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健康新聞: 只有睡覺才能拯救正在斷裂的DNA

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  我們為什麼要睡覺?


  毫無疑問,睡眠是人類最基本的需求。先不說連續幾天不睡覺這種可能致死的極端情況,即使是長期睡眠不足,也已經與阿爾茨海默病、肥胖、癌症學習能力下降等等一系列問題緊密聯系在一起。我們需要睡眠,似乎不難理解。

  但當我們從演化的角度思考,卻發現這是一個仍有待破解的難題。從線蟲、果蠅到我們人類,睡眠對於所有擁有神經系統的動物來說都是不可或缺的。但不要忘了,這些動物時刻都是生存競爭的一環。在睡眠時,喪失警惕的動物更容易被捕食,那麼它們為什麼即使是冒著死亡的風險也要睡覺?


  在一項發表於Molecular Cell的新研究中,來自以色列的研究團隊在斑馬魚中找到了睡眠的新作用,這也使得我們距離揭開睡眠之謎又近了一步。

  

  我們的一個直觀感受是,保持清醒狀態的時間越長,就越容易困倦、想要睡覺。科學家用“穩態睡眠壓力”來表示動物對睡眠的需求。這種睡眠壓力在清醒狀態下增加,入睡之後減少。那麼,是什麼導致睡眠壓力增加至臨界點,讓我們不得不去睡覺;夜間入睡時,這種壓力又是怎樣減少的?

  此前的研究為我們提供了線索——同樣在清醒與睡眠狀態之間交替的,是機體內的DNA損傷與修復。


  

  圖片來源:123RF


  清醒狀態下,受紫外線照射、神經元活動、輻射、氧化應激等因素的影響,DNA損傷在包括神經元在內的細胞內積累,這其中就包含了DNA雙鏈斷裂。如果這樣的損傷積累下去,會對機體健康造成嚴重影響,誘發認知衰退、癌症等疾病。

  好在,機體內還有DNA修復機制。無論是睡眠還是清醒狀態下,每個細胞內的修復系統都在持續修好斷裂的DNA。但在清醒狀態下,神經元中的DNA損傷依舊持續積累,這會導致損傷積累到危險的水平。這一事實也提醒人們:起到決定性作用的,或許是睡眠階段的高效修復。

  為了尋找睡眠與DNA損傷/修復的確切關系,研究團隊利用經典模式動物斑馬魚進行了一系列實驗。為此,他們通過能導致神經元異常興奮的藥劑,使得斑馬魚保持在清醒狀態。隨後,他們檢測了斑馬魚神經元中DNA雙鏈斷裂的情況。

  
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