A túl sokáig tartó alvásmegvonás végzetes lehet. Noha az emberekkel előforduló ilyen esetekről csak anekdotikus beszámolók vannak, chicagói kutatók 1989-ben egy azóta széles körben idézett kísérletet végeztek patkányokkal, és kimutatták, hogy az alvás teljes hiánya elkerülhetetlenül halálhoz vezet. Ugyanakkor, az évtizedek óta folyó tanulmányok ellenére egy központi kérdés megoldatlan maradt: miért pusztulnak el az állatok (és feltehetően az ember is), ha nem alszanak?
A Harvard Egyetem orvosi karának (HMS) idegtudósai azonban váratlan ok-okozati összefüggést azonosítottak az alváshiány és az idő előtti halál között. A Cell folyóiratban a minap közzétett tanulmány szerint legyekkel folytatott kísérletek alapján sikerült a kutatóknak megállapítaniuk, hogy a halált mindig az oxigén eredetű szabad gyökök (más néven reaktív oxigén fajták - ROS) felhalmozódása előzi meg a bélben.
A gyümölcslegyek fedték fel a titkot
Amikor a gyümölcslegyek antioxidáns vegyületeket kaptak (amelyek semlegesítik és kitakarítják a ROS-t a bélből), akkor az alváshiányos legyek aktívak és normális élettartamúak maradtak. További, egerekkel végzett kísérletek megerősítették, hogy a ROS valóban felhalmozódik a bélben, amikor nem elegendő az alvás. Az eredmények arra utalnak, hogy az állatok bizonyos körülmények között alvás nélkül is életben maradhatnak. A mostani felfedezés új kutatási lehetőségeket nyithat ahhoz, hogy megértsék a nem megfelelő alvás minden következményét, és információt nyújthassanak az emberekre gyakorolt káros hatások ellensúlyozásához - írja a Harvard Gazette .
"Meglepődve láttuk, hogy a bél játszik kulcsszerepet a halál előidézésében, de ennél is meglepőbb, hogy azt tapasztaltuk, a korai halál elkerülhető. Minden reggel hitetlenkedve néztünk a legyekre. Azt láttuk, hogy minden alkalommal, amikor semlegesíthetjük a ROS-ot a bélben, megmenthetjük őket" - mondta Dragana Rogulja harvardi neurobiológus, a tanulmány egyik vezető szerzője.
Az emberekben a krónikus elégtelen alvás szívbetegségekkel, 2-es típusú cukorbetegséggel , rákkal, elhízással, depresszióval és sok egyéb kóros állapottal jár. Korábbi kutatások kimutatták, hogy az elhúzódó, teljes alváskorlátozás pedig idő előtti halálhoz vezethet az állatmodellekben. Annak megválaszolásával azonban, hogy az alvásmegvonás miért vezet halálhoz az agyra koncentráló kutatók adósok maradtak, nem tudtak meggyőző eredményeket felmutatni.
A ROS felhalmozódása a bélben
A tanulmány társszerzői, Alexandra Vaccaro és Yosef Kaplan Dor, a HMS neurobiológiai kutatói azért kísérleteztek gyümölcslegyekkel, mert sok alvást szabályozó génjük ugyanaz, mint az emberekben. Ezért azt remélték, hogy felfedezhetik a károsodás jeleit, amit az alváshiány okoz a szervezetben. Az alvás monitorozására infravörös sugarakat használtak a kis csövekben elhelyezett legyek mozgásának folyamatos nyomon követésére. Különböző módszerekkel ébren tartották, a szárnyasokat, és azt tapasztalták, hogy a 10-ik nap körül kezdtek elhullani.
Elkezdték a sejtkárosodás markereit keresni, de a legtöbb szövet, ideértve az agyat is, megkülönböztethetetlen volt az alváshiányos és a kontrollcsoportban lévő legyek között. Egy figyelemre méltó kivétellel: az alváshiányos legyekben drámai módon felhalmozódott a ROS. Ez egy erősen reakcióképes, oxigéntartalmú molekula, amely nagy mennyiségben károsíthatja a sejtekben lévő DNS-t és más összetevőket, ami sejthalálhoz vezethet. A ROS felhalmozódása az alváshiány 10-ik napja körül tetőzött, de amikor az alvásmegvonást leállították, a ROS szintje csökkeni kezdett. További kísérletek megerősítették, hogy a ROS csak azoknak az állatoknak a bélében szaporodik fel, amelyek tartós alvásveszteséget tapasztaltak, és a látszólag halálos ROS fő forrása valóban a bél. A csoport azt is megvizsgálta, hogy előfordul-e a ROS felhalmozódása más fajokban is. Egereket enyhe, folyamatos mechanikus stimulációval öt napig ébren tartottak. A kontrollállatokkal összehasonlítva az alvásmegvonáson áteső állatok ROS-szintje megemelkedett a vékonybélben és a vastagbélben, de más szervekben nem, ez pedig a legyekkel végzett megfigyelésekkel megegyező eredmény.
Menekülés a halál elől
Annak megállapítására, hogy a bélben a ROS ok-okozati szerepet játszik-e az alváshiány által kiváltott halálban, a kutatók arra törekedtek, hogy kiderítsék, a ROS felhalmozódásának megakadályozása meghosszabbíthatja-e a túlélést. Több tucat antioxidáns vegyületet teszteltek, amelyekről ismert, hogy semlegesítik a ROS-t, és azonosították azt a 11 anyagot, amelyek étrend-kiegészítőként való beadása után az alvásmegvonáson áteső legyek normál vagy közel normál élettartamot értek el. Ezek a vegyületek, mint például a melatonin, liponsav és NAD, különösen hatékonyak a ROS bélből való kitisztításában. A táplálékkiegészítők azonban nem hosszabbították meg a normálisan alvó legyek élettartamát.
A ROS eltávolításának a halál megelőzésében játszott szerepét tovább erősítették azok a kísérletek, amelyek során a legyeket genetikailag manipulálták , hogy túltermeljék az antioxidáns enzimeket a beleikben. Ezeknek a legyeknek élettartama normális vagy közel normális volt, amikor alvásmegvonáson mentek keresztül, mentesek voltak, de nem ez volt a helyzet a kontroll legyek esetében, amelyek az antioxidáns enzimek túltermelése az idegrendszerükben zajlott. Az eredmények azt mutatják, hogy a ROS felhalmozódása a bélben központi szerepet játszik az alváshiány következtében fellépő idő előtti halálban, de a kutatók figyelmeztettek, hogy sok kérdés marad megválaszolatlan.
"Még mindig nem tudjuk, miért okozza az alvásvesztés a ROS felhalmozódását a bélben, és ez miért halálos. Az alváshiány közvetlenül befolyásolhatja a beleket, de a kiváltó ok az agyból is származhat. Az sem világos, hogy a halál oka a bél károsodása, vagy az, hogy a magas ROS-szint szisztémás hatásokkal jár , vagy ezek valamilyen kombinációjával" - mondta Kaplan Dor. A kutatók most azoknak a biológiai útvonalaknak az azonosításán dolgoznak, amelyek a ROS bélben való felhalmozódásához és azt követően élettani zavarokhoz vezetnek.
