Un studiu inovator a descoperit declanșatorul care face creierul să doarmă

Ne petrecem aproape o treime din viață dormind, dar declanșatorul care face creierul să doarmă a rămas pentru mult timp un mister. În ciuda deceniilor de cercetare, oamenii de știință nu reușiseră să identifice până acum o cauză fizică concretă care să explice această necesitate.

Un nou studiu realizat de Universitatea Oxford (Anglia) ar putea schimba complet perspectiva.

• Test de cultură generală. De ce Luna pare mai mare atunci când se află la orizont?
• Straniu și „extraterestru”: suprafața planetei Marte pe timp de noapte, văzută prin ochii roverului Curiosity

Cercetătorii au descoperit că declanșatorul care face creierul să doarmă ar putea proveni din interiorul celulelor, mai exact din mitocondrii, acele „uzine energetice” ale celulelor, responsabile cu transformarea oxigenului în energie. Echipa condusă de profesorul Gero Miesenböck și dr. Raffaele Sarnataro a arătat că un exces de stres electric acumulat în mitocondrii, în anumite celule nervoase, declanșează un semnal intern care activează nevoia de somn.

Cum funcționează declanșatorul care face creierul să doarmă?

Studiul, realizat pe musculițe de oțet (Drosophila), a arătat că atunci când mitocondriile sunt suprasolicitate, ele încep să „scurgă” electroni.

„Când se întâmplă asta, se formează molecule reactive care pot deteriora celulele”, a explicat dr. Sarnataro.

Această scurgere de electroni generează așa-numitele specii reactive de oxigen subproduse ale metabolismului celular care, în cantități mari, pot afecta structura și funcționarea celulelor.

Creierul pare să reacționeze la acest dezechilibru inițiind somnul, oferindu-le astfel timp celulelor să se „repare” și să-și reducă stresul acumulat, înainte ca daunele să se răspândească. Descoperirea oferă o nouă perspectivă asupra rolului pe care îl are metabolismul energetic în sănătatea creierului.

Cercetătorii au identificat neuroni specializați care acționează ca niște „siguranțe electrice”. Acești neuroni măsoară scurgerea de electroni, iar când nivelul depășește un prag critic, declanșează reflexul de somn.

Manipulând fluxul de energie în aceste celule (crescând sau reducând transferul de electroni), cercetătorii au putut controla direct cât timp dormeau musculițele.

Au reușit chiar să „păcălească” sistemul înlocuind electronii cu energie luminoasă, prin intermediul unor proteine microbiene. Rezultatul a fost același: mai multă energie, mai multă scurgere, mai mult somn, scrie Interesting Engineering.

Un nou mod de a înțelege somnul

„Am vrut să înțelegem ce este, de fapt, somnul și de ce simțim nevoia de a dormi. Rezultatele noastre arată că răspunsul ar putea fi ascuns chiar în procesul care ne alimentează organismul: metabolismul aerobic”, a spus profesorul Miesenböck.

El a explicat că atunci când mitocondriile din anumiți neuroni care reglează somnul sunt suprasolicitate, încep să piardă electroni. Iar când pierderea devine prea mare, neuronii declanșează somnul pentru a preveni deteriorarea celulelor.

Această descoperire ar putea explica de ce somnul și metabolismul sunt atât de strâns legate. Animalele mici, care consumă mai mult oxigen raportat la greutatea corporală, tind să doarmă mai mult și să aibă o durată de viață mai scurtă. La oameni, persoanele cu afecțiuni mitocondriale suferă adesea de oboseală extremă, chiar și fără efort fizic, ceea ce această descoperire ar putea clarifica.

„Acest studiu răspunde la una dintre marile întrebări ale biologiei: de ce avem nevoie de somn? Răspunsul pare să fie scris în felul în care celulele noastre transformă oxigenul în energie”, a concluzionat dr. Sarnataro.

Aceste rezultate nu doar că ar putea revoluționa înțelegerea somnului, ci și modul în care medicina abordează oboseala cronică, tulburările neurologice și chiar procesul de îmbătrânire.

Studiul a fost publicat în Nature.

Vă recomandăm să citiți și:

Lemurii nu îmbătrânesc la fel ca oamenii, relevă un studiu

Mai mult decât mișcare: Cum influențează contextul exercițiilor fizice sănătatea mintală

Slăbitul ar putea întineri țesutul adipos, eliminând celulele îmbătrânite

Vacanță în străinătate? Cum să-ți gestionezi banii inteligent și să eviți taxele inutile