Хроническое ограничение сна у крыс приводит к ослаблению компенсаторных реакций в ответ на острую депривацию сна

Гузеев М.А.

ФГБУН «Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова» Российской академии наук

ORCID: 0000-0002-4402-8211

Курмазов Н.С.

ФГБУН «Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова» Российской академии наук

ORCID: 0000-0001-7212-6903

Екимова И.В.

ФГБУН «Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова» Российской академии наук

ORCID: 0000-0003-4989-0086

Хроническое ограничение сна у крыс приводит к ослаблению компенсаторных реакций в ответ на острую депривацию сна

Авторы:

Гузеев М.А., Курмазов Н.С., Екимова И.В.

Подробнее об авторах

Журнал: Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. Спецвыпуски. 2023;123(5‑2): 35‑42

DOI: 10.17116/jnevro202312305235

Загрузок: 0

Связаться с автором

Оглавление

Как цитировать:

Гузеев М.А., Курмазов Н.С., Екимова И.В. Хроническое ограничение сна у крыс приводит к ослаблению компенсаторных реакций в ответ на острую депривацию сна. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. Спецвыпуски. 2023;123(5‑2):35‑42.
Guzeev MA, Kurmazov NS, Ekimova IV. Chronic sleep restriction in rats leads to a weakening of compensatory reactions in response to acute sleep deprivation. S.S. Korsakov Journal of Neurology and Psychiatry. 2023;123(5‑2):35‑42. (In Russ.)
https://doi.org/10.17116/jnevro202312305235

Доказательная гастроэнтерология: pro et contra

Актуальные вопросы педиатрической практики

Использование инфографики авторами научных работ

Закрыть метаданные

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Выявить особенности в проявлении компенсаторных механизмов регуляции сна в ответ на острую депривацию сна после хронического недосыпания у крыс.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

У самцов крыс популяции Вистар (7—8 мес) хронический недостаток сна вызывался 5-дневным циклическим режимом ограничения сна: 3 ч депривации сна и 1 ч покоя непрерывно в течение суток. Шестичасовую острую тотальную депривацию сна проводили в начале светлого времени суток на 3-й день после ограничения сна. Полисомнографические данные регистрировали в течение суток до хронического ограничения сна, на 2-й день после хронического ограничения сна и после острой депривации сна. Контрольную группу хроническому ограничению сна не подвергали.

РЕЗУЛЬТАТЫ

У животных, подвергнутых хроническому ограничению сна, компенсаторное увеличение общего времени сна в ответ на острую депривацию было меньше, чем у контрольных животных. Компенсаторное увеличение времени медленноволнового сна (МВС) наблюдалось только в первые 6 ч после острой депривации сна, тогда как у контрольных животных период компенсации МВС продолжался 12 ч. Компенсаторное повышение медленноволновой активности (МВА) наблюдалось в обеих группах, но у животных, испытавших хроническое ограничение сна, амплитуда МВА после острой депривации была меньше, чем у контрольных животных. Компенсаторное возрастание продолжительности парадоксального сна (ПС) у животных, подвергнутых хроническому ограничению сна, наступало сразу после острой депривации и совпадало с компенсаторным увеличением МВС и МВА, тогда как в контрольных условиях эти процессы разнесены во времени.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В целом можно резюмировать, что компенсаторные реакции сна в ответ на его острую депривацию (гомеостаз сна) оказываются ослаблены у животных, подвергнутых хроническому недосыпанию, так как сокращается время и амплитуда реакции.

Ключевые слова:

хроническое ограничение сна

острая депривация сна

медленноволновая активность

гомеостаз сна

крыса

Авторы:

Гузеев М.А.

ФГБУН «Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова» Российской академии наук

ORCID: 0000-0002-4402-8211

Курмазов Н.С.

ФГБУН «Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова» Российской академии наук

ORCID: 0000-0001-7212-6903

Екимова И.В.

ФГБУН «Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова» Российской академии наук

ORCID: 0000-0003-4989-0086

Дата поступления:

13.03.2023

Дата принятия в печать:

16.03.2023

Список литературы:

García-Aviles JE, Méndez-Hernández R, Guzmán-Ruiz MA, et al. Metabolic Disturbances Induced by Sleep Restriction as Potential Triggers for Alzheimer’s Disease. Front Integr Neurosci. 2021;15:722523. https://doi.org/10.3389/fnint.2021.722523
Novati A, Roman V, Cetin T, et al. Chronically restricted sleep leads to depression-like changes in neurotransmitter receptor sensitivity and neuroendocrine stress reactivity in rats. Sleep. 2008;31(11):1579-1585. https://doi.org/10.1093/sleep/31.11.1579
Banks S, Dinges DF. Behavioral and physiological consequences of sleep restriction. J Clin Sleep Med. 2007;3(5):519-528. https://doi.org/10.5664/jcsm.26918
Grandner MA, Sands-Lincoln MR, Pak VM, Garland SN. Sleep duration, cardiovascular disease, and proinflammatory biomarkers. Nat Sci Sleep. 2013;5:93-107. Published 2013 Jul 22. https://doi.org/10.2147/NSS.S31063
Borbély AA, Achermann P. Sleep homeostasis and models of sleep regulation. J Biol Rhythms. 1999;14(6):557-568. https://doi.org/10.1177/074873099129000894
Vyazovskiy VV, Achermann P, Tobler I. Sleep homeostasis in the rat in the light and dark period. Brain Res Bull. 2007;74(1-3):37-44. https://doi.org/10.1016/j.brainresbull.2007.05.001
Endo T, Schwierin B, Borbély AA, Tobler I. Selective and total sleep deprivation: effect on the sleep EEG in the rat. Psychiatry Res. 1997;66(2-3):97-110. https://doi.org/10.1016/s0165-1781(96)03029-6
Kim Y, Laposky AD, Bergmann BM, Turek FW. Repeated sleep restriction in rats leads to homeostatic and allostatic responses during recovery sleep. Proc Natl Acad Sci USA. 2007;104(25):10697-10702. https://doi.org/10.1073/pnas.0610351104
Deurveilher S, Rusak B, Semba K. Time-of-day modulation of homeostatic and allostatic sleep responses to chronic sleep restriction in rats. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2012;302(12):1411-1425. https://doi.org/10.1152/ajpregu.00678.2011
Clasadonte J, McIver SR, Schmitt LI, Halassa MM, Haydon PG. Chronic sleep restriction disrupts sleep homeostasis and behavioral sensitivity to alcohol by reducing the extracellular accumulation of adenosine. J Neurosci. 2014;34(5):1879-1891. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.2870-12.2014
Kim B, Kocsis B, Hwang E, et al. Differential modulation of global and local neural oscillations in REM sleep by homeostatic sleep regulation. Proc Natl Acad Sci USA. 2017;114(9):1727-1736. https://doi.org/10.1073/pnas.1615230114
Deurveilher S, Shewchuk SM, Semba K. Homeostatic sleep and body temperature responses to acute sleep deprivation are preserved following chronic sleep restriction in rats. J Sleep Res. 2021;30(5):e13348. https://doi.org/10.1111/jsr.13348
Hennecke E, Lange D, Steenbergen F, et al. Adverse interaction effects of chronic and acute sleep deficits on spatial working memory but not on verbal working memory or declarative memory. J Sleep Res. 2021;30(4):e13225. https://doi.org/10.1111/jsr.13225
Skorucak J, Arbon EL, Dijk DJ, Achermann P. Response to chronic sleep restriction, extension, and subsequent total sleep deprivation in humans: adaptation or preserved sleep homeostasis? Sleep. 2018;41(7):32-37. https://doi.org/10.1093/sleep/zsy078
Гузеев М.А., Курмазов Н.С., Симонова В.В. и др. Создание модели хронического недосыпания для трансляционных исследований. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2021;121(4-2):6-13. https://doi.org/10.17116/jnevro20211214026
Brunner DP, Dijk DJ, Borbély AA. Repeated partial sleep deprivation progressively changes in EEG during sleep and wakefulness. Sleep. 1993;16(2):100-113. https://doi.org/10.1093/sleep/16.2.100
Akerstedt T, Kecklund G, Ingre M, Lekander M, Axelsson J. Sleep homeostasis during repeated sleep restriction and recovery: support from EEG dynamics. Sleep. 2009;32(2):217-222. https://doi.org/10.5665/sleep/32.2.217
Van Dongen HP, Maislin G, Mullington JM, Dinges DF. The cumulative cost of additional wakefulness: dose-response effects on neurobehavioral functions and sleep physiology from chronic sleep restriction and total sleep deprivation [published correction appears in Sleep. 2004;27(4):600]. Sleep. 2003;26(2):117-126. https://doi.org/10.1093/sleep/26.2.117
Karbowski J. Global and regional brain metabolic scaling and its functional consequences. BMC Biol. 2007;5:18. Published 2007 May 9. https://doi.org/10.1186/1741-7007-5-18
Elgar MA, Pagel MD, Harvey PH. Sleep in mammals. Animal Behaviour. 1988;36(5):1407-1419. https://doi.org/10.1016/S0003-3472(88)80211-2
Porkka-Heiskanen T, Kalinchuk A, Alanko L, Urrila A, Stenberg D. Adenosine, energy metabolism, and sleep. Scientific World Journal. 2003;3:790-798. Published 2003 Aug 20. https://doi.org/10.1100/tsw.2003.65
Schmidt MH. The energy allocation function of sleep: a unifying theory of sleep, torpor, and continuous wakefulness. Neurosci Biobehav Rev. 2014;47:122-153. https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2014.08.001
Rechtschaffen A, Bergmann BM, Gilliland MA, Bauer K. Effects of method, duration, and sleep stage on rebounds from sleep deprivation in the rat. Sleep. 1999;22(1):11-31. https://doi.org/10.1093/sleep/22.1.11
Merica H, Blois R, Gaillard JM. Spectral characteristics of sleep EEG in chronic insomnia. Eur J Neurosci. 1998;10(5):1826-1834. https://doi.org/10.1046/j.1460-9568.1998.00189.x
Bonnet MH, Arand DL. Hyperarousal and insomnia: state of the science. Sleep Med Rev. 2010;14(1):9-15. https://doi.org/10.1016/j.smrv.2009.05.002
Maric A, Lustenberger C, Werth E, Baumann CR, Poryazova R, Huber R. Intraindividual Increase of Homeostatic Sleep Pressure Across Acute and Chronic Sleep Loss: A High-Density EEG Study. Sleep. 2017;40(9):30-38. https://doi.org/10.1093/sleep/zsx122
Kim Y, Bolortuya Y, Chen L, Basheer R, McCarley RW, Strecker RE. Decoupling of sleepiness from sleep time and intensity during chronic sleep restriction: evidence for a role of the adenosine system. Sleep. 2012;35(6):861-869. Published 2012 Jun 1. https://doi.org/10.5665/sleep.1890
Stephenson R, Caron AM, Famina S. Behavioral sleep-wake homeostasis and EEG delta power are decoupled by chronic sleep restriction in the rat. Sleep. 2015;38(5):685-697. Published 2015 May 1. https://doi.org/10.5665/sleep.4656
Benington JH, Kodali SK, Heller HC. Stimulation of A1 adenosine receptors mimics the electroencephalographic effects of sleep deprivation. Brain Res. 1995;692(1-2):79-85. https://doi.org/10.1016/0006-8993(95)00590-m
Xie L, Kang H, Xu Q, et al. Sleep drives metabolite clearance from the adult brain. Science. 2013;342(6156):373-377. https://doi.org/10.1126/science.1241224

Закрыть метаданные