Sömn, ljus, cirkadian, central oxidativ stress

Miljontals vuxna i USA varierar sin dag-till-dags sömntid för att möta sociala och arbetskrav. Dessa oregelbundna sömnrutiner främjar dålig och otillräcklig sömn. Kronisk otillräcklig sömn ökar risken för fel, olyckor och utveckling av olika hälsostörningar inklusive neurodegenerativa sjukdomar. De underliggande mekanistiska vägarna genom vilka oregelbundna sömnrutiner främjar kognitiv nedsättning och neurodegenerativ sjukdom förblir dåligt förstådda, och det föreslagna arbetet kommer att adressera detta kritiska kunskapsgap. Våra preliminära data indikerar att oregelbundna sömnrutiner inducerar cirkadisk misstämning som vi hypoteserar orsakas av oregelbundna mönster av ljusexponering. Som stöd för denna hypotes visar våra pilotdata att implementering av sömn- och cirkadian-informerad belysning (SCIL) dämpade cirkadisk misstämning och förbättrade kognitiv funktion, även i närvaro av oregelbunden sömntid. Dessutom visar våra pilotstudier att mer sömnstörning korrelerade med mer oxidativ stress (OS) i hjärnregioner som är associerade med kognitiv funktion hos människor, och följaktligen mer OS i dessa regioner korrelerade med sämre kognitiv prestation. Sammantaget tyder våra resultat på att cirkadisk misstämning och OS associerat med otillräcklig sömn kan vara i den kausala vägen för kognitiv nedsättning på grund av oregelbundna sömnrutiner och SCIL kan vara en potentiell motåtgärd. Därför är målet med detta projekt att fastställa effekten av kronisk variabel sömnbrist (CVSD), som en modell för oregelbundna sömnrutiner, på cirkadisk misstämning, OS och kognition. Dessutom kommer vi att utforska rollen av omgivande ljusexponering och effekten av SCIL-förhållanden i ett CVSD-paradigm (2 cykler av två på varandra följande nätter med 3 timmars sömn följt av en 8-timmars återhämtningssömn) på neurofysiologiska och neurokognitiva utfall. I en 7-nätters inpatientsstudie kommer unga friska vuxna att randomiseras till ett av fyra tillstånd: svagt ljus kontroll (8 timmars sömn varje natt), svagt ljus CVSD, rumsljus CVSD och SCIL CVSD. De primära utfallen inkluderar cirkadisk fasåterställning, OS via centralt glutathion mätt med magnetresonansspektroskopi och kognitiv prestation. Studiens syften är att: (1) Fastställa den kausala rollen av ljusexponering i cirkadisk fasåterställning i CVSD, (2) utvärdera effekten av SCIL i CVSD på cirkadisk fasåterställning, sömn och kognition, (3) utvärdera effekten av sömnbrist och cirkadisk fasåterställning i CVSD på OS, och (4) utvärdera associationen mellan kognition och central OS i CVSD. Vårt arbete kommer att vara en omfattande utvärdering av två mekanistiska vägar - cirkadisk misstämning och OS - som kan bidra till kognitiv nedsättning associerad med oregelbundna sömnrutiner. Vi förväntar oss att vårt experimentella och analytiska paradigm ska vara en grundläggande resurs som kan utvidgas till framtida studier som undersöker mekanismer för kognitiv nedsättning och neurodegenerativa sjukdomar associerade med sömnbrist och oregelbundna sömnrutiner, och ha en positiv folkhälsoeffekt genom att vägleda terapeutiska strategier för patienter med sömnstörningar och allmänheten i stort som upplever kronisk variabel sömnbrist.