Ученые выяснили, почему люди и животные нуждаются во сне

Все многоклеточные живые существа тратят примерно треть своей жизни на сон из-за того, что в это время клетки их мозга проводят масштабные "ремонтные работы" по починке своей собственной ДНК. Это объясняет существование этой странной формы поведения, пишут ученые в журнале Nature Communications.

"Этот процесс можно сравнить с ямочным ремонтом на автострадах. Выбоины и трещины постоянно появляются на дорожном полотне во время движения машин, особенно в час пик, однако чинить их рациональнее всего ночью, когда ремонтным работам никто не мешает", — рассказывает Лиор Аппельбаум (Lior Appelbaum) из университета Бар-Илана в Рамат-Гане (Израиль). 

Как сегодня считают ученые, мозг и гормональная система человека и всех остальных животных постоянно вырабатывает два типа сигналов – один из них заставляет организм спать, а другой – не дает ему заснуть. Колебания в силе этих сигналов, порождаемые суточными ритмами, заставляют нас засыпать ночью и просыпаться утром, и нарушения в их работе могут приводить к развитию бессонницы или нарколепсии. 

• В последние годы биологи находят все больше следов того, что эти сигналы влияют не только на желание поспать, но и на работу многих клеточных систем. В частности, нарушения сна оказались связаны с ускоренным развитием болезни Альцгеймера, быстрым старением всех клеток тела и многими другими серьезными проблемами со здоровьем.
• Все эти открытия, как отмечают Аппельбаум и его коллеги, не дают ответа на главный вопрос – что именно происходит в мозге и в других частях организма во время сна. Часть ученых считает, что в это время тело чинит повреждения, а нервные клетки запоминают или отбрасывают накопленную за день информацию, однако ни ту, ни другую теорию строго никто не проверял.
• Израильские молекулярные биологи проверили эти идеи и раскрыли реальную причину того, почему нашему мозгу нужен сон, обратив внимание на одну необычную особенность нейронов – их длительная и повышенная активность ведет к накоплению разрывов и других серьезных поломок в их ДНК.
• Это заставило ученых предположить, что мозг использует время сна для ускоренной починки подобных повреждений двойной спирали и других процедур по "зачистке" клеток от повреждений. Они проверили, так ли это на самом деле, поменяв геном рыб-зебр таким образом, что концевые участки их хромосом начали светиться.