Новое исследование, проведенное учёными из Научно-исследовательского института Скриппса (TSRI) и опубликованное в журнале Sleep, установило связь между сном и питанием, а также преимущества тандемного изучения этих двух явлений. Другая работа, проведённая в той же лаборатории, даёт исследователям возможность пристально рассматривать это с помощью плодовых мушек.
В то время, как многие люди наслаждаются эффектом кофеина (подробнее об истории и физиологическом действии этой нейромолекулы вы можете прочесть в отдельной статье), учёные обнаружили, что он отталкивает Drosophila melanogaster – вид плодовых мушек, часто используемый в качестве модельного организма для генетических и поведенческих экспериментов. Научная общественность полагает, что растения производят это вещество в качестве защитного механизма, который призван защищать их плоды от съедения теми же мухами. Независимо от причины, по которой он отпугивает насекомых, кофеин точно так же, как и у людей, отрицательно влияет на их сон. Однако, если доказано, что в случае человека он воздействует на аденозиновые рецепторы (и, фактически, работает антитормозом), то у мух его точное фармакологическое влияние пока не установлено.
Молекула кофеина
Эрин Кибо (Erin Keebaug), докторант-исследователь в лаборатории профессора Уильяма Джа в TSRI, предположила, что системы, ответственные за воздействие кофеина на паттерны сна насекомых (а, возможно, и человеческие), сложнее, чем просто взаимодействие субстрата и рецептора.
Её команда поила мушек водой с различным содержанием кофеина, а затем измеряла, сколько из них и какое количество времени спали в течение следующих 24 часов. Они также изучили, влияют ли разные концентрации кофеина на пищевое поведение насекомых, измеряя, сколько они съедали за тот же 24-часовой период.
Это стало возможным благодаря деятельности коллеги Кибо – Кита Мёрфи (Keith Murphy), разработавшего технологию с открытым исходным кодом, которая может настраиваться на одновременное исследование нескольких типов поведения для их совместного анализа. С помощью устройства регистрации активности CAFE (ARC) учёные смогли одновременно проводить качественную и количественную оценку сразу двух паттернов поведения мух и разработать более простой способ их корреляции.
Оказалось, что экспериментальный недосып нельзя объяснить только лишь потреблением кофеина. Вместо этого учёные выявили, что потеря сна опосредована изменениями в пищевых привычках мушек. То есть помимо всего здесь участвует и некий диетарный компонент.
Этот факт усилил идею о том, что процессы сна и питания необходимо изучать вместе, объясняют учёные, тем более что все большее число исследователей находят тесные взаимосвязи между сном и нарушениями обмена веществ. Возможно, это приведёт и к новому пониманию того, как лечить ожирение и диабет.
Текст: Анна Хоружая
Nutrition Influences Caffeine-Mediated Sleep Loss in Drosophila by Erin S Keebaugh et al. Sleep, 2017