Молекулы АФК в кишечнике причастны к ранней смерти от недосыпания

Известно, что плохой сон влияет на здоровье человека самыми разными вредными способами, и исследования связывают его со всем — от ожирения и одиночества до сердечно-сосудистых заболеваний и ранней смерти.

Ученые из Гарвардского университета исследовали эти связи на животных моделях и обнаружили тип молекулы, которая, по-видимому, играет роль в преждевременной смерти, поднимая перспективы новых методов лечения и углубляя наше понимание тайн сна.

Чтобы исследовать, как лишение сна может быть причиной ранней смерти, ученые Гарварда обратились к надежной плодовой мухе, часто используемой в качестве модели в медицинских исследованиях из-за множества генов, которые она разделяет с людьми, включая те, которые регулируют сон.

Ученые провели эксперимент, в котором плодовых мух помещали в отдельные пробирки, а некоторых генетически изменили, чтобы экспрессировать белки, которые подавляют сон при более высоких температурах. После 10 дней этого вызванного жарой недосыпания смертность начала расти, и примерно к 20-му дню все плодовые мухи были мертвы. Контрольная группа, получавшая нормальный сон, жила в пробирках около 40 дней.

В поисках различий в повреждении клеток ученые заметили в кишечнике накопление молекул, известных как активные формы кислорода (АФК) в группе, страдающих бессонницей. В достаточном количестве эти молекулы могут вызвать гибель клеток, повреждая ДНК и другие важные клеточные компоненты, и команда обнаружила, что их число достигло пика примерно через 10 дней недосыпания, поскольку смертность начала расти.

“Мы обнаружили, что лишенные сна мухи умирали в одном и том же темпе, каждый раз, и когда мы смотрели на маркеры повреждения и смерти клеток, единственной тканью, которая действительно выделялась, был кишечник”,-говорит соавтор исследования Александра Ваккаро. — Я помню, когда мы проводили первый эксперимент, под микроскопом сразу же можно было заметить поразительную разницу. Такого почти никогда не бывает в лабораторных исследованиях.”

Интересно, что когда депривация закончилась и мухи стали регулярно спать, уровень АФК начал снижаться.

Для дальнейшего изучения того, как эти молекулы могут играть причинную роль в ранней смерти, ученые обработали мух антиоксидантными соединениями, которые нейтрализуют и очищают АФК из кишечника, а также генетически манипулировали мухами, чтобы перепроизводить антиоксидантные ферменты в кишечнике для того же эффекта. Эти группы мух имели нормальную или почти нормальную продолжительность жизни, несмотря на то, что подвергались лишению сна.

“Еще более удивительно, что мы обнаружили, что преждевременную смерть можно предотвратить», — Каждое утро мы все собирались вокруг, чтобы посмотреть на мух, с недоверием, если честно. Мы видели, что каждый раз, когда нам удавалось нейтрализовать АФК в кишечнике, мы могли спасти мух.”

Команда ученых смогла сделать аналогичные выводы в экспериментах на мышах. Используя форму механической стимуляции, чтобы держать грызунов бодрствующими в течение пяти дней, ученые наблюдали повышенный уровень АФК в кишечнике по сравнению с контрольной группой.

Хотя исследователи приходят к выводу, что накопление АФК в кишечнике играет “центральную роль” в этой форме преждевременной смерти, они отмечают, что еще многое предстоит узнать о том, как он функционирует и что движет его накоплением.

При дальнейшей работе исследователи надеются, что это открытие может привести к лечению, которое противодействует эффектам депривации сна у людей.

“Мы до сих пор не знаем, почему потеря сна вызывает накопление АФК в кишечнике и почему это смертельно. Недосыпание может непосредственно воздействовать на кишечник, но триггер может также возникать и в головном мозге.

Точно так же смерть может быть вызвана повреждением кишечника или тем, что высокие уровни АФК оказывают системное воздействие, или какой-то их комбинацией.”

Исследование было опубликовано в журнале Cell.