Израильские ученые выяснили, зачем нужен сон

Почти треть своей жизни люди проводят во сне. Этот механизм отключения организма от активной деятельности чрезвычайно важен для здоровья – физического и душевного. Неудивительно, что проблемам, связанным с бессонницей, посвящено множество различных исследований. Только совсем недавно были опубликованы три научные работы, в которых отслеживается связь между дефицитом сна и сбоями в работе человеческого организма.

В рамках двух из них ученые рассмотрели генетические данные сотен тысяч людей, страдающих от бессонницы. В результате им удалось выявить следующую закономерность: проблемы со сном испытывают люди, генетически предрасположенные к кардиологическим заболеваниям и сахарному диабету, а также к депрессии и различным неврозам. Третье исследование было проведено на подопытных животных — мышах. Его результаты указывают на связь между недостатком сна и развитием болезни Альцгеймера.

Впрочем, многочисленные изыскания ученых не дали до сих пор однозначного ответа на вопрос – для чего именно человеческому организму необходим сон. Решить эту задачу попытались специалисты из университета имени Бар-Илана. Результаты их исследования, проведенного на аквариумных рыбках типа псевдотрофеус-зебра, были опубликованы в начале марта в журнале Nature Communications. Ученые пришли к выводу, что сон необходим всем живым существам для восстановления нервных клеток, поврежденных во время бодрствования.

О подробностях проведенного исследования рассказал профессор Лиор Апельбойм, руководитель нейробиологической лаборатории в университете имени Бар-Илана. По его словам, все живые существа, обладающие нервной системой, проводят часть суток во сне. «Однако здесь скрыта проблема, — говорит профессор Апельбойм. – С эволюционной точки зрения сон выглядит совершенно бессмысленным и даже опасным занятием. Ведь во время сна любое живое существо становится беззащитным и превращается в легкую добычу для любого хищника или неприятеля».

Высоко развитым с эволюционной точки зрения биологическим видам – например, человеку – сон необходим для поддержания способности сосредотачиваться, удерживать в памяти имеющуюся информацию и усваивать новую. «Но медузам не нужно готовиться к экзаменам», — говорит профессор Апельбойм. Зачем же тогда спят те же медузы или дельфины, у которых во время сна отключается только часть мозга, а другая продолжает бодрствовать, не позволяя своему обладателю утонуть?

В результате проведенного исследования ученые пришли к выводу, что каждой нервной клетке необходим сон, необходим отдых. «Я вынужден подвергнуть себя опасности – возможно, во время сна меня растерзает лев, — говорит профессор Апельбойм. – Но иного выбора у меня нет – я не могу бодрствовать все время».

Почему же исследование было проведено именно на аквариумных рыбках? Во-первых, за ними легко ухаживать. Во-вторых, их мозг по своему строению достаточно близок человеческому. «У аквариумных рыбок есть передний, задний и средний мозг, — объясняет профессор Апельбойм. – Это напоминает упрощенную модель человеческого мозга. Например, у человека за переход ко сну отвечает 70 тысяч нервных клеток, а у рыбок – только 16 тысяч. Но это те же самые нервные клетки».

Простота структуры мозга аквариумных рыбок типа псевдотрофеус-зебра позволяет легко производить изменения в их геноме. Но самое главное их достоинство – это то, что они прозрачные. «Не существует других видов прозрачных позвоночных, на которых мы могли бы ставить опыты, — объясняет профессор Апельбойм. – За процессами, проходящими в мозге аквариумных рыбок, мы можем следить с помощью микроскопа без всякого хирургического вмешательства, без каких бы то ни было надрезов. Мы можем наблюдать за их мозгом и во время сна, и во время бодрствования. Мы может следить за каждой клеткой, не извлекая ее из естественного окружения».

В ходе исследования возглавляемая профессором Апельбоймом рабочая группа исследовала особый белок, извлеченный из тел медуз. С его помощью они окрасили нервные клетки аквариумных рыбок и находящиеся внутри них хромосомы. Отслеживая их развитие, ученые смогли получить новые данные о генетическом багаже подопытных животных.

Используя особо мощные микроскопы, ученые смогли провести трехмерные съемки нервных клеток и хромосом аквариумных рыбок во время сна и во время бодрствования. Так они обнаружили, что, когда рыбка бодрствует, хромосомы в ее нервной клетке слегка вздрагивают, оставаясь на месте. Но когда рыбка засыпает, ее хромосомы начинают «плясать», совершая интенсивные движения. «Это стало для нас полной неожиданностью, — признается профессор Апельбойм. – Когда живое существо спит, его хромосомы становятся более активными».

Это стало одним из главных открытий, сделанным учеными университета имени Бар-Илана. Фактически они смогли заново сформулировать понятие сна с точки зрения нервной клетки. Нервная клетка спит, когда хромосомы пускаются в пляс. «Во время сна хромосомы в два раза подвижнее, нежели во время бодрствования», — уточняет профессор Апельбойм.

Но для чего этот танец нужен хромосомам? По словам исследователей, деятельность нервных клеток во время бодрствования наносит ущерб содержащейся в хромосомах ДНК. Во время сна любого живого организма его нервные клетки пытаются восстановиться. Сделать это им помогает интенсивное движение хромосом.

В исследовательскую группу под руководством профессора Лиора Апельбойма вошли также его аспирант Давид Зада, доктор Тали Лерер-Гольдштейн, доктор Ирина Бронштейн и профессор Юваль Гарини. «По всей видимости, с эволюционной точки зрения сон необходим всем живым существам для поддержания деятельности ДНК», — подводит итоги проведенной работы профессор Апельбойм.

Асаф Ронэль, «ХаАрец«, Б.Е.

На фото: репродукция картины Виктора Васнецова «Спящая царевна».
Wikipedia public domain.

 


Анонс

Реклама



Партнёры

Загрузка…

Реклама

Send this to a friend