Κοιμηθείτε ήσυχοι! Ο ύπνος αυξάνει τη δυναμική των χρωμοσωμάτων, τα οποία διορθώνουν τη φθορά του DNA που συσσωρεύθηκε κατά το διάστημα της ημέρας.
Γιατί κοιμούνται τα ζώα; Γιατί οι άνθρωποι «ξοδεύουν» το ένα τρίτο της ζωής τους στον ύπνο; Κατά την διάρκεια της ανθρώπινης εξέλιξης ο ύπνος είναι κοινός σε όλα τα ζωντανά είδη και απαραίτητος για όλους τους οργανισμούς με νευρικό σύστημα, συμπεριλαμβανομένων των ασπόνδυλων όπως μύγες, σκουλήκια και ακόμη και μέδουσες. Ο λόγος όμως που κοιμούνται τα ζώα, παρά τη συνεχή απειλή των αρπακτικών, εξακολουθεί να παραμένει μυστήριο και θεωρείται μεταξύ των μεγαλύτερων αναπάντητων ερωτημάτων στις επιστήμες ζωής.
Σε μία νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature Communications, ερευνητές του Πανεπιστημίου Μπαρ-Ιλάν στο Ισραήλ αποκαλύπτουν μία νέα και απροσδόκητη λειτουργία του ύπνου που πιστεύουν ότι θα μπορούσε να εξηγήσει πώς ο ύπνος και οι διαταραχές του ύπνου επηρεάζουν την εγκεφαλική απόδοση, τη γήρανση και διάφορες εγκεφαλικές διαταραχές.
Με τη χρήση τρισδιάστατων τεχνικών απεικόνισης σε ζωντανά ζεβρόψαρα, οι ερευνητές κατάφεραν να προσδιορίσουν τον ύπνο στην ανάλυση ενός χρωμοσώματος και να δείξουν για πρώτη φορά ότι οι νευρώνες χρειάζονται ύπνο προκειμένου να εκτελέσουν την πυρηνική συντήρηση.
Η φθορά στο DNA μπορεί να προκληθεί από πολλές διαδικασίες συμπεριλαμβανομένης της ακτινοβολίας, του οξειδωτικού στρες και ακόμη και της νευρωνικής δραστηριότητας. Τα συστήματα επιδιόρθωσης του DNA που βρίσκονται μέσα σε κάθε κύτταρο επιδιορθώνουν αυτή τη φθορά. Η συγκεκριμένη έρευνα δείχνει ότι κατά την διάρκεια της αϋπνίας, όταν οι δυναμικές του χρωμοσώματος είναι χαμηλές, συσσωρεύεται συνεχώς η φθορά στο DNA σε κάθε νευρώνα.
Προφανώς, αυτή η διαδικασία συντήρησης του DNA δεν είναι αρκετά αποτελεσματική κατά τη διάρκεια της περιόδου που είμαστε ξύπνιοι και απαιτεί μία περίοδο ύπνου με μειωμένη εισαγωγή ερεθισμάτων στον εγκέφαλο για να πραγματοποιηθεί. Είναι όπως οι λακκούβες στον δρόμο, λέει ο Άπελμπαουμ, βασικός συγγραφέας της μελέτης. Οι δρόμοι συσσωρεύουν τη φθορά από το περιβάλλον και την κίνηση των αυτοκινήτων, ειδικά κατά τη διάρκεια των ωρών αιχμής της ημέρας και είναι περισσότερο βολικό και αποτελεσματικό να διορθωθούν το βράδυ, όταν η κίνηση είναι μικρή.
Διαβάστε σχετικά: Ο εγκέφαλος αρχίζει να «τρώει» τον εαυτό του όταν δεν κοιμάται καλά
Ο Άπελμπαουμ αποκαλεί τη συσσώρευση φθοράς στο DNA το «τίμημα της αϋπνίας». Η ερευνητική του ομάδα υπέθεσε ότι ο ύπνος εδραιώνει και συγχρονίζει την πυρηνική συντήρηση μέσα σε κάθε νευρώνα και επιχείρησε να επιβεβαιώσει τη θεωρία.
Η επίτευξη της ανακάλυψής τους οφείλεται στα χαρακτηριστικά του μοντέλου του ζεβρόψαρου. Με την απόλυτη διαφάνειά τους και εγκέφαλο πολύ παρόμοιο με τον ανθρώπινο, τα ζεβρόψαρα είναι ο τέλειος οργανισμός για την μελέτη του κυττάρου μέσα σε ένα ζωντανό ζώο σε φυσιολογικές συνθήκες. Με τη χρήση μικροσκοπίου υψηλής ανάλυσης, μπορούν να παρατηρηθούν μέσα στο ψάρι, η κίνηση του DNA και των πυρηνικών πρωτεϊνών μέσα στο κύτταρο, ενώ τα ψάρια είναι ξύπνια και ενώ κοιμούνται.
Οι ερευνητές εξεπλάγησαν όταν ανακάλυψαν ότι τα χρωμοσώματα είναι περισσότερο δραστήρια τη νύχτα, όταν το σώμα αναπαύεται και ότι αυτή η αυξημένη δραστηριότητα διευκολύνει την αποτελεσματικότητα της διόρθωσης στην φθορά του DNA.
Τα αποτελέσματα φανερώνουν τις δυναμικές των χρωμοσωμάτων σαν πιθανό δείκτη για τον καθορισμό των κυττάρων του ύπνου και υποστηρίζουν ότι η λειτουργία αποκατάστασης του ύπνου είναι η πυρηνική συντήρηση. Ανακαλύψαμε μια αιτιώδη σχέση μεταξύ ύπνου, δυναμικών των χρωμοσωμάτων, νευρωνική δραστηριότητα και φθορά και επιδιόρθωση του DNA με άμεση φυσιολογική σχέση σε όλο τον οργανισμό, δήλωσε ο Άπελμπαουμ. Ο ύπνος δίνει την ευκαιρία να μειωθεί η φθορά του DNA που συσσωρεύτηκε στον εγκέφαλο κατά τη φάση της ημέρας που είμαστε ξύπνιοι.
Τα ζώα, από τις μέδουσες ως τα ζεβρόψαρα και τον άνθρωπο πρέπει να κοιμούνται, παρά τον κίνδυνο της μειωμένης αντίληψης του περιβάλλοντος, για να επιτρέψουν στους νευρώνες τους να εκτελέσουν αποτελεσματικά τη συντήρηση του DNA και αυτός πιθανώς είναι ο λόγος που ο ύπνος έχει εξελιχθεί και έχει συντηρηθεί στο ζωικό βασίλειο, καταλήγει ο καθηγητής Άπελμπαουμ.
Πηγή: D. Zada, I. Bronshtein, T. Lerer-Goldshtein, Y. Garini, L. Appelbaum. Sleep increases chromosome dynamics to enable reduction of accumulating DNA damage in single neurons. Nature Communications, 2019; 10 (1)
Απόδοση: Έφη Μεσιτίδου
Επιμέλεια: PsychologyNow.gr
