Novo istraživanje sprovedeno na vinskim mušicama moglo bi da objasni porijeklo te neodoljive potrebe za snom, pružajući nam dublji uvid u to zašto naše telo mora da se odmara na nivou ćelija, piše ScienceAlert.
Naučnici iz Oksforda otkrili su da su mitohondrije, sićušne „elektrane“ unutar naših ćelija, ključni u slanju signala tijelu da je vrijeme za spavanje.
Prema njihovim nalazima, ovi sićušni generatori energije uzrokuju metaboličko preopterećenje u neuronima zaduženima za san.
Mitochondria may have been labelled the „energy powerhouses“ of cells, but they also seem to have an underappreciated role in sleep. https://t.co/ZflI6WqiDM
Pojednostavljeno rečeno, to je kao da naš mozak radi „na rezervi“, a san omogućuje resetovanje tog preopterećenja i održava mozak zdravim.
Okidač za san u našim ćelijama
„Cilj je bio da razumijemo svrhu sna i zašto uopšte osjećamo potrebu za spavanjem“, izjavio je fiziolog Gero Mizenbek. „Uprkos decenijama istraživanja, niko dosad nije uspio da identifikuje jasan fizički okidač.“
„Naši nalazi sugerišu da odgovor leži u samom procesu koji pokreće naša tijela – aerobnom metabolizmu“.
Tim je proučavao neurone koji regulišu san kod vinskih mušica, koje su biološki dovoljno slične ljudima da posluže kao koristan model za istraživanje. Poređenjem odmornih i neispavanih mušica, naučnici su uočili značajne razlike u aktivnosti gena i električnim signalima.
Kako preopterećenje uzrokuje pospanost
Istraživanje je pokazalo da preopterećene mitohondrije u neispavanom mozgu ispuštaju višak elektrona, što dovodi do stvaranja štetnih nusproizvoda. Neuroni zaduženi za regulaciju sna reaguju na ove molekule pojačanom aktivnošću, čime san postaje glavni biološki prioritet.
„Ne želite da vaše mitohondrije oslobode previše elektrona“, objašnjava neuronaučnik Rafael Sarnataro. „Kada se to desi, one stvaraju reaktivne molekule koji mogu da oštete ćelije“.
Da bi testirali svoju teoriju, naučnici su genetski modifikovali mušice. One koje su imale povećanu proizvodnju elektrona u ćelijama koje regulišu san spavale su duže, dok su one koje su imale smanjenu proizvodnju elektrona spavale kraće.
Značaj otkrića za budućnost
Naravno, i drugi faktori utiču na san, od količine kafe koju pijemo do našeg cirkadijalnog ritma, unutrašnjeg sata koji govori tijelu kada je vrijeme za odmor. Ali, ovo otkriće nam prvi put daje uvid u stvarni ćelijski mehanizam koji kontroliše san i objašnjava zašto je to neophodno.
Svako novo saznanje o snu moglo bi pomoći u razvoju terapija za poremećaje spavanja, ali i za neurološka stanja poput Alchajmerove bolesti. Poznato je da su ove bolesti usko povezane sa snom i njegovom zaštitnom ulogom za mozak, a veza sa mitohondrijama otvara nove pravce za buduća istraživanja.
Studija takođe baca novo svijetlo na vezu između metabolizma, sna i životnog vijeka. Na primjer, manje životinje imaju tendenciju da više spavaju i kraće žive, a to bi moglo biti posljedica aktivnosti njihovih mitohondrija i količine ćelijskog otpada koji treba ukloniti.
„Ovo istraživanje odgovara na jednu od najvećih misterija biologije“, zaključuje Sarnataro.
„Zašto nam je potreban san? Odgovor kao da je zapisan u samom načinu na koji naše ćelije pretvaraju kiseonik u energiju“.
