работать на высоте.

Поскольку каждой клетке тела для выживания и функционирования требуется кислород, считается, что нарушение когнитивных функций на высоте связано главным образом с уменьшением доступности кислорода для центральной нервной системы. Однако низкий уровень кислорода на высоте также вызывает нестабильное дыхание во время сна, что приводит к коротким периодам, когда мозг перестает посылать сигнал дыханию, что называется центральным апноэ во сне (CSA). Во время апноэ (паузы в дыхании) уровень кислорода в крови падает еще ниже, и люди обычно ненадолго просыпаются и гипервентилируют после апноэ. Поэтому на высоте люди обычно меньше спят, их сон прерывается периодами бодрствования в течение ночи, и они испытывают повторяющиеся приступы сильного снижения уровня кислорода в крови. Сон играет решающую роль в восстановлении мозга, а также в преобразовании вновь полученной информации в долговременную память. Поэтому нарушенный и сокращенный сон может ухудшить когнитивные функции, память и обучение. Повторяющиеся приступы сильного недостатка кислорода также производят высокореактивные молекулы, которые вызывают повреждение клеток, что называется окислительным стрессом. Окислительный стресс также препятствует формированию долговременных воспоминаний в мозгу, а в тяжелых случаях (например, на очень большой высоте и при длительном воздействии) может привести к гибели нейронов в мозге. Следовательно, хотя устойчивый низкий уровень кислорода на высоте, вероятно, ухудшает когнитивные функции, нарушенный сон и повторяющиеся приступы сильного низкого уровня кислорода, вероятно, также способствуют повреждению мозга и нарушению когнитивных функций.

Мелатонин — это гормон, вырабатываемый в шишковидной железе головного мозга ночью, который сигнализирует мозгу, что пора спать. Мелатонин также является очень мощным антиоксидантом, который естественным образом помогает предотвратить повреждение организма от окислительного стресса. Ранее в исследовании сообщалось, что мелатонин, принимаемый за 90 минут до сна на высоте 4300 м (14 200 футов), сокращает время, необходимое для засыпания, уменьшает количество раз, когда люди просыпаются во время сна, и улучшает когнитивные способности на следующий день. Однако, как мелатонин вызвал эти эффекты, не было определено. Поэтому это исследование направлено на определение того, как мелатонин влияет на контроль дыхания, сон и нейрокогнитивные функции во время устойчивой гипоксии.