دانشمندان آکسفورد راز خواب را کشف کردند

میتوکندری و اختلال در تولید انرژی

به گزارش scitechdaily،تیمی از محققان دانشگاه آکسفورد به سرپرستی پروفسور گِرو میزن‌بک و دکتر رافائل سارنتارو دریافتند خواب زمانی آغاز می‌شود که مغز دربرابر کوچک‌ترین اختلال انرژی واکنش نشان دهد؛ میتوکندری‌ها نقش اصلی را در این فرآیند ایفا می‌کنند.

در نورون‌های کنترل‌کننده خواب مگس میوه، میتوکندری‌های تحت فشار شروع به نشت الکترون می‌کنند. این کار موجب تولید گونه‌های فعال اکسیژن (Reactive Oxygen Species) شده و مغز را به خواب وادار می‌کنند تا سلول‌ها انرژی خود را دوباره متعادل کنند. دکتر سارنتارو می‌گوید: « نشت بیش از حد الکترون در میتوکندری، سلول‌ها را در معرض آسیب قرار می‌دهد.»

نورون‌ها به‌عنوان کلید ایمنی مغز عمل می‌کنند

محققان همچنین دریافتند که برخی نورون‌ها مانند فیوزهای حفاظتی عمل می‌کنند: آن‌ها میزان نشت الکترون میتوکندری را کنترل می‌کنند و وقتی این نشت از حد بحرانی فراتر می‌رود، مغز را وادار به خواب می‌کنند. دانشمندان توانستند با تنظیم جریان الکترون در نورون‌ها، میزان خواب مگس‌های میوه را به طور مستقیم کنترل کنند. جالب اینکه حتی وقتی الکترون‌ها با انرژی نور جایگزین شدند (با استفاده از پروتئین‌های میکروارگانیسم‌ها)، همان نتیجه حاصل شد: انرژی بیشتر، نشت بیشتر و خواب بیشتر.

پروفسور میزن‌بک می‌گوید:«ما می‌خواستیم بدانیم خواب چه عملکردی دارد و چرا به آن نیاز داریم. پس از دهه‌ها تحقیق، ما سرانجام نشان دادیم که محرک خواب ممکن است در همان فرآیندی نهفته باشد که انرژی بدن را تأمین می‌کند: متابولیسم هوازی.»

این کشف می‌تواند رابطه بین متابولیسم، خواب و طول عمر مشخص کند. حیوانات کوچک‌تر که به ازای هر گرم وزن بدن اکسیژن بیشتری مصرف می‌کنند، معمولاً زمان بیشتری می‌خوابند و عمر کوتاه‌تری دارند. علاوه بر این، انسان‌هایی که به بیماری‌های میتوکندری مبتلا هستند، حتی بدون فعالیت فیزیکی نیز اغلب خستگی شدید را تجربه می‌کنند؛ اکنون می‌توان این پدیده را با همان فرآیند توضیح داد.

دکتر سارنتارو می‌گوید: «این تحقیق یکی از بزرگ‌ترین معماهای زیست‌شناسی را روشن می‌کند: چرا به خواب نیاز داریم؟ این مطالعه نشان می‌دهد که دلیل نیاز ما به خواب در همان فرآیند تبدیل اکسیژن به انرژی در سلول‌ها نهفته است.»