В новом исследовании ученые обнаружили, что окислительный стресс приводит ко сну и старению независимо друг от друга.
Исследователи из Оксфордского университета (University of Oxford) обнаружили, что процессы сна и старения мозга имеют сходство, что может проложить путь к новым методам лечения бессонницы. Научная работа опубликована в журнале Nature.
Материалы и методы обследования
Ученые исследовали регуляцию сна у плодовых мух, с помощью которых также изучили первое представление о циркадных часах почти 50 лет назад.
Результаты научной работы
Ученые изучили, как окислительный стресс приводит ко сну. Окислительный стресс также считается причиной старения и причиной дегенеративных заболеваний. Исследователи говорят, что открытие приближает нас к пониманию все еще загадочной функции сна и дает новую надежду на лечение расстройств сна. Это также может объяснить, почему, как предполагается, хроническое недосыпание укорачивает жизнь.
Автор исследования Геро Мизенбок (Gero Miesenböck) сказал:
«Не случайно кислородные баллоны имеют маркировку опасности взрыва: неконтролируемое горение опасно. Животные, в том числе люди, сталкиваются с аналогичным риском, используя кислород, которым они дышат, для преобразования пищи в энергию: несовершенное окисление приводит к окислительному стрессу в клетке. Считается, что это является причиной старения и виновником дегенеративных заболеваний. Наше новое исследование показывает, что окислительный стресс также активирует нейроны, которые контролируют процесс засыпания».
У каждой плодовой мухи есть специальный набор нейронов, контролирующих сон, которые также обнаруживаются у других животных и предположительно существуют у людей. В предыдущем исследовании ученые обнаружили, что эти нейроны, управляющие сном, действуют как выключатель: если нейроны электрически активны, муха спит; когда они неактивны, муха бодрствует.
Соавтор исследования Сео Сонг (Seoho Song) сказал: «Мы решили искать сигналы, которые включают нейроны, контролирующие сон. Из нашей предыдущей работы мы узнали, что основное различие между сном и бодрствованием заключается в том, сколько электрического тока протекает через два ионных канала, называемых Shaker и Sandman. Во время сна большая часть тока проходит через Shaker».
Ионные каналы генерируют и контролируют электрические импульсы, которые передаются между клетками мозга. Но каким образом? Соавтор исследования Анисса Кемпф (Anissa Kempf) объяснила:
«Под электропроводящей частью Shakerа находится другая часть, похожая на корзину под воздушным шаром. Пассажир в корзине, маленькая молекула НАДФН, перемещается назад и вперед между двумя химическими состояниями, регулируя поток через Shaker. Состояние НАДФН, в свою очередь, отражает степень окислительного стресса, который испытывает клетка. Бессонница вызывает окислительный стресс, и это приводит к химической конверсии».
В яркой демонстрации этого механизма вспышка света, которая изменила химическое состояние НАДФН, усыпила мух. По словам Мизенбока, лекарственные препараты, которые одинаково изменяют химический состав НАДФН, связанных с Shaker, могут стать мощным новым типом снотворного.
«Нарушения сна очень распространены, – сказал Геро Мизенбок, – и снотворное является одним из наиболее часто назначаемых препаратов. Но существующие препараты несут в себе риск нарушения когнитивной функции мозга и зависимости. Ориентация на обнаруженный нами механизм поможет создать качественно новые лекарственные препараты от бессонницы».
Авторы другого исследования утверждают, что нарушение сна вызывает увеличение веса у людей с генетическим риском ожирения.
