Сон и старение: две стороны одной медали?

Исследователи из Оксфордского университета обнаружили общий для сна и старения мозговой процесс, что может открыть путь к новым методам лечения бессонницы.

Учёные сообщают в журнале Nature, что окислительный стресс приводит ко сну. Считается, что окислительный стресс также является причиной старения и дегенеративных заболеваний.

Открытие приближает нас к пониманию всё ещё загадочной функции сна и даёт новую надежду на лечение расстройств сна. Оно также может объяснить, почему хроническое недосыпание, как подозревается, сокращает жизнь.

Профессор Геро Мизенбёк, руководивший командой, пояснил: «Неслучайно на баллонах с кислородом есть знаки взрывоопасности: неконтролируемое горение опасно. Животные, включая людей, сталкиваются с аналогичным риском, когда используют вдыхаемый кислород для преобразования пищи в энергию: несовершенно сдерживаемое «горение» приводит к «окислительному стрессу» в клетке. Считается, что это причина старения и виновник дегенеративных заболеваний. Наше новое исследование показывает, что окислительный стресс также активирует нейроны, которые контролируют, засыпаем мы или нет».

Команда изучала регуляцию сна у плодовых мушек — животного, которое почти 50 лет назад также дало первое представление о циркадных ритмах. У каждой мушки есть особый набор нейронов, контролирующих сон, которые есть и у других животных и, как полагают, существуют у людей. В предыдущем исследовании команда профессора Мизенбёка обнаружила, что эти нейроны действуют как переключатель «вкл/выкл»: если нейроны электрически активны, мушка спит; когда они молчат, мушка бодрствует.

Доктор Сеохо Сон, один из ведущих авторов, сказал: «Мы решили поискать сигналы, которые включают нейроны, контролирующие сон. Из нашей более ранней работы мы знали, что главное различие между сном и бодрствованием заключается в том, сколько электрического тока проходит через два ионных канала, называемых Shaker и Sandman. Во время сна большая часть тока проходит через Shaker».

Команда нашла ответ в компоненте самого канала Shaker.

Другой ведущий автор, доктор Анисса Кемпф, объяснила: «Под электропроводящей частью Shaker подвешена другая часть, как гондола под воздушным шаром. «Пассажир» в этой гондоле, небольшая молекула NADPH, переключается между двумя химическими состояниями — это регулирует ток через Shaker. Состояние NADPH, в свою очередь, отражает степень окислительного стресса, которую испытала клетка. Бессонница вызывает окислительный стресс, и это запускает химическое преобразование».

В яркой демонстрации этого механизма вспышка света, изменившая химическое состояние NADPH, усыпила мух.

По словам профессора Мизенбёка, лекарства, которые аналогичным образом меняют химию NADPH, связанного с Shaker, могут стать мощным новым типом снотворного.

«Нарушения сна очень распространены, а снотворные — одни из самых часто назначаемых препаратов. Но существующие лекарства несут риски спутанности сознания, забывчивости и привыкания. Воздействие на обнаруженный нами механизм могло бы избежать некоторых из этих побочных эффектов».