Død På Grunn Av Søvnmangel Knyttet Årsakssammenheng Til Tarmen, og Kan Forebygges i Fluer

video: rick groleau

harvard medical school (hms) nevrologer har identifisert en uventet, årsakssammenheng mellom søvnmangel og tidlig død. Deres studie i søvnberøvede fruktfluer fant at døden alltid var foran akkumulering av reaktive oksidative arter (ROS) i tarmen. Når fruktfluer ble gitt antioksidantforbindelser som nøytraliserte OG ryddet ROS fra tarmen, forblir de søvnberøvede dyrene aktive og hadde normale levetid. Ytterligere eksperimenter hos mus bekreftet AT ROS akkumulert i tarmen når de ikke fikk nok søvn.

funnene, rapportert I Cell, hint på muligheten for at dyr kan være i stand til å overleve uten søvn, under visse omstendigheter. Forskningen kan også peke på nye studiemuligheter som vil hjelpe oss å forstå de fulle konsekvensene av utilstrekkelig søvn, og potensielt utviklingen av nye tilnærminger for å motvirke de negative effektene av søvnmangel hos mennesker.»Vi tok en objektiv tilnærming og søkte gjennom hele kroppen for indikatorer på skade fra søvnmangel,» sa Senior studieforfatter Dragana Rogulja, PhD, assisterende professor i nevrobiologi I Blavatnik-Instituttet VED HMS. «Vi var overrasket over å finne at det var tarmen som spiller en nøkkelrolle i å forårsake død. Enda mer overraskende fant vi at tidlig død kunne forebygges. Hver morgen, vi ville alle samles rundt for å se på fluene, med vantro for å være ærlig. Det vi så er at hver gang VI kunne nøytralisere ROS i tarmen, kunne vi redde fluene. Rogulja og kolleger rapporterte sine funn i et papir med tittelen » Søvntap Kan Forårsake Død gjennom Akkumulering av Reaktive Oksygenarter i Tarmen.»De Fleste av oss vil være kjent med avslørende tegn på at vi ikke har fått nok søvn. Disse kan omfatte tretthet og generell tretthet, konsentrasjonsvansker og irritabilitet. Effektene av mer langvarig søvnmangel kan være mer alvorlige, og føre til desorientering, paranoia og hallusinasjoner. «Utallige kliniske og eksperimentelle studier knytter utilstrekkelig søvn med alvorlige helseproblemer,» skrev forfatterne. Hos mennesker er kronisk utilstrekkelig søvn forbundet med hjertesykdom, type 2 diabetes, kreft, fedme, depresjon og mange andre forhold. Og mens sammenhengen mellom total søvnmangel og død kun er rapportert hos mennesker anekdotisk, «… søvnbegrensning kan føre til for tidlig død i modellorganismer, inkludert hunder, rotter, kakerlakker og fluer, » forfatterne fortsatte.til tross for flere tiår med studier har forskere fortsatt ikke oppdaget hvorfor dyr dør når de ikke sover. I forsøk på å svare på hvordan søvnmangel kulminerer i døden, har de fleste undersøkelser fokusert på hjernen, hvor søvn kommer fra. «Søvn genereres av nevroner, så det har generelt blitt antatt at død observert med søvnmangel skyldes nedsatt hjernefunksjon,» bemerket teamet. «Denne ideen støttes av den betydelige kognitive nedgangen som er merkbar etter søvntap.»Studier har imidlertid ennå ikke gitt avgjørende resultater. Og interessant, la forskerne til: «i tillegg til å svekke kognisjon, fører søvntap til dysfunksjon av gastrointestinale, immun -, metabolske og sirkulasjonssystemer.»Det som ikke er klart er om disse effektene på andre systemer er sekundære konsekvenser av endringer i nervesystemet, eller om de er uavhengige og direkte effekter av søvnmangel. Det er heller ikke kjent om noen av disse effektene bidrar til døden hos søvnberøvede dyr.Ledet av studiens medforfattere Alexandra Vaccaro, PhD, Og Yosef Kaplan Dor, PhD, som er stipendiater i nevrobiologi VED HMS, UTFØRTE HMS-teamet en rekke eksperimenter i fruktfluer for å søke i hele kroppen for tegn på skade forårsaket av søvnmangel. Fruktfluer deler mange søvnregulerende gener med mennesker. «I vårt søk etter faktorer som direkte knytter søvntap og død, tok vi en agnostisk tilnærming når det gjelder anatomi, og undersøkte flere vev parallelt,» skrev forskerne. «Vår første modell var fluen fordi fluer og pattedyr deler kjerneattributter til søvn og fluer krever søvn for en normal levetid.»

for å overvåke søvn brukte forskerne infrarøde bjelker for å konstant spore bevegelsen av fluer plassert i individuelle rør. De fant at fluer kan sove gjennom fysisk risting, slik at de i stedet genetisk manipulerte fruktfluer for å uttrykke et varmefølsomt protein i bestemte nevroner, hvis aktivitet er kjent for å undertrykke søvn. Når fluer ble plassert på 29°C, induserte proteinet nevroner til å forbli konstant aktive, og dermed forhindre fluene i å sove.forskerne fant at fruktfluedødelighet spikte etter 10 dager med temperaturindusert søvnmangel, og alle fluene døde rundt dag 20. Kontroll fluer som hadde normal søvn levde opp til ca 40 dager i samme miljøforhold. Fordi dødeligheten økte rundt dag 10, så forskerne etter markører av celleskader på det og de foregående dagene. De fant at mens de fleste vev, inkludert i hjernen, var uutslettelig mellom søvnberøvede og ikke-berøvede fluer, var det ett bemerkelsesverdig unntak. Tarmene til søvnberøvede fluer hadde en dramatisk oppbygging AV ROS. Disse svært reaktive oksygenholdige molekylene kan i store mengder skade DNA og andre komponenter i celler, noe som fører til celledød. Akkumuleringen AV ROS i fruktfluenes tarm toppet rundt dag 10 av søvnmangel, og DA deprivasjon ble stoppet, reduserte ROS-nivåene.

Ytterligere eksperimenter bekreftet AT ros-oppbygging bare skjedde i tarmene til de dyrene som opplevde vedvarende søvntap, og at tarmen syntes å være hovedkilden til tilsynelatende dødelig ROS. «Tre uavhengige metoder for søvnmangel i flyet førte til akkumulering AV ROS i tarmen, noe som utløste oksidativt stress i dette organet,» bemerket forskerne. «NÅR deprivasjon ble stoppet ROS og oksidativt stress markører gradvis ryddet.»Vi fant at søvnberøvede fluer døde i samme tempo hver gang, og da vi så på markører av celleskader og død, var det ene vevet som virkelig stod ut, tarmen,» Sa Vaccaro. «Jeg husker da vi gjorde det første eksperimentet, du kunne umiddelbart fortelle under mikroskopet at det var en slående forskjell. Det skjer nesten aldri i laboratorieforskning.»teamet undersøkte også om ros-akkumulering oppstod hos andre arter, ved å bruke mild, kontinuerlig mekanisk stimulering for å holde musene våken i opptil fem dager. Sammenlignet med kontrolldyr hadde søvnberøvede mus også forhøyede ROS-nivåer i de små og store tarmene, men ikke i andre organer. «Søvnmangel i musen ga et lignende utfall, MED ROS som akkumuleres spesielt i de små og store tarmene og utløser oksidativt stress,» rapporterte forfatterne.

for å finne ut om ROS i tarmen spiller en årsakssammenheng i søvnmangel-indusert død, så forskerne neste på om forebygging AV ros-akkumulering kunne forlenge overlevelse. De testet dusinvis av forbindelser med antioksidantegenskaper kjent for å nøytralisere ROS og identifiserte 11 som, når de ble gitt som kosttilskudd, tillot søvnberøvede fluer å ha en normal eller nær normal levetid. Disse forbindelsene, som melatonin, liposyre og NAD, var spesielt effektive for å rydde ROS fra tarmen. Spesielt økte kosttilskuddene ikke levetiden til ikke-søvnberøvede fluer.ROLLEN SOM ROS-fjerning for å forhindre død ble ytterligere bekreftet av eksperimenter der fluer ble genetisk manipulert for å overprodusere antioksidant enzymer i deres tarm. Disse fluene hadde normal til nær normal levetid når søvn berøvet, mens fluer som overproduserte antioksidant enzymer i nervesystemet ikke var beskyttet mot søvnmangel-relatert død. «I motsetning til gut-målrettet overuttrykk, hadde nervesystemet-målrettet overuttrykk av antioksidant enzymer ikke en stor redningseffekt, selv om levetiden ble forlenget med flere dager,» bemerket teamet.

mens resultatene viste AT ROS-oppbygging i tarmen spiller en sentral rolle i å forårsake for tidlig død fra søvnmangel, anerkjente forskerne at mange spørsmål fortsatt forblir ubesvarte. «Hvordan fører søvnmangel til ROSAKKUMULERING ?»de skrev. «Hvorfor skjer dette i tarmen? DET kan være AT ROS clearance er en daglig søvnfunksjon, men det er også mulig at søvnmangel genererer unike ugunstige forhold som fører TIL ROS-akkumulering.»Vi vet fortsatt ikke hvorfor søvntap forårsaker ROSAKKUMULERING i tarmen, og hvorfor dette er dødelig. Søvnmangel kan direkte påvirke tarmen, men utløseren kan også stamme fra hjernen. På samme måte kan døden skyldes skade i tarmen eller fordi høye NIVÅER AV ROS har systemiske effekter, eller en kombinasjon av disse.»

Utilstrekkelig søvn er kjent for å forstyrre kroppens sult signalveier, så teamet målte også fruktfluematinntak for å analysere om det var potensielle sammenhenger mellom mat og død. De fant at noen søvnberøvede fluer spiste mer gjennom dagen sammenlignet med ikke-berøvede kontroller. Å begrense tilgangen til mat hadde imidlertid ingen effekt på overlevelse, noe som tyder på at faktorer utover matinntaket er involvert.forskerne jobber nå med å identifisere de biologiske veiene som fører TIL ROSAKKUMULERING i tarmen og påfølgende fysiologiske forstyrrelser. Teamet håper at deres arbeid vil informere utviklingen av tilnærminger eller terapier for å kompensere for noen av de negative konsekvensene av søvnmangel. En av tre Amerikanske voksne får mindre enn de anbefalte syv timers søvn per natt, ifølge US CDC, og utilstrekkelig søvn er en normal del av livet for mange rundt om i verden.Harvard Medical School-teamets studier indikerte også at det ikke er nødvendig å begrense søvn helt for ROS-oppbygging for å bli tydelig. «Alvorlig søvnbegrensning ble presentert her, men mild deprivasjon fører også TIL ROSAKKUMULERING i tarmen, om enn langsommere,» kommenterte de. «Dette betyr at våre resultater sannsynligvis er relevante for kronisk utilstrekkelig søvn hos mennesker og kan bidra til å forklare patologier forbundet med søvnbegrensning.»vi erkjenner at det som dreper ekstremt søvnberøvede dyr, ikke nødvendigvis gjenspeiler hva søvn gjør daglig. Uansett avmystifiserer våre funn observasjonen om at ekstremt søvntap kan forårsake død og viser at det er mulig å redusere kostnadene ved tvungen våkenhet.»Vi tror vi har identifisert et sentralt problem som, når det elimineres, tillater overlevelse uten søvn, i hvert fall i fruktfluer, «Sa Rogulja» Så mange av oss er kronisk søvnberøvet. Selv om vi vet å være oppe sent hver kveld er dårlig, gjør vi det fortsatt. Vi må forstå biologien om hvordan søvnmangel skader kroppen, slik at vi kan finne måter å forhindre denne skaden på.”