• Авторам
  • Партнерам
  • Студентам
  • Библиотекам
  • Рекламодателям
  • Контакты
  • Язык: English version
1408
Активация «служебных клеток» мозга снижает потребность в сне?
Физиология
Нейроны и астроциты коры головного мозга мыши в клеточной культуре. Нейроны окрашены в красный цвет (белок MAP2), а астроциты — в зеленый (GFAP)

Активация «служебных клеток» мозга снижает потребность в сне?

Изучение сна – одна из самых популярных и при этом загадочных областей нейронауки: биологические основы этого явления остаются во многом непознанными. Так, есть много доказательств необходимости сна, хотя и спорных, и недавно ученые еще раз подвергли их сомнению, «отключив» потребность во сне у лабораторных мышей

Сон делает нас уязвимыми и отнимает время, которое можно было бы потратить на что-нибудь полезное. Однако, как считается, он отвечает каким-то фундаментальным биологическим потребностям. Главное доказательство этому – тот факт, что все известные высшие организмы спят, хотя некоторые мало, а другие вообще могут обходиться без сна в течение довольно долгого времени. Кроме того, хроническое ограничение сна связывают с преждевременной смертью.

Сон млекопитающих регулируется гомеостатическими процессами, меняющими интенсивность сна в зависимости от времени предшествующего пробуждения. Традиционно считалось, что за это отвечают нейроны, основные клетки нервной ткани. Однако результаты последних исследований показывают, что в модуляции таких процессов важную роль играют «служебные» глиальные клетки мозга – астроциты.

Исследователи из Университета штата Вашингтон (США) изучают биологические механизмы, отвечающие за влечение ко сну, – полного объяснения такого желания так и нет. Чтобы выяснить роль астроцитов в процессах сна и бодрствования, они избирательно и обратимо активировали их в области мозга, участвующей в регуляции сна, пробуждения и температуры тела, с помощью хемогенетического метода DREADDs (Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drugs).

Метод DREADDs основан на активации модифицированных клеточных белковых рецепторов, сопряженных с G-белком, а гены, которые эти рецепторы кодируют, предварительно доставляются в нейроны с помощью вирусных векторов. Синтетический рецептор не реагирует на обычные молекулы-лиганды, связывание с которыми запускает в клетке молекулярные каскады – он начинает функционировать в ответ на введение лишь особого, синтетического, лиганда этого рецептора. Параллельно ученые измеряли активность мозга и двигательную активность животных, чтобы точно фиксировать периоды сна и бодрствования.

К удивлению исследователей, мыши с активированными астроцитами долго не выказывали никаких признаков сонливости, бодрствуя как минимум на несколько часов дольше, чем контрольные животные, содержащиеся в тех же условиях. И эти периоды бодрствования не вызывали ожидаемого гомеостатического ответа на потерю сна (например, увеличения его продолжительности) и, похоже, не сказывались негативно на здоровье животных.

Полученные результаты бросают вызов имеющимся представлениям о том, как возникает потребность во сне и какими нейронными механизмами она обусловлена. В будущем это открытие может проложить путь не только к новому пониманию нейронных основ сна, но, возможно, и к созданию препаратов, позволяющих человеку бодрствовать в течение длительных периодов времени. В случае успеха это будет мир, в котором пределы человеческих возможностей значительно расширятся. Долгое время без сна и без сонливости смогут обходиться сменные рабочие, а также космонавты, пилоты, военные, медицинские работники, спасатели и т. п.

Конечно, пока говорить о таком рано. Сейчас же ученые планируют продолжить изучение изменения в работе нейронов, вызванной активацией астроцитов, чтобы лучше понять феномен пропажи такого естественного желания, как поспать.

Фото: https://commons.wikimedia.org

Понравилось? Поделись с друзьями!

Подпишись на еженедельную e-mail рассылку!