https://bodybydarwin.com
Slider Image

Ο Zebrafish θα μπορούσε να διδάξει στους ανθρώπους πολλά για την επιστήμη του ύπνου

2020

Προχωρώντας σύντομα στις συνιστώμενες 7 ώρες κλεισίματος; Οι συνέπειες θα μπορούσαν να είναι καταστροφικές. Η μη λήψη επαρκούς ύπνου μπορεί να προκαλέσει τον μεταβολισμό σας και να μεταβάλει τη συμπεριφορά των γονιδίων σας για τα επόμενα χρόνια. Η στέρηση του ύπνου σχετίζεται επίσης άμεσα με ορισμένες από τις πιο προβληματικές νόσους της Αμερικής: παχυσαρκία, διαβήτη τύπου 2, κατάθλιψη και καρδιαγγειακές παθήσεις.

«Η διαταραχή του ύπνου δεν είναι μόνο μια συνέπεια» της ασθένειας, λέει ο Phillipe Mourrain, νευροβιολόγος στο Κέντρο Στάνφορντ για τις Επιστήμες του Sleep και της Ιατρικής », αλλά είναι απλό, μέρος της αιτιολογίας».

Ο Mourrain είναι ένας γενετιστής μοριακών φυτών που μετατράπηκε σε βιολόγο ανάπτυξης, ο οποίος τώρα, σε αυτό που αποκαλεί «τρίτη φάση της επιστημονικής ζωής του», μελετάει τον ύπνο. Γιατί; Γιατί συμβαίνει σε ολόκληρο το ζωικό βασίλειο. «Από τα χταπόδια, στα έντομα, στα σπονδυλωτά», λέει ο Mourrain, κοιμάται όλοι για να επιβιώσουμε. Το ερώτημα είναι τι συμβαίνει σε εκείνες τις χαμένες ώρες που είναι τόσο σημαντικές για όλα τα πλάσματα που ζουν;

Ελπίζει να βρει τις απαντήσεις σε κάποια μικροσκοπικά, λαμπερά ψάρια. Σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στη Φύση αυτήν την εβδομάδα, ο Mourrain και η ομάδα του αναφέρουν ότι το zebrafish έχει δύο υπογραφές ύπνου ή φάσεις, όπως οι άνθρωποι κάνουν. Αυτό υποδηλώνει ότι ο ύπνος - όπως το βιώνουν οι άνθρωποι - υπήρχε στο ζωικό βασίλειο για περισσότερα από 450 εκατομμύρια χρόνια.

Έχετε ακούσει πιθανώς τις δύο φάσεις του ύπνου στους ανθρώπους, που συχνά ονομάζονται REM (ταχεία κίνηση των ματιών) και μη REM. Ο μη ύπνος REM ή αργός κύμα είναι ένας βαθύς ύπνος όπου η εγκεφαλική δραστηριότητα είναι αργή και συγχρονισμένη και οι μύες είναι εντελώς χαλαροί. Το REM, από την άλλη πλευρά, ονομάζεται επίσης παράδοξος ύπνος επειδή παρουσιάζει, παρά ένα παράδοξο: ο εγκέφαλος συμπεριφέρεται σαν να είναι ξύπνιος. Αλλά το σώμα - ιδιαίτερα οι μύες - είναι εξαιρετικά χαλαροί.

Οι άνθρωποι και το zebrafish μοιράζονται τη συμπεριφορά του ύπνου. Αλλά όταν κάνετε μεγέθυνση και εξετάζετε τη δραστηριότητα του εγκεφάλου, ο Mourrain ρωτά: Τι είναι παρόμοιο και επίσης τι είναι διαφορετικό;

Τα Zebrafish είναι μικροσκοπικά, διαφανή σπονδυλωτά. Αναπτύσσονται εύκολα σε μεγάλες ποσότητες, συγκρίσιμες με τους ανθρώπους (επίσης σπονδυλωτά) και μπορείτε να παρακολουθείτε τις φυσιολογικές διεργασίες που συμβαίνουν σε πραγματικό χρόνο μέσα από το διαφανές δέρμα τους. Θεωρούνται ως μοντέλο οργανισμού, τέλειο για την έρευνα ύπνου. Σε αντίθεση με τα ποντίκια και τα ποντίκια, τα οποία είναι νυχτερινά, τα zebrafish είναι καθημερινά όπως οι άνθρωποι: κοιμούνται τη νύχτα και είναι ξύπνιοι κατά τη διάρκεια της ημέρας.

Η ομάδα Mourrain s ανέπτυξε μια τεχνική για τη σάρωση ολόκληρου του zebrafish. Εισήγαγαν ένα γονίδιο σε ένα στέλεχος zebrafish το οποίο επιτρέπει στα ψάρια να εκφράζουν μια φθορίζουσα πρωτεΐνη. Η πρωτεΐνη φθορίζει μόνο όταν αυξάνεται το ασβέστιο στο κύτταρο (ένα πληρεξούσιο για αυξημένη φυσιολογική δραστηριότητα). Έτσι, όσο πιο δραστήριοι ήταν οι μυς του ψαριού, ο εγκέφαλος, η καρδιά ή τα μάτια, τόσο περισσότερο έλαμψαν.

"Έκαμε ολόκληρη εγγραφή στο Brian, " λέει ο Mourrrain. Όλα τα μεμονωμένα κύτταρα στον εγκέφαλο των ψαριών καταγράφονται καθώς και στον μυς του σώματος

Διαπίστωσαν ότι ο ύπνος μειώνει τη συνολική δραστηριότητα του εγκεφάλου σε ζέβρα, όπως και στον άνθρωπο. Υπήρχαν επίσης δύο ξεχωριστές φάσεις, μία εκ των οποίων αφορούσε αργή συγχρονισμένη δραστηριότητα των νευρώνων όπως παρατηρούμε στον ανθρώπινο ύπνο αργού κύματος. Η δεύτερη φάση δεν συνεπάγεται ταχεία κίνηση των ματιών, λέει ο Mourrain, οπότε δεν θα μπορούσατε να το ονομάσετε REM. Αλλά ήταν εξίσου παράδοξο το γεγονός ότι τα ψάρια έδειξαν εγκεφαλική δραστηριότητα χωρίς κίνηση των μυών.

Ο Μουράιν και η ομάδα του ελπίζουν ότι η περαιτέρω έρευνα σε αυτά τα παρόμοια πλάσματα μπορεί να βοηθήσει να ξεκλειδώσετε τα μυστικά του ανθρώπινου κλείδωμα-μάτι, που θα μπορούσαν να μας βοηθήσουν να μείνουμε υγιέστεροι και ευτυχισμένοι.

«Δεν υπάρχει καμία πτυχή της υγείας ή της φυσιολογίας που δεν επηρεάζεται από τον ύπνο», λέει ο Paul Shaw, νευροεπιστήμονας στο πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον που μελετάει τον ύπνο στις μύγες φρούτων. Ο μεταβολισμός επηρεάζεται εκπληκτικά από τον ύπνο: μία ώρα λιγότερο ύπνο την ημέρα [από τη συνιστώμενη] και εκτοξεύει το μεταβολισμό σας και μπορείτε να το παρουσιάσετε ως προ-διαβητικό.

Ο Shaw αναφέρεται σε μια μελέτη όπου τα 10χρονα που πήραν μία ώρα λιγότερο από τις συνιστώμενες 10 ώρες ύπνου είχαν μεγαλύτερο κίνδυνο διαβήτη τύπου 2. Μια άλλη μελέτη έδειξε ότι ένας μόνο αθλούμενος μπορεί να αλλάξει τον τρόπο συμπεριφοράς των γονιδίων σας για τα επόμενα χρόνια. Και οι μελέτες σε ζώα ήδη από το 1894 δείχνουν ότι η μακροχρόνια στέρηση του ύπνου οδηγεί σε θάνατο.

Οι νευρώνες στον [ανθρώπινο] εγκέφαλό σας είναι οι ίδιοι από τη γέννηση μέχρι το θάνατο περισσότερο ή λιγότερο. Γεννηθήκατε μαζί τους και θα πεθάνετε μαζί τους, λέει ο Mourrain. Υπάρχουν να αγαπούν και να φροντίζονται για πάνω από δεκαετίες, και πολύ πιθανό ότι ο ύπνος είναι αυτή η περίοδος όταν φροντίζουμε τον εγκέφαλό μας.

Αυτό το έργο είναι μια νέα στρατηγική για τον ακριβέστερο ορισμό του ύπνου, λέει ο Shaw. Τώρα που υπάρχει καθιερωμένη κοινότητα μεταξύ του zebrafish και του ανθρώπου, ο Mourrain θέλει να κοιτάξει πέρα ​​από τον ύπνο ως συμπεριφορά και να καταλάβει τι είναι στο κυτταρικό, μοριακό και γενετικό επίπεδο.

Στα ύπνο ποντίκια, υπάρχουν ενδείξεις ότι ο εγκέφαλος είναι απασχολημένος με την απομάκρυνση τοξικών παραπροϊόντων, την επισκευή του DNA και την αποκατάσταση των συνδέσεων μεταξύ των νευρώνων. Ο Mourrain υποψιάζεται ότι παρόμοιες διεργασίες λειτουργούν στον άνθρωπο και πιθανότατα σε πολλές άλλες μορφές μεταβολικής και νευρολογικής νοσηλείας, αλλά δεν έχουμε ακόμα τα άμεσα αποδεικτικά στοιχεία. Ό, τι συμβαίνει στις κυψέλες ύπνου, λέει ο Μουράιν, είναι ζωτικής σημασίας για τη ζωή σε όλο το ζωικό βασίλειο.

Η ανάπαυση, λέει ο Μουράιν, είναι ότι οι άνθρωποι δεν είναι αυτό το ειδικό. Το DNA μας είναι 80 έως 90 τοις εκατό όμοιο με εκείνο του zebrafish, λέει. Και χάρη σ 'αυτά τα μικρά ξαφνικά ξαδέρφια, ίσως τελικά μπορούμε να καταλάβουμε πόσο παρασύρεται κάθε βράδυ πραγματικά μας κρατά ζωντανό.

Μπορεί η έρευνα αστροβιολογίας να μας πείσει να καταπολεμήσουμε την αλλαγή του κλίματος;

Μπορεί η έρευνα αστροβιολογίας να μας πείσει να καταπολεμήσουμε την αλλαγή του κλίματος;

Δώρα που βελτιώνονται καθώς μεγαλώνουν

Δώρα που βελτιώνονται καθώς μεγαλώνουν

Το βάρος σας επηρεάζει πόσο καιρό ζείτε - αλλά είναι εξαιρετικά περίπλοκο

Το βάρος σας επηρεάζει πόσο καιρό ζείτε - αλλά είναι εξαιρετικά περίπλοκο