دانلود رایگان مقاله خواب و سیستم درون ریز

مقدمه

     سیستم درون ریز گروهی از اندام‌‌‌ها یا غده‌‌‌ها هستند که هورمون‌‌‌ها را مستقیما به درون گردش خون آزاد ‌می‌کنند. این هورمون‌‌‌ها ابزارهایی برای رشد، متابولیسم و حفظ هموستازی هستند. به طور مشابه، خواب نقش مه‌می‌در هموستازی انسان ایفا ‌می‌کند. بعضی از الگوهای‌‌ترشح هورمونی به صورت عمده با نشانگرهای مهم در گردش خون داخلی بدن مشخص ‌می‌شوند که درون هیپوتالاموس درون هسته فراکیاسمایی(SCN) قرار دارند در حالی که سایر هورمون‌‌‌ها به صورت اولیه تحت تاثیر حالت خواب و بیداری قرار ‌می‌گیرند. خواب و سیستم درون ریز به طور شدیدی به هم تنیده شده اند به این معنی که‌‌ترشح بسیاری از هورمون‌‌‌ها تحت تاثیر خواب قرار ‌می‌گیرند. به علاوه، کیفیت خواب و طول آن بر عملکرد هورمونی تاثیر ‌می‌گذارد به این شکل که ناهنجاری‌‌‌های خواب و منقطع بودن خواب ‌می‌تواند منجر به ناهنجاری‌‌‌های هورمونی شود. بر عکس، نقص در عملکرد سیستم درون ریز ‌می‌تواند به صورت قابل ملاحظه ای بر خواب تاثیر بگذارد. در این مقاله، اثر خواب و ناهنجاری‌‌‌های خواب بر عملکرد سیستم درون ریز و تاثیر ناهنجاری درون ریز بر خواب مورد بررسی قرار گرفت. ناهنجاری‌‌‌های خواب و نتایج بعدی آن در سیستم درون ریز در بیماران هم مورد بررسی قرار گرفته‌است. 

ریتم گردشی و کنترل حالت خواب و بیداری در‌‌ترشح هورمونی

     هورمون‌‌‌های تنظیم کننده گردش خون که شامل هورمون‌‌‌های تولید شده توسط محور هیپوتالاموسی هیپوفیزی(ACTH) و کورتیزول ، هورمون محرک تیروئید و ملاتونین هستند.  هورمون رشد(GH)، پرولاکتین(PRL) و‌‌ترشح رنین مرتبط با خواب هستند. خواب به طور ویژه خواب در موج کوتاه(SWS) مرتبط با GH افزایش یافته، هورمون آزاد کننده هورمون رشد(GHRH) و سطوح گرلین هستند(گرلین هورمونی‌است که توسط سلول‌‌‌های جانبی معده‌‌ترشح ‌می‌شود و اشتها را تحریک ‌می‌کند).

هورمون‌‌‌های آدرنوکورتیکوتروپیک و کورتیزول

     محور هیپوتالاموس، هیپوفیز(HPA) به صورت اولیه تحت کنترل ریتم گردش خون هستند. نقاط اوج سطوح کورتیزول و ACTH در صبح زود وجود دارند و در طی روز کاهش پیدا ‌می‌کنند. کنترل اولیه گردش با این حقیقت اثبات ‌می‌شود که خواب در طول روز به طور قابل توجه،‌‌ترشح کورتیزول را مهار ن‌می‌کند. این تغییرات روزانه در‌‌ترشح کورتیزول ادامه پیدا ‌می‌کند حتی زمانی که خواب اتفاق ‌می‌افتد و به طور قابل توجهی با فقدان خواب یا خواب در زمان‌‌‌های غیر عادی در طول روز تحت تاثیر قرار ن‌می‌گیرد. دوره‌‌‌های 24 ساعته از فعالیت کورتیکوتروپیک به صورت اولیه با ریتم گردش خون تنظیم ‌می‌شود. 

     اگرچه،‌‌ترشح هم چنین با تغییر در حالت خواب و بیدار تضعیف ‌می‌شود. خواب به صورت نرمال با کاهش در سطح کورتیزول و سطوح رو به نزول کورتیزول و ACTH در طی بخش اول خواب همراه ‌می‌شود.‌‌ترشح کورتیزول در ساعات پایانی عصر پایین‌است و آغاز خواب منجر به ادامه یافتن این کاهش در سطح کورتیزول ‌می‌شود. در انتهای خواب، بیداری درصبح با قطع‌‌ترشح کورتیزول همراه ‌می‌شود. در قطع شدن خواب، به نظر ‌می‌رسد که  الگوی‌‌ترشح کورتیزول تعدیل ‌می‌شود که در آن سطوح پایه کورتیزول بالاتر‌است و  حداکثر سطح کورتیزول صبحگاهی از آنچه در طی خواب در طول روز ایجاد ‌می‌شود، پایین‌‌تر‌است. 

ملاتونین

     آزاد شدن ملاتونین توسط چرخه روشنایی تاریکی و SCN از طریق یک مجموعه از مسیرهای چند سیناپسی پیچیده کنترل ‌می‌شود. این هورمون از غدد پینه آل‌‌ترشح ‌می‌شوند و مستقیما به درون جریان خون و مایعات نخاعی آزاد ‌می‌شوند. سطوح ملاتونین در بعداز ظهر شروع به افزایش ‌می‌کنند و اوج آن درصبح زود‌است. ملاتونین این وظیفه را دارد که خواب را با کاهش نرخ فعالیت در نورون‌‌‌های SCN آغاز کند. تولید آن در مواجهه با روشنایی روز متوقف ‌می‌شود. 

هورمون محرک تیروئیدی

     هورمون محرک تیروئیدی در ابتدا تحت کنترل سیستم گردش خون‌است اما به صورت قابل ملاحظه ای با حالت خواب و بیداری تحت تاثیر قرار ‌می‌گیرد. در طی روشنایی روز، سطوح TSH کم و پایدار باقی ‌می‌ماند. با آغاز ساعات اولیه بعد از ظهر، سطوح TSH به صورت سریع افزایش ‌می‌یابد و به مدت کوتاهی قبل از خواب به اوج ‌می‌رسد. خواب، سطوح   TSH را از ازدیاد بیشتر محافظت ‌می‌کند. بنابراین، خواب اثر مهار کنندگی بر‌‌ترشح TSH دارد که بیشتر در طی دوران SWS خود را نشان ‌می‌دهد. در طی بخش بعدی  از دوره خواب، کاهشی متناوب در سطوح TSH دیده ‌می‌شود. اثرات گردشی بر‌‌ترشح TSH با تاثیرات ناشی از خواب به صورت موقتی ظاهر ‌می‌شود. به عنوان مثال، تقطیع خواب ‌می‌تواند از سطوح بالای TSH در طی شب ناشی ‌می‌شوند که دلیل آن فقدان اثر مهاری خواب‌است. اما این اثر مهاری خواب بر‌‌ترشح TSH به نظر ‌می‌رسد که وابسته به زمان روز‌است زیرا خواب در طی روز ن‌می‌تواند اثرات مهاری مشابهی بر‌‌ترشح TSH داشته باشد. 

هورمون رشد

     ترشح GH به طور جدی تحت تاثیر خواب قرار ‌می‌گیرد. آزاد شدن GH از غده هیپوفیز پیشین توسط GHRH هیپوتالاموسی تحریک ‌می‌شود و با سوماستوتین مهار ‌می‌شود. به علاوه، گرلین، پپتید تولید شده توسط معده ‌می‌تواند به عنوان یک محرک درون ریز فعال برای‌‌ترشح GH عمل کند و این کار را با اتصال به پذیرنده‌‌ترشحی GH انجام دهند.‌‌ترشح GH در طی خواب افزایش ‌می‌یابد و تاثیر اندکی از زمان روز ‌می‌پذیرد. پالس GH وابسته به خواب در مردها بیشتر‌است. بسیاری از‌‌ترشحات GH مرتبط با SWS(مرحله N3)‌است اگرچه‌‌ترشح GH  در غیاب SWS هم اتفاق ‌می‌افتد. مقدار‌‌ترشح GH به طور نزدیکی با طول دوره N3 خواب ارتباط دارد. در سنین بالاتر، هم N3 خواب و هم آزاد شدن GH کاهش ‌می‌یابد. 

پرولاکتین

     ترشح PRL به طور جدی به خواب وابسته‌است. سطوح آن ک‌می‌بعد از خواب بدون توجه به طول روز افزایش ‌می‌یابد اگر چه این‌‌ترشح افزایش ‌می‌یابد اگر شب‌‌‌ها بلندتر باشند. در طی خواب شبانه، اوج سطوح PRL در وسط‌‌‌های دوره خواب‌است. بیدار شدن مرتبط با قطع شدن خواب، آزاد شدن PRL  شبانه را مهار ‌می‌کند. بنابراین،‌‌ترشح PRL  به طور اصلی وابسته به خواب‌است. 

     به علاوه، نقش بالقوه PRL در تنظیم حرکت سریع چشم(REM) یا SWS پیشنهاد شده‌است به این جهت که  رابطه موقتی نزدیکی بین‌‌ترشح PRL زیاد و SWS وجود دارد. اگرچه، این ارتباط به اندازه ای که در مورد GH دیده ‌می‌شود، قوی نیست و الگوی‌‌ترشح معمول PRL با سن کاهش ن‌می‌یابد در حالی که در مورد SWS این کاهش اتفاق ‌می‌افتد.

هورمون‌‌‌های گنادوتروپین

     ترشح هورمون‌‌‌های گنادوتروپین به ظاهر هم تحت تاثیر ریتم گردشی‌است و هم از خواب تاثیر ‌می‌پذیرد. گنادوتروپین‌‌‌های آزاد کننده هورمون از هیپوتالاموس،‌‌ترشح هورمون لوتئینی(LH) و هورمون محرک فولیکول(FSH) را توسط هیپوفیز پیشین کنترل ‌می‌کنند. در مردها، LH مسئول‌‌ترشح تستوسترون‌است در حالی که FSH اسپرم زایی را تحریک ‌می‌کند. در زن‌‌‌ها، گنادوتروپین‌‌‌ها‌‌ترشح‌استروژن و پروژسترون را تنظیم ‌می‌کنند و چرخه قاعدگی را تنظیم ‌می‌کنند.  

INTRODUCTION

     The endocrine system is a group of specialized organs or glands that secrete hormones directly into the circulation. These hormones are instrumental in growth, metabolism, and maintaining homeostasis. Similarly, sleep plays an important role in human homeostasis. Some hormonal secretion patterns are controlled mainly by the body’s internal circadian pacemaker, located in the hypothalamus within the suprachiasmatic nucleus (SCN), whereas other hormones are primarily affected by the sleep-wake state. Sleep and the endocrine system are closely intertwined, with many hormonal secretions influenced by sleep. In addition, sleep quality and duration affect hormonal function such that sleep disorders and sleep fragmentation can contribute to endocrine abnormalities. Conversely, endocrine dysfunction can significantly affect sleep. In this article, the effect of sleep and sleep disorders on endocrine function and the influence of endocrine abnormalities on sleep are discussed. Sleep disruption and its associated endocrine consequences in the critically ill patient are also reviewed.

CIRCADIAN RHYTHM AND SLEEP-WAKE STATE CONTROL OF HORMONAL SECRETION

    The primarily circadian-regulated hormones include those produced by the hypothalamicpituitary axis, such as adrenocorticotropic hormone (ACTH) and cortisol, thyroid stimulating hormone, and melatonin. Growth hormone (GH), prolactin (PRL), and renin secretion are sleep related. Sleep, especially slow wave sleep (SWS), is associated with increased GH, growth hormone–releasing hormone (GHRH), and ghrelin levels.

Adrenocorticotropic Hormone and Cortisol

     The hypothalamic-pituitary-adrenal axis (HPA) is primarily under circadian rhythm control. Cortisol and ACTH levels peak in the early morning and decline during the day. The primary circadian control is evidenced by the fact that daytime sleep does not significantly inhibit cortisol secretion. This diurnal variation in cortisol secretion persists even when sleep is altered and is not significantly affected by the absence of sleep or by sleep at an unusual time of day. The 24-hour periodicity of corticotropic activity is therefore primarily controlled by circadian rhythmicity.

     However, secretion is also weakly modulated by the sleep-wake state. Sleep onset is normally associated with a decrease in cortisol secretion and nadir levels of cortisol and ACTH levels occur during the first part of sleep. Cortisol secretion is already low in the late evening, and sleep initiation results in prolongation of the low secretory state. At the end of sleep, morning awakening is associated with a burst of cortisol secretion. In sleep deprivation, the cortisol secretion pattern seems to be dampened such that the nadir of cortisol secretion is higher and the maximum morning cortisol level is lower than during nocturnal sleep.

Thyroid-Stimulating Hormone

     Thyroid-stimulating hormone (TSH) is primarily under circadian control but is significantly influenced by the sleep-wake state. During daylight, TSH levels are low and stable. Starting in the early evening, TSH levels increase quickly and peak shortly before sleep onset. Sleep inhibits TSH levels from increasing further. Therefore, sleep has an inhibitory effect on TSH secretion, most notable during SWS. During the latter part of the sleep period, there is a progressive decline in TSH levels. The circadian effect on TSH secretion is predominant with some influence from sleep. For example, sleep deprivation results in higher TSH levels during the night because of the lack of sleep’s inhibitory effect. But this inhibitory effect of sleep on TSH secretion seems to depend on time of day because daytime sleep does not seem to have this same suppressive effect on daytime TSH secretion.

Melatonin

     Melatonin release is controlled by the light-dark cycle and SCN through a series of complex polysynaptic pathways. It is produced and released from the pineal gland directly into the blood and cerebrospinal fluid. Melatonin levels start to increase in the evening and peak in the early morning. Melatonin is postulated to promote sleep by decreasing the firing rate of SCN neurons. Its production is suppressed by exposure to bright light.

Growth Hormone

     GH secretion is largely influenced by sleep. The release of GH from the anterior pituitary gland is stimulated by hypothalamic GHRH and inhibited by somatostatin. In addition, ghrelin, a peptide produced by the stomach, acts as a potent endogenous stimulus for GH secretion by binding to the GH secretagogue receptor. GH secretion increases during sleep with less influence by the time of day. The sleep-onset GH pulse is the largest in men. Most GH secretion is associated with SWS (stage N3), although GH secretion also occurs in the absence of SWS. The amount of GH secretion closely correlates with the duration of stage N3 sleep. In older age, both N3 sleep and GH release decrease.

Prolactin

    PRL secretion is strongly linked to sleep. Levels increase shortly after sleep, regardless of the time of day, although this stimulatory effect is greatest at night. During nocturnal sleep, the PRL levels peak around the middle of the sleep period. Awakenings associated with sleep disruption inhibit nocturnal PRL release. Therefore, the secretion of PRL is mainly sleep dependent.

In addition, a potential role of PRL in regulating rapid eye movement (REM) or SWS has been suggested because of a close temporal relationship between increased PRL secretion and SWS. However, this correlation is not as close as that seen with GH, and the normal secretory pattern of PRL does not decline with age despite a decline in SWS.

Gonadotropic Hormones

     Gonadotropic hormone secretion seems to have both circadian rhythmicity and sleep influences. Gonadotropin-releasing hormone from the hypothalamus controls the secretion of luteinizing hormone (LH) and follicle-stimulating hormone (FSH) by the anterior pituitary. In men, LH is responsible for testosterone secretion, whereas FSH stimulates spermatogenesis. In women, the gonadotropins regulate the release of estrogen and progesterone and control the menstrual cycle.

مقدمه

ریتم گردشی و کنترل حالت خواب و بیداری در‌‌ترشح هورمونی

هورمون‌‌‌های آدرنوکورتیکوتروپیک و کورتیزول

ملاتونین

هورمون محرک تیروئیدی

هورمون رشد

پرولاکتین

هورمون‌‌‌های گنادوتروپین

سیستم آلدوسترون- آنژیوتنسین- رنین

لپتین و گرلین

انسولین و گلوکز

اثرات ناهنجاری‌‌‌های درون ریز بر خواب

آکرومگالی و ایست تنفسی در حین خواب

هورمون تیروئید و ناهنجاری‌‌‌های خواب

ناهنجاری‌‌‌های محور هیپوتالاموس- هیپوفیز-فوق کلیه-کورتیزول و خواب

هورمون‌‌‌های جنسی و توسعه خواب

تستوسترون. 

استروژن و پروژسترون

اثرات ملاتونین بر خواب

اثر ناهنجاری‌‌‌های خواب بر تنظیم هورمونی

انقطاع  خواب

هورمون‌‌‌های آدرنوکورتیکوتروپیک و کورتیزول

متابولیسم گلوکز و انسولین 

لپتین، گرلین و تنظیم اشتها

بی خوابی 

هورمون‌‌‌های آدرنوکورتیکوتروپیک و کورتیزول

 انسولین و متابولیسم گلوکز

ایست تنفسی در حین خواب

متابولیسم گلوکز و انسولین

سندرم متابولیک

ناهنجاری‌‌‌های ریتم گردش خون 

هورمون‌‌‌های آدرنوکورتیکوتروپیک، کورتیزول و هورمون‌‌‌های محرک تیروئید

انسولین، متابولیسم گلوکز و تنظیم اشتها

ملاتونین، گنادوتروپین و اثرات انکوژنی

ناهنجاری پرخوابی

خواب و ناهنجاری‌‌‌های درون ریز در بیماران دارای بیماری‌‌‌های جدی

خلاصه

INTRODUCTION

CIRCADIAN RHYTHM AND SLEEP-WAKE STATE CONTROL OF HORMONAL SECRETION

Adrenocorticotropic Hormone and Cortisol

Melatonin

Thyroid-Stimulating Hormone

Growth Hormone

Prolactin

Gonadotropic Hormones

Renin-Angiotensin-Aldosterone System

Leptin and Ghrelin

Insulin and Glucose

EFFECTS OF ENDOCRINE ABNORMALITIES ON

SLEEP

Acromegaly and Sleep Apnea

Thyroid Hormone and Sleep Disorders

Hypothalamic-Pituitary-Adrenal-Cortisol Axis Disorders and Sleep

Sex Hormones and Sleep Disturbances

Melatonin Effects on Sleep

THE EFFECT OF SLEEP DISORDERS ON HORMONAL REGULATION

Sleep Deprivation

Adrenocorticotropic hormone and cortisol

Insulin and glucose metabolism

Leptin, ghrelin, and appetite regulation

Insomnia

Adrenocorticotropic hormone and cortisol

Insulin and glucose metabolism

Obstructive Sleep Apnea

Insulin and glucose metabolism

The metabolic syndrome

Circadian Rhythm Disorders

Adrenocorticotropic hormone, cortisol, and thyroid-stimulating hormone

Insulin, glucose metabolism, and appetite regulation

Melatonin, gonadotropin, and oncogenic effect

Disorders of Hypersomnia

SLEEP AND ENDOCRINE ABNORMALITIES IN CRITICALLY ILL PATIENTS

SUMMARY

REFERENCES