Результатом одного из важных биохимических процессов является сонливость, а вещество, известное, как аденозин играет здесь ключевую роль. Аденозин — это нуклеозид, который состоит из аденина, соединенного с рибозой (рибофуранозой). Вещество встречается повсеместно в каждой клетке человеческого организма.
Содержание
Влияние аденозина на организм
Аденозин является частью молекулы АТФ (аденозинтрифосфата), которая необходима для клеточной энергии и регуляции физиологических процессов. Он играет большую роль в подавлении бодрости, стимуляции и генетике сна.
Концентрация аденозина увеличивается во время интенсивной мозговой деятельности и бодрствования, а уменьшается во время последующего сна. Чем больше накапливается аденозин, тем больше нас клонит в сон. По мере того, как уровень аденозина снижается в течение ночи наступает пробуждение.
Аденозин и его рецепторы участвуют в многочисленных функциях, включая регуляцию циркадного ритма и контроль иммунной системы. По мере того, как аденозин присоединяется к аденозиновым рецепторам, он начинает способствовать мышечному расслаблению и усталости, поэтому мы начинаем уставать ближе к вечеру.
Аденозин также играет роль в поддержании оптимального уровня сахара в крови, уменьшает воспаление и выработку жира, предотвращает резистентность к инсулину, контролирует температуру тела и потребление энергии. Его сбалансированные уровни и активность могут помочь предотвратить развитие инсулинорезистентности и ожирение.
Основные функции аденозина
Важно отметить, что аденозин вырабатывается, как при интенсивной, физической, так и при умственной работе. Тренировки и физическая активность поздним вечером или ночью может губительно сказаться на процессе засыпания.
Главными функциями аденозина в организме являются:
- Контроль цикла «сон-бодрствование».
- Поддержание баланса иммунных реакций и функций мозга.
- Предотвращение чрезмерного воспаления.
- Понижение кровяного давления.
Организм также производит аденозин в ответ на повреждение и воспаление. Естественно нашему телу тяжело адаптироваться к отходу ко сну, когда происходит борьба в которой участвует воспалительный процесс.
Воспалительные процессы продуцируют высвобождение АТФ, АДФ и других нуклеотидов, которые могут вызвать иммунный ответ. В хорошем случае они должны метаболизироваться в противовоспалительный аденозин, чтобы подавить иммунную гиперактивность.
Согласно книге К. Максимовой «Генетика сна и немного больше…» аденозин:
- является энергетическим источником для биохимических процессов в организме, в частности для образования ферментов;
- участвует в энергетическом обмене и из него образуется АТФ путем фосфорилирования с затратами энергии.
Другими словами, АТФ стимулирует иммунную систему, а аденозин останавливает иммунный ответ. Тем не менее, при онкологических заболеваниях и некоторых нарушениях в иммунной функции этот сигнал остановки чрезмерно выражен.
Эффект рецепторов аденозина
Аденозин имеет четыре рецептора — А1, А2А, А2 В и А3 — которые позволяют ему достигать такого широкого спектра активности. Уровень аденозина определяет тип рецептора, с которым он будет связываться, что определяет эффект, который он будет оказывать на организм:
- Сон: Аденозин увеличивается в головном мозге во время бодрствования и ночью, он активирует рецепторы А1 и А2А. Это снижает активность и способствует сну.
- Диабет: дисфункция рецепторов А1 и А2 В играет роль в диабете.
- Неродегенеративные заболевания: согласно исследованям на животных, блокирование рецептора A2A может защитить мозг от эпилепсии, депрессии, болезни Альцгеймера и болезни Паркинсона.
- Стресс: активирует аденозиновые рецепторы. Он усиливает расщепление АТФ и аденозина.
- Серьезные заболевания: большое количество аденозина выделяется при заражении крови (сепсис), и рецептор A2B активируется для предотвращения дальнейшего роста бактерий, воспаления и смерти.
Организм контролирует уровень аденозина и преобразовывает его в другое соединение, называемое инозин с помощью фермента аденозин-деаминазы (ADA). Фермент регулирует уровень аденозина в организме и расщепляет его из пищи.
Аденозин-деаминаза также участвует в иммунной функции. Дисфункция или отсутствие фермента в нашем организме вызывает комбинированный иммунодефицит. Чем больше концентрация аденозина в организме, тем меньше активность иммунной системы.
Из этого следует, что люди, которые пренебрегают простыми правилами по оптимизации сна чаще сталкиваются с распространением воспалительных заболеваний, включая вирусную или бактериальную инфекцию.
Аденозин присоединяется к рецептору ADORA2A, что играет решающую роль в оптимизации сна. Если мы блокируем аденозиновый рецептор, то мы можем почувствовать меньшую сонливость. По такому принципу работает кофеин, который присоединяется к ADORA2A и блокирует его последующую выработку.
Именно поэтому мы можем почувствовать бодрость и прилив энергии после выпитого кофе с утра. Алкоголь также имеет связь с аденозиновой системой и повышает внеклеточный уровень аденозина. Употребление алкоголя перед сном обычно вызывает сонливость, а хроническое употребление алкоголя портит качество сна и деструктивно влияет на циркадные ритмы.
Кофеин — враг аденозина
Есть два фермента, которые расщепляют аденозин:
- Аденозинкиназа (ADK);
- Аденозин-деаминаза (ADA).
Ген ADA кодирует аденозин-деаминазу, фермент, который превращает аденозин в инозин. Инозин действует, как конкурентный ингибитор аденозина. Таким образом, более высокая концентрация ADA может уменьшить аденозин и увеличить инозин.
Снижение ADA приведет к увеличению аденозина и снижению инозина. Цинк является единственным ко-фактором, необходимым для ADA, поэтому необходим его достаточный уровень, чтобы фермент работал оптимально.
Кофеин (особенно его чрезмерное употребление) может играть полезную роль, потому что он является антагонистом аденозина, но у кофеина есть ряд своих недостатков.
Генотип ADA rs73598374:
- T/T — уменьшенный клиренс аденозина, более глубокий сон, может быть сонливость при пробуждении;
- C/C — типичный клиренс аденозина;
- C/T — уменьшенный клиренс аденозина, меньшее количество пробуждений в течение ночи, более глубокий сон, но может ощущаться сонливость при слишком раннем пробуждении.
Если ваш генотип содержит (T) для ADA (rs73598374) вы можете почувствовать, что кофеин является для вас наиболее эффективным средством для пробуждения и улучшения работоспособности. Если ваш генотип (СC), вы можете сократить или отказаться от кофеина, чтобы оптимизировать свой сон.
Аденозин, таким образом, является ключевой молекулой в регуляции гомеостатической составляющей сна. Вот почему кофеин, блокируя аденозиновые рецепторы, способствует прекращению тормозного действия аденозина, что клинически проявляется в повышении умственной и физической работоспособности и пролонгации состояния бодрствования.
