Недостаток сна не обязательно смертелен для мух

Самцы мух, лишённые сна, не умирают раньше тех, кому позволяют спать. Это заставляет исследователей задаться вопросом, является ли сон, по крайней мере для мух, жизненно необходимым для выживания.

Команда из Имперского колледжа Лондона предполагает, что для мух сон может не выполнять жизненно важную биологическую функцию, как это делает пища.

В то время как биологические основы потребности в пище известны (нам нужны калории для питания клеток), то же самое нельзя сказать о сне. Известно, что депривация сна вызывает серьёзные проблемы с когнитивными функциями, памятью, вниманием и рефлексами, но неясно, приводит ли сам по себе недостаток сна к смерти животных.

Предыдущие эксперименты показали, что некоторые животные умирают при лишении сна, но эти исследования не дают точного ответа, почему. Авторы нового исследования предполагают, что методология таких экспериментов могла привести к смерти животных от стресса из-за способов поддержания их в бодрствующем состоянии.

Теперь, в экспериментах с несколькими тысячами плодовых мушек (Drosophila melanogaster), исследователи показали, что самцы мух, лишённые сна, не умирают раньше тех, кто спит регулярно. Их результаты, опубликованные в Science Advances, показывают, что самки мух умирают в среднем на три дня раньше при средней продолжительности жизни 40–50 дней.

В первоначальном исследовании, отслеживающем среднюю продолжительность сна мух, команда обнаружила особей, которые естественным образом спали всего 5–15 минут в день по сравнению с нормальным диапазоном в несколько часов.

Доктор Джорджио Джилестро (кафедра наук о жизни, Имперский колледж Лондона): «Одна из причин, по которой сон считается необходимым для жизни, заключается в том, что все животные спят, поэтому мы были удивлены, обнаружив мух, которым нужно так мало. Мы хотели выяснить, была ли это особенность лишь нескольких счастливчиков или же это было доступно любой мухе».

Чтобы не давать мухам спать, исследователи помещали каждую муху в трубку, связанную с автоматической системой мониторинга. Если система не обнаруживала движения в течение 20 секунд, трубка вращалась, пробуждая муху.

Эта система позволила команде экспериментировать с сотнями мух одновременно, давая лучшее понимание средней реакции на депривацию сна. Они обнаружили, что самцы мух не умирали раньше при лишении сна, а самки умирали в среднем лишь немного раньше.

Мухи всё ещё могли урывать немного сна, накапливая микросны в течение 20 секунд до поворота трубки, или даже «лунатить», но вряд ли они могли получить качественный сон таким образом.

Хотя текущее исследование проводилось на мухах, команда предполагает, что если сон не является жизненно необходимым в той же мере, что и пища, то их результаты могут быть применимы ко всему животному миру, включая людей.

Доктор Джорджио Джилестро: «Для пищи у нас есть калории, которые «жизненно важны» для поддержания нас в живых, и калории, которые «полезны» для хорошего функционирования. Возможно, сон лишь «полезен»: без него нам всё ещё было бы трудно функционировать, но это не обязательно смертельно».

Исследователи отмечают, что хотя самцы мух в лабораторных условиях не умирали раньше без сна, в дикой природе недостаток сна вызвал бы побочные эффекты, которые подвергли бы их большему риску со стороны хищников или конкурентов.

Доктор Джорджио Джилестро добавил: «Недостаток сна может затруднить их нормальное и безопасное функционирование, так же как невыспавшийся человек может разбить машину. Дело не в том, что отсутствие сна не имеет последствий — на самом деле мы будем исследовать влияние на умственную деятельность мух в будущих экспериментах, — но наше исследование заставило нас усомниться, вызывает ли лишение сна само по себе смерть».

Во время экспериментов команда также обнаружила, что даже при депривации сна мухи следовали «нормальным» паттернам активности. Мухи обычно более активны на рассвете и в сумерках, и даже когда они не спали много дней подряд, это всё равно было так.

Исследователи утверждают, что это показывает, что мухи не накапливают «долг сна» — они не обязательно становятся сонливее, чем дольше бодрствуют, а сохраняют относительно нормальные паттерны активности. Это говорит о том, что давление сна контролируется временем суток сильнее, чем количеством полученного сна.

Это было дополнительно подтверждено, когда мухам, лишённым сна, снова позволили спать. Они спали немного дольше день или два, но быстро возвращались к нормальным паттернам, вместо того чтобы сразу наверстывать весь потерянный сон одним чрезвычайно долгим сном.