Утренний пик кортизола отвязали от пробуждения

Ученые пришли к выводу, что увеличение секреции кортизола в утренние часы не зависит от того, проснулся человек или нет, а происходит в соответствии с его эндогенным циркадным ритмом. В ходе круглосуточного наблюдения за изменением уровня гормона у 201 добровольца оказалось, что рост кортизола начинался за 3 часа до пробуждения, а у 19 процентов участников достигал максимума еще до того, как человек открыл глаза. Новые данные противоречат распространенному мнению о том, что именно пробуждение как самостоятельный стрессовый фактор активизирует утренний рост уровня кортизола в организме. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the Royal Society B.

Гормон кортизол вырабатывается в коре надпочечников при активации гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы. До сих пор считалось, что пробуждение является одним из стрессовых факторов, вызывающих повышение секреции кортизола и активизацию связанных с этим процессов. Этот феномен назвали кортизоловой реакцией на пробуждение, его считают адаптивным приспособлением организма к предстоящим дневным энергозатратам.

Показатель уровня кортизола в слюне после пробуждения используется как биомаркер стрессовой реактивности и функциональности гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы, его колебания отслеживают при болезни Кушинга, депрессии, посттравматическом стрессовом расстройстве, ожирении и других заболеваниях. Однако в разных исследованиях неоднократно отмечалось, что показатели уровня кортизола при пробуждении слишком отличаются для разных людей, а в исследовании 2023 года ученые вообще не нашли доказательств зависимости уровня кортизола в слюне от степени стрессового воздействия при пробуждении, после чего существование кортизоловой реакции стало выглядеть совсем сомнительно.

Группа ученых из Великобритании, Греции, Норвегии и Швеции под руководством Томаса Аптона (Thomas J. Upton) из Бристольского университета использовала портативную систему микродиализа в виде пояса для постоянного ношения с катетером, собирающим образцы для анализов из подкожного жира; образцы анализировали методом жидкостной хроматографии с тандемной масс-спектрометрией. В исследовании участвовал 201 здоровый доброволец 18–68 лет с хорошим сном, без значимых для эксперимента диагнозов и назначений лекарственных препаратов. Участники исследования набирались в рамках проекта Dynamic Hormone Diagnostics (ULTRADIAN), посвященного разработке новых методов для диагностики и лечения эндокринных заболеваний. Пояс с системой микродиализа позволял получать пробы каждые 20 минут на протяжении суток, то есть за 24 часа было получено 72 образца от каждого из участников. При этом все они вели свою обычную жизнь и спали дома в удобное для себя время, что позволяло свести к минимуму дополнительный стресс от сбора анализов, влияющий на результаты наблюдений.

Ученые проанализировали, как меняется уровень кортизола в течение часа до пробуждения и после него. Оказалось, что темп увеличения уровня гормона за час до пробуждения в среднем составляет 0,039 наномоль на литр в минуту, а в течение часа после пробуждения этот показатель составляет уже 0,008 наномоль на литр в минуту. При этом индивидуальные колебания уровня кортизола при пробуждении были весьма значительными: при среднем для всех участников уровне гормона в 8,58 наномоль на литр стандартное отклонение показателя составило 4,94 наномоль на литр, что говорит об очень высоком уровне изменчивости. Стандартное отклонение для скорости изменения уровня кортизола до пробуждения тоже было высоким и составляло 0,062 наномоль на литр в минуту, а в течение часа после — 0,096 наномоль на литр в минуту, то есть у одних участников уровень кортизола менялся намного быстрее, чем у других.

Анализ изменения кортизола от минимальных до максимальных концентраций показал, что рост уровня гормона от минимальных значений начинается за 3 часа до пробуждения и выходит на максимум менее чем через 40 минут после того, как человек проснулся. Но и в этом случае индивидуальные различия были велики: у 81 процента участников максимальные показатели гормона наблюдались в течение часа (59,8 ± 32,5 минуты), у 38 процентов — в период от 60 до 120 минут (87,4 ± 20,5 минут), а у 19 процентов уровень кортизола и вовсе достигал максимума в среднем в течение часа до пробуждения (61 ± 45 минут) и снижался сразу после него.

Для оценки влияния на секрецию кортизола продолжительности сна ученые использовали метод процентилей и сравнили данные участников из первого квартиля, которые спали мало (369 ± 34 минуты), с данными участников из четвертого квартиля, спавших долго (548 ± 34 минуты). В группе с коротким сном уровень кортизола повышался еще до пробуждения и практически не менялся в течение часа после. В группе с длительным сном повышения уровня кортизола вообще практически не наблюдалось — ни в течение часа до, ни в течение часа после пробуждения. Исследователи также проанализировали, как меняется уровень кортизола при нарушении режима сна, то есть подъем происходит в разное время. Оказалось, что чем больше эта разница, тем дольше скорость секреции кортизола достигает максимальных показателей: если разница составляла час и более, на пик выработки кортизола организм выходил через 68 минут после подъема, а если менее часа, то в среднем через 12 минут.

Как отмечают авторы, в среднем у большинства здоровых людей уровень кортизола действительно возрастает ближе к моменту пробуждения и через некоторое время достигает максимума, но непосредственно с самим моментом пробуждения секреция кортизола не связана. Возможными факторами, влияющими на этот процесс, являются продолжительность сна и соблюдение режима дня. В целом же колебания уровня кортизола происходят в рамках циркадных ритмов, а их высокая изменчивость в популяции связана с индивидуальными особенностями: с полом, генетикой, режимом работы и отдыха, общим уровнем стресса, показателями освещенности и множеством других факторов. Поэтому ученые призывают относиться к показателям уровня кортизола после пробуждения с крайней осторожностью в случаях, когда речь идет о диагностике и лечении заболеваний.

Опровержение существования кортизоловой реакции на пробуждение — не повод отказываться от кортизола, как от биомаркера стресса. Например, повышение уровня кортизола в спинномозговой жидкости наблюдается при депрессии.