Neue Einblicke in den Schlaf Schwierigkeiten bei älteren Menschen

Eine neue Studie des Gehirns master circadian clock – bekannt als die suprachiasmatischen Kern oder SCN – zeigt, dass ein Schlüssel-Muster von rhythmischer neuronaler Aktivität beginnt zu sinken, die von mittleren Alter. Die Studie, deren Hauptautor ist UCLA Kanzler-Gen-Block, können Folgen für die große Zahl der älteren Menschen, die Schwierigkeiten haben, schlafen und Anpassung an die änderungen der Zeit.

„Aging hat eine Tiefe Wirkung auf circadiane timing“, sagte Block, ein professor der Psychiatrie und der biobehavioral Wissenschaften und der physiologischen Wissenschaft. „Es ist ganz klar, dass Tiere circadianen Systeme beginnen sich zu verschlechtern, während Sie Altern, und die Menschen haben enorme Probleme mit der Qualität Ihres Schlafes, wie Sie Alter, Schwierigkeiten bei der Anpassung an den Zeit-Zonen-änderungen und Schwierigkeiten bei der Ausführung im Schichtbetrieb, als auch weniger Aufmerksamkeit, wenn es wach. Es ist eine wirkliche änderung im Schlaf-wach-Zyklus.

„Die Frage ist, welche Veränderungen im Nervensystem zugrunde liegen die alle? Dieses Papier schlägt vor, eine primäre Ursache von mindestens einige dieser änderungen ist eine Reduzierung der amplitude der rhythmische Signale aus dem SCN.“

Der SCN, befindet sich im hypothalamus, dem zentralen circadianen Uhr im Menschen und anderen Säugetieren und steuert nicht nur das timing des Schlaf-wach-Zyklus, aber auch viele andere rhythmische und nicht-rhythmische Prozesse im Körper.

Das UCLA-Forscherteam untersucht die SCN von Mäusen und gefunden, dass, während kritische neuronale Aktivität Rhythmen waren schon gestört, im mittleren Alter, die molekularen Mechanismen, die diese erzeugen die Rhythmen waren nicht signifikant verändert.

„Diese Ergebnisse zeigen, dass die Ausgänge der zentralen circadianen Uhr beginnen zu sinken, im mittleren Alter und vorschlagen, dass das gleiche kann wahr sein, in den Menschen,“ sagte Studie co-Autor Christopher Colwell, ein UCLA-professor der Psychiatrie und der biobehavioral Wissenschaften, der hat geforscht, mit Block, für viele Jahre. „Vor dieser Studie, wussten wir nicht, dass der SCN war der Ort, wo der Rückgang Auftritt.“

In eine technische tour de force, dem Forschungs-team erfolgreich erfasst die elektrische Aktivität aus dem Gehirn SCN – nicht in einer Petrischale, sondern mit lebenden Tieren. Die Forschung markiert das erste mal erreicht wurde dies im mittleren Alter der Tiere und der ersten Zeit haben Wissenschaftler beobachtet die zentrale biologische Uhr des Alterns Tiere in Aktion. Die Studie wurde veröffentlicht Juli 13 in the Journal of Neuroscience, journal of the Society for Neuroscience.

Die Wissenschaftler untersuchten die Jungen Mäuse, die nur ein paar Monate alt und von mittlerem Alter Mäuse, die waren mehr als ein Jahr alt. SCN Zellen des Gehirns sind elektrisch aktiv, während des Tages, elektrisch und leise während der Nacht in jüngeren Tieren, und jüngere Menschen, so die Forscher, aber dieser Unterschied verringert sich mit Alterung.

„Die Veränderungen, die wir beobachtet haben, in der Elektro-Rhythmus zwischen den Jungen und Mittelalten Tieren, die ganz dramatische, auftreten, obwohl wir nicht sehen, wesentliche änderungen in der zugrunde liegenden molekularen Rhythmus,“ Block sagte. „Unsere Hypothese ist, dass die altersbedingten Veränderungen in der zirkadianen timing-system sind in Erster Linie Auftritt, zumindest zunächst, auf der Ebene der elektrischen Ausgang Signalisierung, vielleicht vermittelt durch Veränderungen in der Zell-Membran Eigenschaften der SCN-Uhr-Zellen. Dies ist eine gute Nachricht, weil es zeigt, wo in der Zelle zu suchen, die age-related ‚Läsion‘ und trägt so dazu informieren, welche Art von Maßnahmen zur Verfügung stehen können reduzieren diese altersbedingten Defizite.“

Block und Colwell vermuten, der Prozess ist ähnlich wie bei Menschen.

Der SCN hält das system aus mehreren verteilten circadianen Oszillatoren synchron, aber Störungen im SCN führen zu einem gestörten Schlaf, sowie Dysfunktionen in Erinnerung, das Herz-Kreislauf-system und die körpereigene Immunantwort und Stoffwechsel.

Die SCN -, Block sagte, kann man sich vorstellen wie ein schweres Pendel, das steuert viele Licht Pendel (Oszillatoren), mit Gummibändern zwischen Ihnen.

„Wenn der zentrale Takt schwächt, es ist effektiv, wie diese Gummi-Bänder dünner und schwächer,“ Block sagte. „Wenn die SCN-Alter, und diese Gummi-Bänder schwächer werden, wird es schwer für den SCN synchronisiert alle anderen Oszillatoren.“

In den Jungen Mäusen fanden die Wissenschaftler hohe Aktivität während des Tages und der deutlich geringeren Aktivität während der Nacht. Im mittleren Alter Mäuse, es war nicht annähernd so groß einen Unterschied in der Aktivität zwischen Tag und Nacht.

„In den mittleren Alters Mäusen, haben Sie noch einen circadianen Rhythmus, jedoch die amplitude verringert ist,“ Block sagte. „Nachts, wenn der elektrische Antrieb, Aktivität Ebenen sind in der Regel ziemlich niedrig sind, werden die Stufen erhöht haben. Somit ist der Unterschied zwischen den höchsten Ebenen der Aktivität während der Tages-und der niedrigsten Niveaus der Aktivität während der Nacht ist sehr viel kleiner in den mittleren Alters Mäusen.“

Eine große Zahl von Menschen über 65 Jahren regelmäßig Schlaftabletten zu nehmen, aber die Wirkung der solche Pillen zu nehmen, die über viele Jahre nicht bekannt, sagte Colwell, wer hofft, dass die neue Forschung wird dazu führen, dass andere Optionen für einen guten Schlaf.

Colwell, Block und Ihrem team einen plan zu verfolgen follow-up-Forschung auf die Behandlung Optionen, die könnten, verbessern die Funktion des zirkadianen Systems mit dem Altern. Sie studieren die spezielle Membran-channel Veränderungen in der SCN, verantwortlich für den elektrischen Rhythmus und auch suchen, bei der circadianen regulation des Herzens und der Mechanismen, die neuronale Aktivität Rhythmen in der SCN.

Ihre Forschung könnte möglicherweise dazu führen, neue Wege der Steigerung der circadiane Ausgang. Es ist möglich, Colwell und der Block sagte, dass relativ einfache Ansätze, die nützlich sein könnten, wie Sport in den frühen Morgenstunden, bekommen regelmäßige Exposition gegenüber hellem Licht, Essen Mahlzeiten in gleichmäßigen Zeiten und bei Reisen, Verzehr von Mahlzeiten, bei der entsprechenden lokalen Zeit, unabhängig davon, ob man hungrig ist dann.

Mögliche Maßnahmen können beinhalten, Wege zu entdecken, wie die Verbesserung der Schlaf-Zyklus des alternden Menschen und Ihre Fähigkeit zum besseren Umgang mit Zeit-zone sich ändert, vielleicht durch die Steigerung der amplitude des SCN. Neue pharmazeutische Ansätze entwickelt werden können, die Forscher sagten. Die zukünftige Forschung kann sich herausstellen, welche Ansätze sind wahrscheinlich die effektivste.

Co-Autoren der Studie enthalten, führen Wissenschaftler Takahiro Nakamura, ein ehemaliger UCLA Postdoc-Stipendiat in Colwell und zu Blockieren, Labor, die derzeit an der Fakultät an der japanischen Teikyo Heisei Universität; Takashi Kudo, ein UCLA Postdoc-Stipendiat; und Tamara Cutler, ein UCLA-student, arbeitet in Colwell und Block lab.

Finanziert wurde die Forschung von den Nationalen Instituten der Gesundheit und von der UCLA.

Implikationen für Patienten mit neurologischen Erkrankungen wie Parkinson

In Forschung, Colwell und seine Kollegen haben dokumentiert, dass die Veränderungen ähnlich denen, die auftreten, wie wir Altern auftreten, auch in Maus-Modellen von neurodegenerativen Erkrankungen wie der Huntington-Krankheit und Parkinson-Krankheit.

„Bei vielen neurologischen Erkrankungen, die Patienten haben eine harte Zeit schlafen in der Nacht und wach zu bleiben während des Tages,“ sagte Colwell, wer war ein postdoctoral fellow in Block lab in den frühen 1990er Jahren an der Universität von Virginia. „Eine der wichtigsten klinischen Beschwerden von Patienten mit der Huntington-Krankheit und Parkinson-Krankheit ist, dass Sie nicht schlafen können, und reagieren nicht gut auf Schlaftabletten. Wir denken, dass die gleiche Dysfunktion, die wir sehen, mit dem normalen Alterungsprozess Auftritt, viel früher und stärker mit diesen Patienten, und wir hoffen, dass die Behandlung Strategien, die wir entwickeln, die für das Altern angewendet werden können, um zu helfen, Patienten mit neurodegenerativen Erkrankungen. Wenn wir lernen, was schief geht, dann sind wir vielleicht in der Lage, Behandlungen zu entwickeln.“

Colwell Forschung über die Huntington-Krankheit veröffentlicht wurde Anfang dieses Jahres in der Fachzeitschrift Experimental Neurology, und seine Forschung zur Parkinson-wurde für die Veröffentlichung in der gleichen Zeitschrift.

Bachelor-arbeiten im Labor von Colwell und Block

Tamara Cutler, ein UCLA senior in der Fachrichtung Neurowissenschaften und physiologischen Wissenschaft, co-Autor der neuen SCN-Forschung. Also, was ist es wie für ein Studium zur Durchführung von Forschungsarbeiten mit renommierten Wissenschaftlern, darunter die Universität ist der Kanzler?

„Die Arbeit im Labor von Professor Colwell und Kanzler-Block wurde lohnende, anspruchsvolle und unbezahlbar,“ Cutler sagte. „Ich trat in das Labor mit der üblichen Buch wissen eines life-sciences-student, eine fast grenzenlose Begeisterung für die Forschung und eine Liebe für das lösen von Rätseln jeder Art. Professor Colwell, Kanzler-Block, der postdocs (Dawn Loh und Takshi Kudo) und der graduate-Studenten alle Zeit investiert in meine Ausbildung und ich viele fantastische Möglichkeiten zur Entwicklung einer starken Fähigkeiten.

„Seit seinem Eintritt in das Labor, ich habe gelernt, zahlreiche Techniken und zugelassen zur Durchführung meiner Experimente von Anfang bis Ende, während der Arbeit an meiner honours-Arbeit. Ich wurde behandelt wie ein wertvolles Mitglied der Labor-und wurden ermutigt, zu machen intellektuellen Beiträge zu unserer Forschung, die ich bin sicher, dass hat sich stark beschleunigt mein Wachstum als Wissenschaftler. Gewährt eine co-Autorenschaft dieses Manuskript als Student ist sehr sinnvoll für mich, weil es wird nicht ausgehändigt leicht hier.

„Dr. Colwell und Bundeskanzler Block sind wirklich außergewöhnlich Wissenschaftler und Persönlichkeiten in der circadianen Forschung, und es wurde mir eine große Ehre, von Ihnen zu lernen. Ich weiß, dass meine Zeit hier in der Colwell-Block lab verwandelte mich von jemandem, der nur lernt, die Wissenschaft in jemanden, der eigentlich Wissenschaft betreiben. Ich habe noch Jahre des Trainings Voraus, aber die Reise war bisher unbezahlbar.“

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