Почему мы спим? Ученые обнаружили механизм восстановления мозга
Сон - важная часть повседневного жизненного цикла большинства животных, в том числе человека. Но когда животное спит, оно остается беззащитным перед лицом опасности. Итак, что делает сон таким важным, что мы все идем на такой риск?
Как старые, так и новые исследования подтверждают, что сон играет важную роль во всех аспектах нашего здоровья.
Недавние исследования, которые мы рассмотрели, показали, что хороший ночной сон может поддерживать здоровье сосудов.
Они также показали, что сон может дать импульс иммунной системе и защитить от нарушений обмена веществ, таких как диабет.
Люди проводят примерно треть своей жизни во сне, но почему сон так важен?
В конце концов, время, проведенное во сне, - это время, когда в природе хищники имеют шанс беспрепятственно нанести удар, поскольку спящий является идеальной целью. Почему все мы, естественно, идем на такой риск?
Новое исследование, проведенное учеными из Университета Бар-Илан в Рамат-Гане, Израиль, выявило ключевой фактор, который может лежать в основе незаменимости сна: его восстанавливающее действие на отдельные клетки мозга.
Команда, возглавляемая профессором Лиором Аппельбаумом, сообщает о своих новых выводах в исследовательской статье, опубликованной в журнале. Nature Communications.
Шанс для клеток мозга "исцелить"
В этом исследовании исследователи обратились к рыбкам данио, которых ученые часто используют в исследованиях, потому что они удивительно похожи на людей. Фактически, около 70 процентов генов человека также встречаются у этого пресноводного вида.
Используя трехмерную покадровую визуализацию, ученые изучили влияние сна на микромасштабе и наблюдали, как он влияет на отдельные нейроны или клетки мозга.
Технология высокого разрешения позволила профессору Эпплбауму и его команде проследить движение ДНК и белков в клетках мозга.
Они обнаружили, что во время сна отдельные нейроны были способны выполнять работу по обслуживанию ядра, центрального элемента каждой клетки, в котором заключена большая часть генетического материала этой клетки.
Когда ядро начинает разрушаться, содержащаяся в нем информация ДНК также повреждается, что может привести к старению, болезням и ухудшению общего функционирования органа или ткани.
Исследователи объясняют, что во время сна у нейронов есть возможность оправиться от стресса, который они накопили в течение дня, и «исправить» любые повреждения, которые они могли получить.
Повышенный уровень хромосомной динамики
Ученые отмечают, что во время бодрствования уровни хромосомной динамики ниже, чем во время сна, а это означает, что клетки мозга не могут выполнять надлежащее обслуживание ДНК. Профессор Эпплбаум сравнивает эту ситуацию с «выбоинами на дороге».
«Дороги накапливают износ, особенно в дневные часы пик, и их удобнее и эффективнее ремонтировать ночью, когда движение мало, - поясняет он.
Поскольку этот процесс так важен для обеспечения здоровья мозга, это может объяснить, почему животные, в том числе люди, готовы тратить так много времени на сон, несмотря на риски, которым он может подвергать их в природе.
«Мы обнаружили причинную связь между сном, динамикой хромосом, нейронной активностью и повреждением и восстановлением ДНК, имеющую прямое физиологическое значение для всего организма», - объясняет профессор Аппельбаум.
«Сон, - добавляет он, - дает возможность уменьшить повреждение ДНК, накопленное в мозгу во время бодрствования».
«Несмотря на риск снижения осведомленности об окружающей среде, животные - от медуз до рыбок данио и людей - должны спать, чтобы позволить их нейронам эффективно поддерживать ДНК, и это, возможно, причина того, что сон эволюционировал и так сохраняется в организме. животное царство."
Проф. Лиор Эпплбаум
