Στην εποχή μας οι γρήγοροι ρυθμοί επικρατούν. Στα πλούσια ερεθίσματα του πραγματικού κόσμου έχουν πλέον προστεθεί και εκείνα του ψηφιακού. Στον κόσμο αυτό μένουμε προσηλωμένοι σε μικρές και μεγάλες οθόνες, δουλεύουμε περισσότερες ώρες, κολλάμε στην κίνηση και αφιερώνουμε λίγο χρόνο για ξεκούραση. Φαίνεται ότι μια σειρά παραγόντων που συνδέονται με τον σύγχρονο τρόπο ζωής έχει οδηγήσει σε μια επιδημία έλλειψης ύπνου. Η έρευνα σχετικά με τον μηχανισμό λειτουργίας του ύπνου βοηθά να κατανοήσουμε γιατί ο ύπνος είναι απαραίτητος για όλους και πώς θα καταφέρουμε να κοιμόμαστε ποιοτικά και όσο χρειάζεται.
Ο ύπνος συνδέεται με πολλές λειτουργίες του οργανισμού. Ερευνητές του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης ανακάλυψαν μια διαδικασία που λαμβάνει χώρα στον εγκέφαλο και η οποία είναι κοινή για τον ύπνο και τη γήρανση. Στο σχετικό άρθρο, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό «Nature», αναφέρουν τον μηχανισμό με τον οποίο το οξειδωτικό στρες συνδέεται μεταξύ άλλων και με τον ύπνο. Το οξειδωτικό στρες φαίνεται ότι είναι ένας από τους παράγοντες που οδηγούν στη γήρανση, ενώ θεωρείται και αιτία εμφάνισης νευροεκφυλιστικών ασθενειών. Οι ερευνητές θεωρούν ότι η ανακάλυψη μας φέρνει πιο κοντά στην κατανόηση της λειτουργίας του ύπνου και προσφέρει νέες ελπίδες για τη θεραπεία των διαταραχών του. Μπορεί επίσης να εξηγήσει γιατί, όπως υποθέτουν οι ερευνητές, η χρόνια έλλειψη ύπνου μειώνει τα χρόνια ζωής.
Ο καθηγητής Gero Miesenböck, διευθυντής του Κέντρου για τα Νευρωνικά Κυκλώματα και τη Συμπεριφορά (Centre for Neural Circuits and Behaviour) του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης, ο οποίος ηγήθηκε της ομάδας, αναφέρει χαρακτηριστικά: «Δεν είναι τυχαίο ότι οι δεξαμενές οξυγόνου φέρουν ετικέτες που προειδοποιούν για τον κίνδυνο έκρηξης: η ανεξέλεγκτη καύση είναι επικίνδυνη. Τα ζώα, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, αντιμετωπίζουν παρόμοιο κίνδυνο όταν χρησιμοποιούν το οξυγόνο που αναπνέουν για να μετατρέψουν την τροφή σε ενέργεια: η ατελής καύση οδηγεί σε "οξειδωτικό στρες" στο κύτταρο. Το γεγονός αυτό θεωρείται ότι είναι αιτία γήρανσης και αιτία για τις εκφυλιστικές ασθένειες που εμφανίζονται σε μεγάλες ηλικίες. Η νέα έρευνα δείχνει ότι το οξειδωτικό στρες ενεργοποιεί επίσης τους νευρώνες που ελέγχουν αν θα κοιμηθούμε».
Η ομάδα μελέτησε τη ρύθμιση του ύπνου στη δροσόφιλα (Drosophila) ένα είδος φρουτόμυγας - το ζώο που πριν από περίπου πενήντα χρόνια βοήθησε τους ερευνητές να κατανοήσουν το κιρκαδικό ρολόι. Κάθε μύγα έχει μια ειδική ομάδα νευρώνων που ελέγχουν τον ύπνο, νευρώνες που βρίσκονται επίσης σε άλλα ζώα και θεωρείται ότι υπάρχουν και στους ανθρώπους. Σε προηγούμενη έρευνα που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό «Nature» το 2016, η ομάδα του καθηγητή Miesenböck ανακάλυψε ότι αυτοί οι νευρώνες ελέγχου του ύπνου δρουν σαν διακόπτης on-off: αν οι νευρώνες είναι ηλεκτρικά ενεργοί, η μύγα κοιμάται, όταν είναι ανενεργοί, η μύγα είναι ξύπνια.
Όπως αναφέρει ο δρ Seoho Song, ένας από τους δύο κύριους συντάκτες της μελέτης: «Αποφασίσαμε να αναζητήσουμε τα σήματα που θέτουν σε λειτουργία τους νευρώνες ελέγχου του ύπνου. Γνωρίζαμε από προηγούμενες μελέτες μας ότι μια κύρια διαφορά μεταξύ ύπνου και ξύπνιου είναι η ποσότητα ηλεκτρικού ρεύματος που ρέει μέσω δύο διαύλων ιόντων, που ονομάζονται Shaker και Sandman. Κατά τη διάρκεια του ύπνου, το μεγαλύτερο μέρος του ρεύματος περνάει από τον δίαυλο Shaker».
Τα κανάλια ιόντων παράγουν και ελέγχουν τα ηλεκτρικά σήματα μέσω των οποίων επικοινωνούν τα εγκεφαλικά κύτταρα. Έτσι λοιπόν οι ερευνητές μπορούσαν να στρέψουν την προσοχή τους από το μεγάλο δυσεπίλυτο ερώτημα «γιατί κοιμόμαστε;» σε ένα συγκεκριμένο, επιλύσιμο πρόβλημα, αναζητώντας τι προκαλεί τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος μέσω του συγκεκριμένου διαύλου. Η ομάδα βρήκε την απάντηση σε μια συνιστώσα του ίδιου του διαύλου Shaker.
Η δρ Anissa Kempf, επικεφαλής συγγραφέας του άρθρου, εξηγεί σε σχετικό βίντεο τη λειτουργία του μηχανισμού: «Κάτω από το ηλεκτρικά αγώγιμο τμήμα του διαύλου Shaker είναι ένα άλλο τμήμα, όπως είναι το καλάθι (γόνδολα) κάτω από ένα αερόστατο θερμού αέρα. Ένας επιβάτης στο καλάθι, ένα μικρό μόριο που ονομάζεται NADPH, μεταβαίνει από τη μία χημική κατάσταση στην άλλη - αυτό ρυθμίζει το ρεύμα του Shaker. Η κατάσταση του NADPH, με τη σειρά της, αντικατοπτρίζει τον βαθμό οξειδωτικού στρες που έχει βιώσει το κύτταρο. Η αϋπνία προκαλεί οξειδωτικό στρες κι αυτό οδηγεί στη χημική μετατροπή».
Σύμφωνα με τον καθηγητή Miesenböck, τα φάρμακα που αλλάζουν τη χημεία του NADPH θα μπορούσαν να είναι ένα ισχυρό νέο είδος υπνωτικού χαπιού. Οι διαταραχές ύπνου είναι πολύ συχνές και τα υπνωτικά χάπια είναι από τα πιο συχνά συνταγογραφούμενα φάρμακα. Δυστυχώς τα χάπια αυτά συνδέονται με κινδύνους όπως η σύγχυση, τα προβλήματα στη μνήμη και ο εθισμός. Η στόχευση του μηχανισμού που ανακάλυψαν οι ερευνητές στην εν λόγω έρευνα θα μπορούσε να αποφύγει ορισμένες από αυτές τις παρενέργειες.
Η έλλειψη ύπνου συνδέεται αποδεδειγμένα με απειλητικές για την υγεία καταστάσεις, ωστόσο οι ακριβείς μηχανισμοί του κρύβουν ακόμα πολλά μυστήρια. Ένα είναι σίγουρο, όπως έχει πει και o δρ Allan Rechtschaffen, πρωτοπόρος της έρευνας για τον ύπνο στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο: «Αν ο ύπνος δεν εξυπηρετεί μια απολύτως ζωτική λειτουργία, τότε είναι το μεγαλύτερο λάθος που έκανε ποτέ η εξελικτική διαδικασία».
Λήδα Αρνέλλου
The Centre for Neural Circuits and Behaviour
Το Κέντρο για τα Νευρωνικά Κυκλώματα και τη Συμπεριφορά (Centre for Neural Circuits and Behaviour, CNCB) είναι αυτόνομο ερευνητικό κέντρο στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης. Το CNCB υποστηρίζεται από το Wellcome Trust και το φιλανθρωπικό ίδρυμα Gatsby. Η αποστολή του είναι να κατανοήσει πώς προκύπτει η ευφυής συμπεριφορά από τη φυσική αλληλεπίδραση των νευρικών κυττάρων. Μεγάλο μέρος αυτής της έρευνας γίνεται σε μύγες φρούτων, οι οποίες προσφέρουν μια καλή εικόνα των εγκεφαλικών διεργασιών που έχουν άμεση σχέση με την ανθρώπινη υγεία.
Βίντεο: The Somnostat
Στο βίντεο «The Somnostat» οι δύο κύριοι ερευνητές εξηγούν τι ανακάλυψαν. Το βίντεο περιέχει αναπαράσταση του μηχανισμού λειτουργίας του Shaker και του NADPH.
Δείτε το βίντεο: vimeo.com/323688238
