Найдена причина, по которой недосып убивает

В современном обществе принято жертвовать сном: сначала ради детского сада, потом школы, института и в конечном счете работы. В 2015 году профессор Оксфордского университета Пол Келли, выступая на фестивале британской науки, приравнял рабочий день с 09:00 до 17:00 к пытке, назвав ранний подъем самым распространенным видом цивилизованных пыток. Недосып делает людей послушнее, они хуже соображают, испытывают вялость и ими легче управлять, а вот полное отсутствие сна убивает, но точной причины ученые не знают. Причем длительное бодрствование убивает как человека, так и животных. Результаты нового исследования на мушках дрозофилах показали, что когда дрозофилы умирают от бессонницы, сдвиги, ведущие к летальному исходу, происходят не в мозге, а в кишечнике.

Почему отсутствие сна убивает?

Первые признаки недосыпа сна хорошо известны всем: усталость, трудности с концентрацией внимания, возможно, раздражительность или даже усталое хихиканье. Гораздо меньше людей испытали на себе последствия длительного недосыпа, включая дезориентацию, паранойю и галлюцинации. Однако тотальное, длительное недосыпание может привести к смерти. Причем, пока мы с вами об этом шутим, широко цитируемое исследование на крысах, проведенное в 1989 году учеными из Чикагского университета, показало, что полное отсутствие сна неизбежно приводит к смерти. Но несмотря на десятилетия исследований, главный вопрос по-прежнему без ответа: почему животные умирают, когда не спят?

Нейробиологи из Гарвардской Медицинской школы (HMS) выявили неожиданную причинно-следственную связь между недосыпом и преждевременной смертью. В исследовании на лишенных сна плодовых мухах, опубликованном в журнале Cell 4 июня 2020 года, ученые обнаружили, что смерти всегда предшествует накопление молекул, известных как активные формы кислорода (АФК) в кишечнике.

Когда плодовым мухам давали антиоксидантные соединения, нейтрализующие и выводящие АФК из кишечника, лишенные сна мухи оставались активными и имели нормальную продолжительность жизни. Дополнительные эксперименты на мышах подтвердили, что АФК накапливаются в кишечнике при недостатке сне. Полученные результаты позволяют предположить, что животные действительно могут выжить без сна при определенных обстоятельствах. Более того, работа позволит открыть новые направления исследований для полного понимания последствий депривации сна.

Как рассказала News Harvard Gazette ведущий автор исследования Драгана Рогуля, в ходе работы команда выбрала непредвзятый подход и искала по всему телу признаки повреждения от недосыпа. Обнаружив, что именно кишечник играет ключевую роль в причинении смерти, ученые были удивлены. Но еще более удивительным оказался тот факт, что преждевременную смерть можно предотвратить.

Ученые давно изучают сон – фундаментальное, во многом загадочное явление. Почти каждое известное науке живое существо спит или проявляет ту или иную форму бессонного поведения, а недостаток сна чреват серьезными последствиями. Данные многочисленных исследований выявили связь между регулярном недосыпанием и сердечными заболеваниями, диабетом 2 типа, раком, ожирением, депрессией и многими другими состояниями. Результаты также показали, что длительное, полное лишение сна может привести к преждевременной смерти у животных. Попытки выяснить что является драйвером смерти из-за депривации сна, внимание ученых было приковано к мозгу, где и зарождается сон, но безуспешно.

Что происходит в кишечнике?

В ходе исследования ученые обнаружили, что лишенные сна плодовые мушки каждый раз умирали в одном и том же темпе. Изучая маркеры повреждения и смерти клеток, единственной тканью, которая действительно выделялась, был кишечник. Команда также исследовала, происходит ли накопление АФК у других видов животных. По сравнению с лабораторными мышами с привычным режимом сна/бодрствования, у мышей, лишенных сна в течение пяти дней, уровень АФК в тонком и толстом кишечнике был повышен. В других органах изменений не было, как и у плодовых мушек.

Чтобы выяснить, являются ли АФК в кишечнике причиной смерти, вызванной лишением сна, исследователи решили определить, может ли предотвращение накопления АФК продлить жизнь. Протестировав десятки соединений с антиоксидантными свойствами, нейтрализующими АФК, авторы работы выявили 11 соединений, прием которых (в качестве пищевой добавки) позволил лишенным сна мухам иметь нормальную или почти нормальную продолжительность жизни. Такие соединения, как мелатонин и липоевая кислота оказались особенно эффективны при очистке кишечника от АФК. Примечательно, что добавки не увеличивали продолжительность жизни мух, не страдающих депривацией сна.

Таким образом, накопление АФК в кишечнике играет центральную роль в преждевременной смерти, наступившей из-за отсутствия сна, однако многие вопросы по-прежнему без ответа. Так, причина, по которой потеря сна вызывает накопление АФК в кишечнике и почему это смертельно неизвестна. Недосып может воздействовать непосредственно на кишечник, но триггер может также возникать в мозге. Точно так же, смерть может наступить из-за повреждения кишечника или из-за того, что высокий уровень АФК оказывает системное воздействие на организм, или из-за того и другого.