Результаты исследования показывают, что негативное влияние дефицита или избытка сна обусловлено прежде всего внешними факторами и образом жизни человека. Согласно разработанным моделям, отклонения от нормы в продолжительности сна изнуряют организм в целом, поражая не только мозг, но и сердце, печень, легкие и иммунную систему. Ущерб накапливается согласно U-образной закономерности: для организма одинаково губительны как недосып, так и чрезмерно долгий сон

Это вовсе не "перст судьбы"

Чтобы оценить точное влияние ущерба от чрезмерной или недостаточной продолжительности сна, международный консорциум MULTI проанализировал данные Биобанка Великобритании. Эта масштабная база данных объединяет информацию о здоровье, генетические данные и образцы крови почти полумиллиона человек. Также она содержит ответы самих участников о продолжительности их сна.

Исследователи проанализировали данные с помощью 23 различных инструментов оценки биологического старения на базе искусственного интеллекта. Такие инструменты оценивают реальный износ тканей по анализам крови и снимкам МРТ. Рабочая группа использовала "возрастные часы", ориентированные как на мозг и сердце, так и на печень и ряд других органов. Известно, что биологический возраст органов не всегда совпадает с фактическим возрастом человека.

Сначала ученые обнаружили ожидаемую U-образную связь между сном и биологическим возрастом организма. Исследование подтвердило, что сон продолжительностью менее шести и более восьми часов ускоряет биологическое старение всего тела.

При этом рабочая группа отметила, что для замедления старения структур мозга достаточно около 6,5 часов сна. Однако молекулярные часы, основанные на анализе белков, показали иной результат: наиболее "молодой" белковый фон наблюдался у тех, кто спал от 7,7 до 7,8 часов. Таким образом, оптимальная продолжительность отдыха варьируется в зависимости от пола человека и конкретной системы органов.

На следующем этапе рабочая группа провела полногеномный анализ для поиска наследственных вариантов, связанных с продолжительностью сна. Опираясь на генетические данные более чем 300 000 человек, ученые обнаружили всего восемь участков генома, связанных со чрезмерной или недостаточной продолжительностью сна. С коротким сном была связана лишь одна конкретная генетическая область, в то время как с длинным – несколько других.

Поскольку наследственных маркеров оказалось мало, исследователи пришли к выводу, что связь между продолжительностью сна и биологическим старением зависит преимущественно от окружающей среды и образа жизни. Это означает, что люди действительно могут улучшить свое здоровье, изменив режим сна.

Незначительное влияние генов подтвердил и второй этап исследования. На этот раз рабочая группа оценивала износ органов исключительно на основе полигенных шкал риска (совокупного наследственного риска заболеваний человека). При таком подходе выявленная ранее сильная U-образная связь между сном и старением во многом исчезла. Это подтверждает, что износ органов, вызванный плохим сном, образно говоря, не является "перстом судьбы" или наследственной предрасположенностью.

Хотя общая связь с генами осталась слабой, для определенных систем органов все же проявились частичные генетические совпадения с продолжительностью сна. Например, за коротким сном стоят те же генетические варианты, которые ускоряют старение эндокринной системы и обмена веществ. Длинный же сон частично связан с более быстрым износом поджелудочной железы.

Короткий и длинный сон изнуряют по-разному

Кроме того, авторы исследования искали наследственные связи между нестандартной продолжительностью сна и более чем 500 заболеваниями. Выяснилось, что короткий сон и многие физические недуги имеют схожий генетический фон. В их число входят как сердечно-сосудистые заболевания (например, ишемическая болезнь сердца), так и проблемы с метаболизмом и диабет второго типа. Также слишком короткий сон связан с болями в спине и остеоартритом.

Напротив, генетические связи длинного сна затрагивают более узкую область – мозг. Этот режим сна коррелирует, помимо прочего, с тяжелой депрессией, шизофренией и биполярным расстройством. По мнению рабочей группы, короткий и длинный сон имеют четко различимую генетическую архитектуру. Это указывает на то, что данные режимы сна наносят вред здоровью через разные биологические пути.

Различия между двумя режимами сна особенно ярко проявляются в случае депрессии в пожилом возрасте, которую рабочая группа также проанализировала. Короткий сон действует на организм как источник острого стресса: он истощает иммунную систему и напрямую ведет к снижению настроения.

Длинный же сон способствует развитию депрессии более опосредованно. Вместо прямого стресса избыточный сон наносит вред психическому здоровью через ускоренное старение мозга и жировой ткани. Именно биологический износ жировой ткани и мозга прокладывает путь к расстройствам настроения.

По словам авторов исследования, длинный сон может быть не самостоятельным фактором риска, а скорее признаком скрытых патологических процессов или незаметного износа организма. Старение органов постепенно истощает тело, и чрезмерная продолжительность сна, вероятно, отражает попытку организма компенсировать этот физический упадок.

Несмотря на масштабность данных, у исследования есть свои недостатки. Биобанк Великобритании собирал информацию о сне с помощью анкет, из-за чего участники могли неверно оценить время своего сна. Кроме того, выборка состояла преимущественно из людей европейского происхождения, поэтому результаты нуждаются в проверке на других группах населения.

В будущих исследованиях необходимо отслеживать режимы сна на протяжении всей жизни, а не ограничиваться разовыми замерами. Длительный мониторинг позволит отсечь случайные факторы от устойчивых биологических изменений. По мнению ученых, это поможет окончательно прояснить, являются ли нарушения сна первопричиной болезней или же их следствием.

В настоящее время для снижения рисков заболеваний и общего уровня смертности ученые рекомендуют спать от шести до восьми часов в сутки. В случае значительных отклонений от этой нормы следует выяснить, что именно за ними стоит.

Исследование было опубликовано в журнале Nature.