Чому нервова система конче потребує сну?
Відомо, що пошкодження та ремонт ДНК в наших клітинах відбувається постійно. Але з’ясувалося, що в нейронах ці процеси протягом доби відбуваються нерівномірно: руйнівні процеси припадають на період неспання, а репаративні, відповідно, відбуваються переважно під час сну. Отже, регулярне недосипання загрожує накопиченням пошкоджень ДНК
Відомо, що сон життєво необхідний для людей і тварин, що тривале позбавлення сну може закінчитися смертю, а регулярне недосипання веде до порушення функцій нервової системи, зокрема погіршення пам’яті та когнітивних можливостей. Проте, клітинні механізми, що зумовлюють таку нашу залежність від спання, поки були не дуже зрозумілі. Висувалися гіпотези про те, що під час сну в клітинах йде інтенсивний біосинтез, накопичується енергія, виводяться метаболіти, закріплюються спогади тощо. Нещодавно вчені з Ізраїлю опублікували статтю, в якій пропонують пояснення того, чому сон виявився настільки важливим з еволюційної точки зору.
Читайте також: Территория сна: «недосып» и «пересып»
В експериментах з акваріумними рибками даніо-реріо вони виявили, що під час неспання в ДНК нейронів накопичується певний вид пошкоджень, а саме дволанцюгові розриви, а під час сну відбувається їх ремонт. Протягом неспання в нейронів вистачає справ, отже вони не встигають полагодити все, що зламалося. Один з авторів дослідження Ліор Аппельбаум пояснював: «Це як ями на дорозі. Вони швидко збільшуються під час активного руху вдень, а ремонтувати їх зручніше вночі, коли трафік не такий активний».
Вчені спостерігали це за допомогою флуоресцентних міток та флуоресцентної мікроскопії. Вони встановили, що під час сну в нейрона підвищується хромосомна динаміка – хромосоми починають активно розплітатися, що є необхідним етапом для зшивання репаративними ферментами дволацюгових розривів ДНК.
Сон – ризикована річ для тварин, адже під час сну вони стають легкою здобиччю для ворогів. Отже, якщо сон в ході еволюції тваринного світу все ж таки з’явився та закріпився, значить він забезпечує якісь життєво важливі процеси. Автори вважають, що, можливо, таким процесом є «технічне обслуговування» ДНК.
Читайте також: Мало спите в будние дни? Обязательно отоспитесь в выходные!
* Zada D, Bronshtein I, Lerer-Goldshtein T, Garini Y and Appelbaum L. Sleep increases chromosome dynamics to enable reduction of accumulating DNA damage in single neurons // Nature Communications, 2019, 10, Article number: 895. https://doi.org/10.1038/s41467-019-08806-w
