Ученые объяснили, почему хочется спать
Читать ria.ru в 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 жизни. Этот универсальный механизм восстановления свойственен всем организмам, обладающим нервной системой, включая беспозвоночных, таких как мухи, черви и даже медузы. Долго сопротивляться сну практически невозможно — животные засыпают, несмотря на постоянную угрозу со стороны хищников. Долгое время механизм, заставляющий мозг отключаться, оставался загадкой.Исследователи из Университета имени Бар-Илана и Междисциплинарного центра исследования мозга имени Гонды в опытах на рыбках данио открыли молекулярный механизм засыпания и подтвердили свои выводы на мышах.Ранее было известно, что во время бодрствования в организме нарастает гомеостатическое давление сна, проявляющееся в виде усталости, а во время сна это давление снижается, достигая минимума после полноценного ночного сна. Но что заставляет гомеостатическое давление повышаться до такой степени, что начинает хотеться спать, и что происходит 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 мозга накапливаются повреждения ДНК. Эти повреждения могут быть вызваны различными факторами — воздействием УФ-света, активностью нейронов, радиацией, окислительным стрессом или ферментативные ошибки. Во время сна системы восстановления в каждой клетке исправляют разрывы ДНК.
4 марта 2020, 14:20НаукаУченые назвали продукты, которые снимают стресс и улучшают сонАвторы решили экспериментальным путем проверить, может ли накопление повреждений ДНК быть драйвером, который запускает рост гомеостатического 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 показал, что в какой-то момент накопление повреждений ДНК достигло максимального порога и увеличило гомеостатическое давление до такой степени, что рыба засыпала. После нескольких часов сна часть повреждений ДНК восстановилась, но значимое восстановление ученые наблюдали только после шести часов сна в ночное время — в соответствии с биоритмами. Когда рыбкам сокращали продолжительность сна меньше шести часов, они засыпали даже днем.На следующем 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 отмечает участки повреждения ДНК в клетках и задействует все соответствующие системы 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 осознавали, что они устали, не засыпали и их ДНК не восстанавливалась.Исследователи уже проверили полученные результаты на мышах, а в дальнейшем планируют провести эксперименты и на людях. Ученые надеются, что подробное описание механизмов, объясняющих сон на уровне отдельной клетки, позволит лучше понять связь между нарушениями сна, старением и нейродегенеративными расстройствами, такими как болезнь Паркинсона и Альцгеймера.
14 марта, 09:30Ученые назвали пять действенных способов улучшить сон