De første tegn på utilstrekkelig søvn er allment kjent. Det er tretthet og utmattelse, konsentrasjonsvansker, kanskje irritabilitet eller til og med lei giggles. Langt færre mennesker som har opplevd effekten av langvarig søvn deprivasjon, inkludert forvirring, paranoia og hallusinasjoner.
Totale, langvarig søvn deprivasjon, men kan være dødelig., Mens det har vært rapportert hos mennesker bare anecdotally, en mye sitert studie i rotter ble utført av Chicago-baserte forskere i 1989 viste at en total mangel på søvn fører uunngåelig til døden. Likevel, til tross for tiår med studien, er et sentralt spørsmål har forblitt uløst: Hvorfor dyr dør når de ikke sover?
Nå, Harvard Medical School (HMS) nevrologer har identifisert en uventet, årsakssammenheng mellom søvnmangel og for tidlig død.,
I en studie på søvnmangel frukt fluer, publisert i Cell juni 4, fant forskerne at døden er alltid innledes med den opphopning av molekyler kjent som reaktiv oksidativt arter (ROS) i tarmen.
Når frukt fluer fikk antioksidant forbindelser som nøytralisere og fjerne ROS fra tarmen, søvnmangel flyr vært aktiv og hatt normal lifespans. Flere eksperimenter på mus bekreftet at ROS tas opp i tarmen når søvnen er ikke nok.
funnene antyder muligheten for at dyrene kan faktisk overleve uten søvn under visse omstendigheter., Resultatene åpne nye muligheter for å studere for å forstå den fulle konsekvensene av utilstrekkelig søvn og en dag kan informere utformingen av tiltak for å motvirke sin skadelige effekter hos mennesker, forfattere sa.
«Vi tok en objektiv tilnærming og søkt i hele kroppen for indikatorer på skader forårsaket av søvnmangel. Vi var overrasket over å finne at det var gut som spiller en viktig rolle i å forårsake død,» sa senior studie forfatteren Dragana Rogulja, assisterende professor i nevrobiologi i Blavatnik Institutt ved HMS-arbeid.,
«Enda mer overraskende fant vi at for tidlig død som kan forebygges. Hver morgen, ville vi alle samles rundt for å se på fluer, med vantro for å være ærlig. Det vi så er at hver gang vi kunne nøytralisere ROS i tarmen, vil vi kunne redde fluer,» Rogulja sa.
Forskere har lenge studert søvn, et fenomen som synes å være grunnleggende for livet, men en som på mange måter er fortsatt mystisk. Nesten alle kjente dyr sover eller viser noen form for sleeplike atferd. Uten nok av det, alvorlige konsekvensene som følger., I mennesker, kronisk utilstrekkelig søvn er assosiert med hjerte-og karsykdommer, Type 2 diabetes, kreft, fedme, depresjon, og mange andre forhold.
Tidligere forskning har vist at langvarig, total søvnmangel kan føre til for tidlig død i dyremodeller. Innsats for å svare på hvordan søvnmangel ender i døden har i hovedsak fokusert på hjernen, hvor sove stammer, men ingen har gitt entydige resultater.,
Gut akkumulering
Ledet av studien co-første forfattere Alexandra Vaccaro og Yosef Kaplan Dor, begge stipendiater i nevrobiologi på HMS, team gjennomført en rekke eksperimenter i frukt fluer, som deler mange søvn-regulering gener med mennesker, til å søke etter tegn på skader forårsaket av søvnmangel i hele kroppen. For å overvåke søvn, forskerne brukes infrarøde stråler hele tiden spore bevegelsen av fluer som ligger i de enkelte rørene.
De fant at fluer kan sove gjennom fysisk risting, så laget slått til mer sofistikerte metoder., De som er genetisk manipulert frukt fluer til å uttrykke en varme-sensitive protein i bestemte nerveceller, den aktivitet som er kjent for å undertrykke søvn. Når du flyr var som ligger på 29 grader Celsius (84 grader Fahrenheit), protein indusert neurons å forbli konstant aktiv, og dermed hindre fluene fra å sove.
Etter 10 dager med temperatur-indusert søvn deprivasjon, dødelighet tilsatt blant frukt fluer og alle døde av rundt 20. Kontroll fluer som hadde normal søvn levd opp til cirka 40 dager i samme miljøforhold.,
Fordi økt dødelighet rundt dag 10, så forskerne for markører av celle skade på denne og foregående dager. De fleste vev, bl.a. i hjerne, var det umulig å skille mellom søvnmangel og ikke-fratatt fluer, med ett unntak.
guts av søvnmangel flyr hatt en dramatisk oppbygging av ROS — svært reaktive oksygen-som inneholder molekyler som i store mengder kan skade DNA og andre komponenter i cellene, som fører til celledød. Akkumulering av ROS nådde en topp rundt dag 10 av søvnmangel, og når deprivasjon ble stoppet, ROS nivåer redusert.,
Flere eksperimenter bekreftet at ROS bygger seg opp i tarmen av bare de dyr som har opplevd vedvarende sove tap, og at tarmen er faktisk den viktigste kilden til denne tilsynelatende dødelig ROS.
«Vi fant at søvnmangel flyr var døende, i samme tempo hver gang, og når vi så på markører for celle skade og død, en vev som virkelig skilte seg ut var gut,» Vaccaro sa. «Jeg husker da vi gjorde det første forsøket, vil du umiddelbart kunne fortelle under mikroskopet at det var en slående forskjell. Som nesten aldri skjer i lab forskning.,»
laget også undersøkt om ROS akkumulering skjer i andre arter ved hjelp av milde, kontinuerlig mekanisk stimulering for å holde mus våken for opp til fem dager. Sammenlignet med kontroll dyr, søvnmangel mus hadde forhøyet ROS nivåer i små og store tarmen, men ikke i andre organer, å finne en konsistent med observasjonene i fluer.
Død redde
for Å finne ut om ROS i tarmen spille en kausal rolle i søvnmangel-indusert død, forskerne satt ut for å finne ut om det å hindre ROS akkumulering kunne forlenge overlevelsen.,
De testet dusinvis av forbindelser med antioksidant egenskaper kjent for å nøytralisere ROS og identifisert 11 som, når det gis som et kosttilskudd, er tillatt søvnmangel flyr til å ha en normal eller nesten normal levetid. Disse stoffer, slik som melatonin, lipoic syre og NAD, var spesielt effektiv på å fjerne ROS fra tarmen. Spesielt, tilskudd ikke forlenge levetiden av ikke-fratatt fluer.
Den rollen ROS fjerning i å forebygge død ble ytterligere bekreftet av eksperimenter som flyr var genetisk manipulert til å overprodusere antioksidant enzymer i sine guts., Disse flyr hadde normal til nær-normal lifespans når søvnmangel, noe som ikke var tilfelle for kontroll fluer som overproduced antioksidant enzymer i nervesystemet.