Molekulární mechanismy spánkové homeostáze

Abstract

Sleep is an essential physiological process driven by a circadian system with its main endogenous pacemaker in the suprachiasmatic nucleus of hypothalamus (SCN) and by sleep homeostasis, a process reflecting time spent awake. This work is focused on basic characteristics of sleep, describes the two process model of sleep regulation and sleep homeostasis theory which connects synaptic plasticity with sleep. Next it describes the function and principles of the circadian system including the synthesis of melatonin and the principles of homeostatic sleep regulation. Within the sleep homeostasis, the focus is on the role of dopamine, prostaglandin D2 and especially adenosine. Next are discussed genes involved in sleep homeostasis and connecting it with synaptic plasticity. Last are mentioned alterations in homeostatic regulation of sleep in people suffering from depression and the final chapter focuses on the interactions between circadian and homeostatic process, particularly on the role of clock genes in sleep homeostasis. Key words: sleep, circadian system, sleep homeostasis, adenosine

Spánek je základní fyziologický proces, na jehož řízení se podílí cirkadiánní systém s hlavním pacemakerem ležícím v suprachiasmatických jádrech hypothalamu (SCN) a spánková homeostáze odrážející čas strávený vzhůru. Tato práce se zabývá základními charakteristikami spánku, popisuje model dvou procesů regulace spánku a teorii synaptické homeostáze, spojující synaptickou plasticitu a spánek. Dále popisuje funkci a principy cirkadiánního systému včetně syntézy melatoninu a principy homeostatické regulace spánku. V rámci spánkové homeostáze je věnována pozornost roli dopaminu, prostaglandinu D2 a zejména adenosinu. Poté jsou popsány geny, které se účastní spánkové homeostáze a propojují tento proces se synaptickou plasticitou. Nakonec jsou zmíněny poruchy homeostatické regulace spánku u lidí trpících depresí a poslední kapitola se věnuje interakcím cirkadiánního a homeostatického procesu, zejména roli hodinových genů ve spánkové homeostázi. Klíčová slova: spánek, cirkadiánní systém, spánková homeostáze, adenosin