Zašto životinje spavaju? Zbog čega ljudska vrsta “gubi” trećinu svog života na spavanje? Tokom evolucije spavanje se održalo kao univerzalno i esencijalno za sve organizme sa nervnim sistemom, uključujući i beskičmenjake kao što su muve, crvi, pa i meduze. Ali razlog zbog čega životinje spavaju – uprkos konstantnoj pretnji predatora – još uvek je misterija, i važi za jedno od najkrupnijih pitanja u nauci na koje još uvek nije odgovoreno.
U studiji, objavljenoj u magazinu pod nazivom Nature Communications, izraelski istraživači sa Bar Ilan Univerziteta pronašli su neobičnu i neočekivanu funkciju sna za koju veruju da može da objasni kako san i poremećaj sna utiču na naš mozak, starenje i razne moždane nepravilnosti.
Koristeći 3D tehnologiju ubzanog snimanja živih zebra ribica, istraživači su uspeli da povežu san sa pojedinačnom hromozomskom rezolucijom i da, po prvi put, pokažu da pojedinačni neuroni zahtevaju san kako bi igrali ulogu u jezgrovitom održavanju.
DNK oštećenje može biti uzrokovano raznim procesima uključujući radijaciju, oksidativni stres, čak i aktivnošću nervnih ćelija. Oporavkom DNK sistema unutar svake ćelije dolazi do smanjenja ovog oštećenja. Tokom nespavanja(nesanice), kada je dinamika hromozoma niska, DNK oštećenja se neprestano gomilaju i na taj način mogu dovesti organizam izvan granica bezbednosti.
Spavanje ima ulogu u povećanju dinamike hromozoma i normalizaciji stepena DNK oštećenja u svakoj od nervnih ćelija. Očigledno, ovaj proces održavanja DNK nije efikasan tokom perioda budnosti i zahteva period spavanja prilikom čega se redukuje sadržaj koji mozak prima. ,,Isto je kao i sa rupama na putu”, kaže Lior Appelbaum, profesor na Bar Ilan Univerzitetu, koji je vodio ovu studiju: ,,Putevi akumuliraju habanje i pucanje, posebno tokom onih sati kada su najprometniji. Najefikasnije je srediti ih uveče, tokom večernjih sati, kada je saobraćaj dosta slabijeg intenziteta”.
Appelbaum akumulaciju DNK oštećenja naziva “cenom nespavanja”. On i njegov doktorand David Zada, prvi autor ove studije, kao i koautori doktor Tali Lerer-Goldshtein, doktor Irina Bronshtein i profesor Yuval Garini, postavili su hipotezu da spavanje učvršćuje i sinhronizuje nuklearnu održivost kroz individualne nervne ćelije, a zatim su se zaputili u potvrđivanje ove teorije.
Njihov pronalazak postignut je zahvaljujući karakteristikama modela zebra ribica. Zbog njihove transparentnosti i mozga koji je sličan ljudima, zebra ribice su savršeni organizmi za proučavanje pojedinačne ćelije pod fiziološkim uslovima. Koristeći mikroskop sa visokom rezolucijom, može se posmatrati kretanje DNK i nuklearnih proteina kroz ćeliju ove ribice dok je budna i dok spava. Istraživači su bili prilično iznenađeni pronalaskom: hromozomi su aktivniji tokom noći, dok se telo odmara, a ta povećana aktivnost upravo omogućava efikasnu obnovu DNK oštećenja.
Rezultati utvrđuju dinamiku hromozoma kao potencijalnog znaka koji određuje pojedinačne ćelije za spavanje i predlažu da je obnavljajuća funkcija spavanja nuklearno održavanje. „Pronašli smo uzročnu vezu između spavanja, hromozomske dinamike, aktivnosti neurona, kao DNK oštećenja i obnove, sa neposrednom fiziološkom relevantnošću celog organizma“, kaže profesor Appelbaum. „San omogućava smanjivanje Dnk oštećenja koja se akumuliraju u mozgu tokom perioda nespavanja“.
„Uprkos riziku o manjoj svesti o okolini, životinje-od meduza, preko zebra ribica do ljudi-moraju da spavaju i time dopuste svojim nervnim ćelija da učestvuju u efikasnoj održivosti Dnk. I to je verovatno razlog zbog čega je spavanje ustaljeno u životinjskom carstvu“, zaključuje profesor Appelbaum.
Preuzeto sa: ScienceDaily
Priredila: Ana Stanković