Каждый день со всеми нами происходит нечто очень загадочное. Мы погружаемся в очень знакомое каждому, но совершенно неисследованное состояние. Учёные давно бьются над этой загадкой, и они всё ещё очень далеки от её разрешения. Им удалось сделать очередной шаг, благодаря которому мы можем начать эффективнее засыпать. Исследователи ещё раз уточнили, как срабатывает механизм "принудительного отдыха" и засыпания. Специальный белок чётко сигнализирует мозгу, что пора отключаться и заняться восстановлением внутриклеточных ДНК.
Как мы рассказывали ранее, здоровый сон и правильный отдых крайне важны для нашего благополучия и успешности. А быстрее уснуть помогает правильный настрой в течение дня; расслабленное состояние непосредственно перед тем, как лечь в постель; правильный подбор аксессуаров для сна; и определённые несложные упражнения, выполняемые непосредственно перед сном.
Сейчас о том, как важно в течение дня нагрузить свой организм, чтобы он "соскучился" по отдыху и эффективнее восстанавливался во сне.
Как организм узнаёт, что устаёт?
Понятно, что учёные пристально исследуют процессы сна. Ведь люди проводят в дрёмах треть жизни. Регулярно спят все животные, у которых есть нервная система, даже беспозвоночные, мухи, черви и медузы. Хотя в природе временно "вырубаться" очень опасно – хищники бдят и рыщут. И всё ещё остается загадкой, каким образом сон помогает восстанавливаться мозгу и отдельным клеткам тела.
Известно, что пока мы бодрствуем, в ДНК наших нейронов накапливаются повреждения, и возрастает усталость. Дальше тело просто принуждает нас прервать "суетливый полёт бодрствования" и отправиться на "сонную профилактическую стоянку". Как авиационные бортинженеры постоянно контролируют и на ходу исправляют неполадки в самолёте, так и наши внутренние системы восстановления постоянно работают, а во время сна основательно латают наше тело и готовят его к "боевым вылетам" нового дня.
Какой же датчик отвечает за "принудительную посадку"? В новом исследовании, учёные из израильского университета Бар-Илан, работавшие под руководством профессора Лиора Аппельбаума, сделали шаг вперед к решению этой загадки, открыв механизм сна у полосатых рыбок данио (зебрафиш). Вывод сделан такой – белок PARP1 ощущает и отмечает разрывы ДНК в клетках; он выступает в качестве "антенны", запуская процесс засыпания и включение систем восстановления.
Когда мы бодрствуем, в организме постепенно нарастает "гомеостатическое давление сна", то есть усталость. Во время ночных дрём всё происходит наоборот – "давление" снижается, и достигает минимума после полноценного и сладкого ночного сна.
Как так происходит, что гомеостатическое давление вынуждает нас вечером вырубаться? И что ночью заставляет это давление снизиться до такой степени, что мы вскакиваем бодрячком? При бодрствовании в наших нейронах накапливаются повреждения ДНК. Они вызываются различными причинами – ультрафиолетовое и радиационное облучение, внутриклеточные отходы нейронов, окислительный стресс и ферментативные ошибки. Организм, по мере сил, круглосуточно исправляет эти разрывы ДНК, но во время бодрствования не успевает всё "разгребать" – повреждения ДНК в нейронах потихоньку накапливаются. Постепенно количество проблемных молекул в мозге может достигать опасного уровня, тогда требуются срочные меры – "марш в постельку". Научные исследования показали, что восстановительные системы в ДНК эффективнее всего работают именно во время сна.
Принуждение к отдохновению
На этот раз, в серии экспериментов, исследователи попробовали определить, может ли накопление повреждений в ДНК инициировать подъём гомеостатического давления и последующее состояние сна. Используя облучение, фармакологию и оптогенетику, вызывали повреждение ДНК у рыбок данио, и смотрели, как это влияет на их сон. Эти рыбки прекрасно подошли для такого исследования – прозрачное тело просматривается насквозь, простенький мозг, и спят они как мы, ночью.
И вот что оказалось: когда увеличивалось количество повреждений ДНК, у рыбок потребность во сне также возрастала. Последующий сон приводил к уменьшению повреждений ДНК.
Далее исследователи захотели уточнить, можно ли определить минимальное время, необходимое полосатым рыбкам для сна, чтобы починить ДНК. Поскольку они, как и люди, не любят спать при свете, им постепенно сокращали период затемнения. В результате определили, что шести часов сна в сутки достаточно для эффективного уменьшения поврежденных ДНК. Если же рыбкам позволяли спать меньше шести часов, то повреждения ДНК резко возрастали, и рыбки данио даже в дневное время продолжали "клевать носом".
"Датчик" усталости
Вышеупомянутый белок PARP1 – один из элементов системы "починки" ДНК, который срабатывает в числе первых. Фермент PARP1 отмечает поломанные участки клеточных ДНК и задействует соответствующие системы для устранения повреждений. Говоря очень упрощенно, "длиннющая" молекула ДНК компактно упаковывается в ядре клетки, наматываясь как клубок на специальные белки – гистоны. Так вот PARP-1 активно участвует в "переукладке" и "починке" произошедших в ДНК повреждений. Процесс этот непростой и энергозатратный, потому периодически организму необходимо полное отключение, когда мозг переходит в автономный режим – то есть сон.
Когда механизм регулярного "отключения" работает с перебоями, начинается целый каскад проблем. Поэтому учёные надеются, что исследования механизмов засыпания помогут объяснить связь между нарушениями сна, старением и нейродегенеративными расстройствами, такими как болезнь Паркинсона и Альцгеймера.
Отдых надо заслужить
Такое вот любопытное взаимодействие микро- и макромира. Огромные города и целые континенты приглушают свет и всё погружается в ночное безмолвие, потому что где-то на микроуровне – внутри клеток, в молекулах ДНК – нужно навести порядок.
Из результатов этого исследования каждый может извлечь некоторую практическую пользу. Ведь это очередное напоминание о том, что для здорового полноценного сна нам необходимо как следует подвигаться во время периода бодрствования. Наш организм эволюционно рассчитан на нагрузки, он в них нуждается, и он после них умело восстанавливается.
Напрашивается смешная версия, что наши домашние "мастера дремоты", коты, "тыгыдычат", носятся по квартире, чтобы "нагулять" себе хороший сон. Надо же им как-то компенсировать недостаток охотничьей активности.
Нервные перегрузки и душевные переживания тоже вгоняют в усталость, но они не помогают уснуть – наоборот. А вот физическая активность и умеренная мышечная усталость помогают засыпанию. А заодно, после хорошего сна, и психологические боли утихают – "утро вечера мудренее".
Ещё о способах лучше выспаться:
Чтобы отдохнуть и выспаться, надо "высыпаться" – 3 способа релаксации
"Веское" средство быстро успокоиться и хорошо выспаться
Однозначно побеждаешь, если удачно отдыхаешь
Чудесно поспишь, если своих драконов усмиришь
