Израелски учени са открили, че започва да ни се доспива, когато в тялото се натрупа хомеостатично налягане, причинено от натрупването на увреждане на ДНК. По време на сън ДНК се възстановява. Фактът, че увреждането е достигнало критично ниво, се сигнализира от специален белтък. Резултатите от изследването са публикувани в списание Molecular Cell.
Животните и хората прекарват в сън около една трета от живота си. Този универсален механизъм за възстановяване е присъщ на всички организми, които притежават нервна система, включително безгръбначни като мухи, червеи и дори медузи. Невъзможно е дълго време да се съпротивляваме на съня – животните заспиват независимо от постоянната заплаха от хищници. Но самият механизъм, който кара мозъка да изключва, дълго време оставаше загадка.
Изследователи от университета Бар-Илан и интердисциплинарния център за изследване на мозъка Гонда са установили при опити с риби зебра молекулярен механизъм на заспиването и са потвърдили изводите си при мишки.
Умствените способности зависят от сезоните
По-рано беше известно, че по време на бодърстване в организма нараства хомеостатичното налягане, проявяващо се във вид на умора, а по време на сън това налягане се понижава, достигайки минимум след пълноценен нощен сън. Но досега не беше ясно какво кара хомеостатичното налягане да се повишава до такава степен, че да ни се прииска да спим, и какво се случва през нощта - какво понижава това налягане така, че да се събудим и да сме готови да започнем новия ден.
Смята се, че в часовете на бодърстване в мозъчните неврони се натупват увреждания на ДНК. Тези увреждания могат да бъдат предизвикани от различни фактори – въздействие на ултравиолетова светлина, активност на невроните, радиация, окислителен стрес или ензимни грешки. По време на сън системата за възстановяване във всяка клетка възстановява уврежданията в ДНК.
Авторите решили по експериментален път да проверят може ли натрупването на увреждания в ДНК да бъде стартовият механизъм за покачването на хомеостатичното налягане и появата на сънливост. С помощта на облъчване, фармацевтични препарати и методи за оптогенетика изследователите предизвикали увреждане в ДНК на риби зебра, за да наблюдават как влияе това на техния сън.
Влияе ли смяната на часовата зона на животните?
Експериментът показал, че в даден момент натрупването на увреждания в ДНК достига максималния праг и увеличава хомеостатичното налягане до такава степен, че рибата заспива. След няколко часа сън част уврежданията в ДНК се възстановявали, но значимо възстановяване се наблюдавало чак след шест часа нощен сън – в съответствие с биоритмите. Когато продължителността на съня на рибките била намалявана на по-малко от шест часа, те заспивали дори през деня.
