A morte Devido a Privação de Sono Ligados Causalmente para o Intestino, e é Evitável no Moscas
Vídeo: Rick Groleau
Harvard Medical School (HMS) neurocientistas identificaram o inesperado, o nexo de causalidade entre a privação de sono e morte prematura. Seu estudo em moscas da fruta sem sono descobriu que a morte foi sempre precedida pela acumulação de espécies oxidativas reativas (ROS) no intestino. Quando as moscas da fruta receberam compostos antioxidantes que neutralizaram e removeram ROS do intestino, os animais sem sono permaneceram ativos e tinham uma vida normal. Experiências adicionais em ratos confirmaram que a ROS se acumulou no intestino quando não dormiam o suficiente.os resultados, comunicados nas células, indicam a possibilidade de os animais poderem sobreviver sem dormir, em determinadas circunstâncias. A pesquisa poderia também apontar para novas vias de estudo que nos ajudarão a entender todas as consequências do sono insuficiente, e potencialmente o desenvolvimento de novas abordagens para combater os efeitos adversos da falta de sono nos seres humanos.”tomamos uma abordagem imparcial e procuramos por todo o corpo indicadores de danos causados pela privação do sono”, disse a autora sênior do estudo Dragana Rogulja, PhD, professora assistente de neurobiologia no Instituto Blavatnik da HMS. “Ficamos surpresos ao descobrir que foi o instinto que desempenha um papel fundamental na causa da morte. Mais surpreendente ainda, descobrimos que a morte prematura poderia ser evitada. Todas as manhãs, todos nos reuníamos para olhar para as moscas, com descrença para ser honesto. O que vimos foi que sempre que conseguíamos neutralizar a ROS no intestino, podíamos salvar as moscas. Rogulja e colegas relataram suas descobertas em um artigo intitulado ” A perda do sono pode causar a morte através da acumulação de espécies reativas de Oxigênio no intestino.”
A Maioria de nós estará familiarizada com os sinais avisadores de que não tivemos sono suficiente. Estes podem incluir cansaço e fadiga geral, dificuldade de concentração e irritabilidade. Os efeitos de privação de sono mais prolongada podem ser mais graves, e levar a desorientação, paranóia e alucinações. “Inúmeros estudos clínicos e experimentais ligam o sono insuficiente a graves problemas de saúde”, escreveram os autores. Em humanos, o sono crônico insuficiente está associado com doenças cardíacas, diabetes tipo 2, câncer, obesidade, depressão e muitas outras condições. E embora a ligação entre a privação total do sono e a morte tenha sido relatada em humanos apenas anecdotalmente, “… restrição do sono pode levar a morte prematura em organismos modelo, incluindo cães, ratos, baratas e moscas”, os autores continuaram.no entanto, apesar de décadas de estudo, os cientistas ainda não descobriram por que os animais morrem quando não dormem. Em tentativas de responder como a privação do sono culmina na morte, a maioria das pesquisas tem focado no cérebro, onde o sono se origina. “O sono é gerado por neurônios, de modo que tem sido geralmente assumido que a morte observada com privação de sono resulta de insuficiência da função cerebral”, observou a equipe. “Esta ideia é apoiada pelo declínio cognitivo significativo perceptível após a perda do sono.”No entanto, os estudos ainda não produziram resultados conclusivos. E, curiosamente, os pesquisadores acrescentaram, “além de prejudicar a cognição, a perda do sono leva à disfunção dos sistemas gastrointestinal, imunológico, metabólico e circulatório.”
O que não é claro é se esses efeitos em outros sistemas são consequências secundárias de mudanças na função do sistema nervoso, ou se eles são efeitos independentes e diretos da privação de sono. Também não se sabe se algum destes efeitos contribui para a morte em animais sem sono.liderados pelos co-autores do estudo Alexandra Vaccaro, PhD e Yosef Kaplan Dor, PhD, que são cientistas em neurobiologia no HMS, a equipa do HMS realizou uma série de experiências em moscas da fruta, para procurar por todo o corpo sinais de danos causados pela privação do sono. As moscas da fruta partilham muitos genes que regulam o sono com os humanos. “Em nossa busca por fatores que vinculam diretamente a perda do sono e a morte, adotamos uma abordagem agnóstica em termos de anatomia, examinando vários tecidos em paralelo”, escreveram os investigadores. “Nosso primeiro modelo foi a mosca porque as moscas e os mamíferos compartilham atributos centrais do sono e as moscas requerem o sono para uma vida normal.”
para monitorar o sono, os pesquisadores usaram feixes infravermelhos para acompanhar constantemente o movimento de moscas alojadas em tubos individuais. Descobriram que as moscas podem dormir através de tremores físicos, por isso, em vez disso, manipularam geneticamente moscas da fruta para expressar uma proteína sensível ao calor em neurónios específicos, cuja actividade é conhecida por suprimir o sono. Quando as moscas foram alojadas a 29 ° C, a proteína induziu os neurônios a permanecerem constantemente ativos, impedindo assim as moscas de dormir.os cientistas descobriram que a mortalidade da mosca da fruta aumentou após 10 dias de privação do sono induzida pela temperatura, e todas as moscas morreram por volta do dia 20. Moscas de controle que tinham sono normal viveram até aproximadamente 40 dias nas mesmas condições ambientais. Como a mortalidade aumentou por volta do dia 10, os pesquisadores procuraram marcadores de danos celulares nesse e nos dias anteriores. Eles descobriram que, enquanto a maioria dos tecidos, incluindo no cérebro, eram indistinguíveis entre as moscas privadas do sono e não privadas, havia uma notável exceção. As entranhas das moscas sem dormir tinham uma acumulação dramática de ROS. Estas moléculas contendo oxigênio altamente reativas podem, em grandes quantidades, danificar o DNA e outros componentes dentro das células, levando à morte celular. A acumulação de ROS nas entranhas da mosca da fruta atingiu um pico no dia 10 da privação do sono e, quando a privação foi interrompida, os níveis de ROS diminuíram.
experiências adicionais confirmaram que a acumulação de ROS ocorreu apenas nas entranhas dos animais que sofreram perda de sono sustentada, e que o intestino parecia ser a principal fonte de ROS aparentemente letais. “Três métodos independentes de privação do sono na mosca levaram à acumulação de ROS no intestino, provocando estresse oxidativo neste órgão”, observaram os pesquisadores. “When deprivation was stopped ROS and oxidative stress markers gradually cleared.”
“nós descobrimos que moscas sem sono estavam morrendo ao mesmo ritmo, todas as vezes, e quando olhamos para marcadores de danos celulares e morte, o único tecido que realmente se destacou foi o intestino”, disse Vaccaro. “Lembro-me que quando fizemos a primeira experiência, você podia imediatamente dizer sob o microscópio que havia uma diferença impressionante. Isso quase nunca acontece na pesquisa de laboratório.”
a equipa examinou também se ocorreu acumulação de ROS noutras espécies, utilizando estimulação mecânica suave e contínua para manter os ratinhos acordados até cinco dias. Em comparação com os animais de controlo, os ratos com falta de sono também apresentavam níveis elevados de ROS nos intestinos pequenos e grandes, mas não noutros órgãos. “Privação de sono no rato produziu um resultado semelhante, com ROS acumulando-se especificamente nos pequenos e grandes intestinos e desencadeando estresse oxidativo”, relataram os autores.
para descobrir se a ROS no intestino desempenha um papel causal na morte induzida pela privação do sono, os investigadores analisaram em seguida se a prevenção da acumulação de ROS poderia prolongar a sobrevivência. Eles testaram dezenas de compostos com propriedades antioxidantes conhecidas para neutralizar ROS e identificaram 11 que, quando administrado como suplemento alimentar, permitiu que moscas sem sono tivessem uma vida normal ou quase normal. Estes compostos, tais como melatonina, ácido lipoico e NAD, foram particularmente eficazes na remoção de ROS do intestino. Notavelmente, os suplementos não prolongaram a vida útil das moscas sem sono.o papel da remoção Da ROS na prevenção da morte foi confirmado por experiências em que as moscas foram geneticamente manipuladas para produzir enzimas antioxidantes nas entranhas. Estas moscas tinham uma vida normal a quase normal quando o sono era privado, enquanto as moscas que produziam enzimas antioxidantes em excesso nos seus sistemas nervosos não estavam protegidas da morte relacionada com a privação do sono. “Em contraste com a sobreexpressão gut-targeted, o sistema nervoso-targeted sobreexpressão de enzimas antioxidantes não teve um grande efeito de resgate, embora o tempo de vida foi prolongado por vários dias”, a equipe observou.
Enquanto os resultados demonstraram que a ROS construir no intestino desempenha um papel central em causar a morte prematura de privação de sono, os pesquisadores reconheceram que muitas perguntas ainda permanecem sem resposta. “Como a privação do sono leva à acumulação de ROS?”eles escreveram. “Porque é que isto acontece nos intestinos? Pode ser que a clearance Da ROS seja uma função do sono diário, mas também é possível que a privação do sono gera condições adversas únicas que levam à acumulação da ROS.”
Dor observou ainda, ” nós ainda não sabemos por que a perda de sono causa acumulação de ROS no intestino, e por que isso é letal. A privação do sono pode afectar directamente o intestino, mas o gatilho também pode ter origem no cérebro. Da mesma forma, a morte pode ser devido a danos no intestino ou porque altos níveis de ROS têm efeitos sistêmicos, ou alguma combinação destes.sabe-se que o sono insuficiente interfere nas vias de sinalização da fome do corpo, pelo que a equipa também mediu a ingestão de alimentos para moscas da fruta para analisar se existiam potenciais associações entre a alimentação e a morte. Eles descobriram que algumas moscas sem dormir comiam mais durante todo o dia em comparação com os controles não privados. No entanto, a restrição do acesso aos alimentos não teve qualquer efeito na sobrevivência, sugerindo que estão envolvidos factores para além da ingestão de alimentos.os investigadores estão agora a trabalhar para identificar as vias biológicas que levam à acumulação de ROS no intestino e subsequentes perturbações fisiológicas. A equipe espera que seu trabalho informe o desenvolvimento de abordagens ou terapias para compensar algumas das consequências negativas da privação do sono. Um em cada três adultos americanos recebe menos do que as sete horas recomendadas de sono por noite, de acordo com o CDC dos EUA, e sono insuficiente é uma parte normal da vida para muitos ao redor do mundo.os estudos da equipe da Escola de Medicina de Harvard também indicaram que não é necessário restringir o sono completamente para que o desenvolvimento da ROS se torne evidente. “Restrição severa do sono foi apresentada aqui, mas a privação leve também leva à acumulação de ROS no intestino, embora mais lento”, eles comentaram. “Isso significa que nossos resultados são provavelmente relevantes para o sono crônico insuficiente em seres humanos e pode ajudar a explicar patologias associadas à restrição do sono.”
eles concluíram: “reconhecemos que o que mata animais extremamente desprovidos de sono não necessariamente reflete o que o sono faz diariamente. Independentemente disso, nossas descobertas desmistificam a observação de que a perda extrema do sono pode causar a morte e mostram que é possível diminuir o custo da vigília forçada.”
“acreditamos ter identificado uma questão central que, quando eliminada, permite a sobrevivência sem dormir, pelo menos em moscas da fruta”, disse Rogulja “muitos de nós são cronicamente privados de sono. Mesmo sabendo que ficar acordado até tarde todas as noites é mau, continuamos a fazê-lo. Precisamos entender a biologia de como a privação do sono prejudica o corpo, para que possamos encontrar maneiras de prevenir esse dano.”