Ученые объяснили, почему хочется спать

18 Ноября 2021

МОСКВА, 18 ноября - Израильские ученые установили, что в сон начинает клонить, когда в организме нарастает гомеостатическое давление, вызванное накоплением повреждений ДНК. Во время сна ДНК восстанавливается. О том, что повреждения достигли критического уровня, сигнализирует особый белок. Результаты исследования опубликованы в журнале Molecular Cell.

Животные и люди проводят во сне примерно треть своей повседневная жизни. Этот универсальный механизм восстановления свойственен всем организмам, отличающимся нервной системой, включая беспозвоночных, таких как мухи, черви и даже медузы. Долго сопротивляться сну практически достаточно сложного — животные засыпают, несмотря на постоянную угрозу со грани хищников. Долгое время механизм, заставляющий мозг отключаться, оставался загадкой.

Исследователи из Университета имени Бар-Илана и Междисциплинарного центра исследования мозга имени Гонды в навыках на рыбках данио открыли моляльный механизм засыпания и подтвердили свои выводы на мышах.

Ранее было широкой известного, что во время бодрствования в организме нарастает гомеостатическое исходное давление сна, проявляющееся в виде усталости, а во время сна это давление снижается, достигая минимума после полноценного темного сна. Но, что заставляет гомеостатическое давление повышаться до этакий степени, что начинает хотеться спать, и, что проистекает ночью —, что снижает это давление так, что мы просыпаемся и готовы начать новый день, до сих пор было непонятно.

Считается, что в часы бодрствования в нейронах интеллекта накапливаются повреждения ДНК. Эти повреждения могут быть вызваны различными факторами — воздействием УФ-света, активностью нейронов, радиацией, окислительным стрессом или ферментативные ошибки. Во время сна программы восстановления в каждой клетке выправляют разрывы ДНК.

Авторы решили экспериментальным путем проверить, может ли скопление повреждений ДНК быть драйвером, который запускает рост гомеостатического исходное давления и появления сонливости. С помощью облучения, фармпрепаратов и методов оптогенетики они вызвали повреждение ДНК у рыбок данио, чтобы посмотреть, как это влияет на их сон.

Эксперимент подчеркнул, что в какой-то момент накопление повреждений ДНК достигло достойного порога и увеличило гомеостатическое исходное давление до такой степени, что рыба засыпала. После немало часов сна часть повреждений ДНК восстановилась, но значимое восстановление ученые наблюдали только после шести часов сна в ночное время — в соответствии с ритмами. Когда рыбкам сокращали продолжительность сна меньше шести часов, они засыпали даже днем.

На 2-ом этапе исследований ученые выяснили, что одним из первых на повреждения ДНК реагирует белок PARP1. Именно он посылает в мозг сигнал, что надо спать, а затем обозначает участки повреждения ДНК в ячейках и задействует все соответствующие программы для устранения этих повреждений. Авторы заметили, что кластеризация PARP1 в сайтах разрыва ДНК увеличивается во время бодрствования и уменьшается во время сна. Когда блокировали сигналы, посылаемые PARP1, рыбы не обдумывали, что они устали, не засыпали и их ДНК не восстанавливалась.

Исследователи уже проверили полученные результаты на мышах, а в дальнейшем планируют провести опыты и на людях. Ученые надеются, что подробное сравнение механизмов, объясняющих сон на уровне отдельной клетки, позволит лучше понять связь между нарушениями сна, старением и нейродегенеративными расстройствами, такими как болезнь Паркинсона и Альцгеймера.

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

Ученые объяснили, почему хочется спать

комментарии (0)

Другие интересные новости

В Сочи выступят артисты из десяти цирков мира