Ученые выяснили, зачем мы спим и как включается сон

Британские исследователи из Оксфордского университета выяснили, как на клеточном уровне сон влияет на организм человека и то, как мы чувствуем потребность во сне.

Ученые определили, что митохондрии в клетках сигнализируют организму о необходимости в отдыхе. По мнению исследователей, эти крошечные генераторы энергии вызывают определенную метаболическую перегрузку в нейронах, что регулируют сон.

Другими словами, мозг в конце дня работает на пределе возможностей и сон предотвращает перегрузку и обеспечивает поддержание органа в здоровом состоянии. Без сна мозг начинает испытывать проблемы с концентрацией, снижаются и все остальные показатели.

Ученые проанализировали нейроны, отвечающие за регуляцию сна у плодовых мушек, имеющих достаточно биологического сходства с процессами в мозге человека, чтобы быть использованными в исследовании. Сравнивая насекомых с дефицитом сна с теми, что имели полноценный сон, исследователи обнаружили различия в активности генов и электрической сигнализации. 

Ученые выяснили, что перегруженные митохондрии в мозге, лишенном сна, теряют электроны, увеличивая образование вредных продуктов распада. Нейроны, регулирующие сон, реагируют на эти молекулы, переходя в режим повышенной активности, что делает сон важнейшим биологическим приоритетом.

Генетически модифицированные мушки с большей выработкой электронов в клетках, регулирующих сон, привели к появлению поколения насекомых, которые спали больше. Мушки с более низкой генерацией электронов спали меньше.

Кроме этого существует большое количество других факторов, включая циркадные ритмы, внутренние ритуалы, особенности возраста, пола, которые влияют на сон. Однако сейчас ученые настаивают на получении точного клеточного механизма, регулирующего сон, и без которого просто нельзя обойтись.

Полученные данные могут помочь в лечении таких расстройств, как болезнь Альцгеймера, ведь подобные нейродегенеративные заболевания тесно связаны со сном и его защитной функцией мозга. Исследование также проливает свет на некоторые связи между метаболизмом, сном и продолжительностью жизни. Мелкие животные обычно спят больше и живут меньше, и активность митохондрий и отходы, которые необходимо выводить, могут быть одной из причин этого.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature

Источник: ScienceAlert