Активация орексиновых нейронов латерального гипоталамуса и допаминовых нейронов ВТА вовлечена в расстройства сна–бодрствования и делириоподобные проявления у мышей после анестезии/операции

Почему операция может нарушать сон и мышление

Многие люди, особенно пожилые, замечают, что после операции они хуже спят и испытывают необычную спутанность сознания или дезориентацию. Врачи называют это сочетание нарушенного сна и кратковременной спутанности «постоперативным делирием» — оно может замедлить восстановление и повысить риск длительных проблем. В этом исследовании на мышах поставлен простой, но важный вопрос: что происходит в мозге после анестезии и операции, что связывает нарушения сна и делириоподобное поведение — и может ли уже существующий снотворный препарат помочь?

Как мозг поддерживает бодрствование — или позволяет спать

Сон и бодрствование контролируются сетью областей мозга, которые работают подобно распределительному пульту. Одна ключевая зона — латеральный гипоталамус — выделяет химический мессенджер орексин, который сильно способствует бодрствованию и бдительности. Другая область, вентральная тегментальная область (ВТА), богата дофамин-продуцирующими клетками, поддерживающими мотивацию, вознаграждение и активацию. В норме эти системы уравновешивают состояния мозга, позволяя нам плавно переходить от восстановительного сна к освежающему бодрствованию. Когда это равновесие нарушается, люди могут чувствовать себя возбужденными, но затуманенными, испытывать тревогу и когнитивные нарушения.

Что сделали анестезия и операция у мышей

Исследователи использовали стандартную абдоминальную операцию под севофлурановой анестезией у мышей среднего возраста и затем измеряли поведение и активность мозга. По сравнению с контрольными мышами оперированные животные дольше находили закопанную еду, избегали центра открытой арены и хуже справлялись с Y-образным лабиринтом — все это признаки тревоги и делириоподобной спутанности. Регистрация активности мозга в течение 24 часов показала, что эти мыши проводили больше времени в бодрствовании и меньше — как в глубоком сне без быстрого сна (non-REM), так и в сна с быстрыми движениями глаз (REM) в дневное время, когда мыши обычно спят. Их сон стал фрагментированным, с множеством коротких эпизодов и ослабленными медленными волнами мозга, которые обычно помогают восстановлению и поддерживают память.

Переактивация сигналов бодрствования и дофамина после операции

Чтобы выяснить, какие цепи мозга вовлечены, команда изучила маркеры недавней нейронной активности в областях, которые продвигают сон и бодрствование. После анестезии и операции области, способствующие сну в преоптической области, стали менее активными, тогда как зоны, поддерживающие бодрствование в латеральном гипоталамусе и соседней области, связанной с тревогой, усилили свою активность. Нейроны, продуцирующие орексин в латеральном гипоталамусе, активировались сильнее и высвобождали больше орексина A. Одновременно допаминовые нейроны в ВТА были более активны, проявляли повышенный уровень фермента, необходимого для синтеза дофамина, и в среднем мозге наблюдалось больше дофамина в целом. В совокупности эти результаты свидетельствуют о том, что операция переводит мозг в состояние гиперактивации с повышенным уровнем дофамина, которое удерживает животных в бодрствующем, но умственно нарушенном состоянии.

Испытание снотворного как возможного решения

Далее ученые спросили, смягчит ли ослабление орексиновой сигнализации эту гиперактивную сеть. Некоторым мышам давали суверексант, одобренный препарат от бессонницы, блокирующий оба основных орексиновых рецептора, в течение двух недель до операции. У мышей, которым затем провели анестезию и операцию, суверексант уменьшал активацию допаминовых нейронов в ВТА, снижал уровни дофамин-связанных белков и приближал концентрацию дофамина к норме. В поведении эти мыши быстрее находили еду, больше исследовали центр открытой арены и лучше справлялись с Y-лабиринтом, чем оперированные мыши без лечения. Их дневной сон также улучшился: увеличилось время non-REM и сократилось бодрствование, при этом у здоровых животных, получавших препарат без операции, существенных нарушений не наблюдалось.

Что это может означать для пациентов

Проще говоря, работа поддерживает идею о том, что операция и анестезия могут переключить системы возбудимости мозга в состояние повышенной активации, подпитываемое орексином и дофамином. Такое состояние, по-видимому, фрагментирует сон и способствует делириоподобной спутанности. Блокирование орексина с помощью суверексанта ослабляло эту гиперактивацию и способствовало восстановлению как сна, так и поведения у мышей. Хотя данные на животных не переводятся напрямую на людей, исследование выделяет орексин–дофаминную ось как перспективную мишень для профилактики или лечения послеоперационных нарушений сна и делирия с использованием препаратов, уже применяемых клинически при бессоннице.

Цитирование: Han, S., He, K., Cao, L. et al. Activation of LH orexin neurons and VTA dopamine neurons is involved in anesthesia/surgery-induced sleep–wake disorders and delirium-like behaviors in mice. Sci Rep 16, 6035 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36688-8

Ключевые слова: постоперативный делирий, расстройства сна, орексин, дофамин, суверексант