Что вызывает сон? У плодовых мушек это стресс на клеточном уровне
Исследователи из Оксфордского университета Анниса Кемпф, Геро Мизенбёк и их коллеги выяснили, что сон у плодовых мушек (Drosophila) вызывается окислительным стрессом — дисбалансом свободных радикалов и антиоксидантов в организме.
Ключевые открытия:
- Ученые знали, какие нейроны в мозге мухи способствуют сну, но не понимали, какие сигналы их активируют.
- Ранее было установлено, что во время сна через потенциал-зависимый калиевый канал Shaker протекает электрический ток.
- Сравнение нейронов у выспавшихся мух и мух, лишенных сна (с помощью платформы, которая двигалась каждые 12 секунд), показало: у лишенных сна мух в нейронах было больше реактивных форм кислорода (ROS), то есть свободных радикалов.
Эксперимент и механизм:
Используя генетические манипуляции, микроскопию на живых мухах и электрофизиологические измерения, ученые проследили цепочку:
- Побочные продукты окисления окисляют кофактор NADPH, связанный с белком Hyperkinetic.
- Это активирует канал Shaker.
- Активация Shaker индуцирует сон.
Доказательство и значение:
- Кемпф: "Увеличивая реактивные формы кислорода в этих нейронах, мы можем увеличить сон, а делая обратное — уменьшить активность нейронов и сон у мухи".
- Это объясняет, почему хронический недосып может сокращать продолжительность жизни: окислительный стресс играет роль в старении, а без регулярного достаточного сна его накапливается слишком много.
- Вывод: "Сном организм потенциально может предотвращать повреждения от окислительного стресса, который накапливается во время бодрствования".