Мутантам надо спать меньше

В журнале Neuron появилось очередное доказательство того, что некоторым людям требуется чуть меньше сна, чем другим. Естественно, это оказалось связано это с генетическими особенностями, а именно – с мутацией в гене одного из типов возбуждающих рецепторов, расположенных на мембране нейрона. Этот генетический «подарок» позволил сократить необходимое время полноценного ночного отдыха на целый час.

Credit: unsplash.com/@alexagorn


В последнее время появляется все больше доказательств того, что различные вариации генов могут влиять не только на эффективность работы лекарств (отсюда возникла идея персонализированной медицины), но и «диктовать», какое питание предпочтительно для каждого отдельно взятого человека, а также то, как и насколько хорошо человек будет спать.

Для нормальной работы мозга и всех внутренних систем взрослому организму необходимо 7-8 часов сна. Но некоторые люди спят меньше, и при этом это никак не влияет на их состояние. Конечно, этот факт волнует не только ученых, но и всех тех, кому в сутках не хватает часов, чтобы успеть сделать все. И ответ на вопрос, почему так происходит, лежит в генетической плоскости.

Например, в 2001 году нейробиолог Ин-Хуэй Фу (Ying-Hui Fu) из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, один из первых исследователей, начавших заниматься генетикой сна, обнаружил генетическую причину одного из семейных расстройств – синдрома отсроченного наступления фаз сна, при котором людей клонит в сон в вечерние 6-7 часов, зато просыпаются они в 3-4 часа утра. Через 4 года, накопив достаточно материала, исследователи обнаружили еще несколько генов, связанных с этой особенностью, а еще через 4 года впервые открылиген, регулирующий продолжительность ночного отдыха.

Мутация в этом гене (DEC2) вела к недостатку белка, в норме «отключающего» один из центров бодрствования в варолиевом мосту. Нейроны этой области мозга вырабатывают специфический нейромедиатор орексин, который стабилизирует работу других центров бодрости и не дает мозгу погрузить в сон тогда, когда это не нужно. Но при мутации гена DEC2 орексина становится больше, и это позволяет «счастливым» обладателям генетического дефекта нуждаться в меньшем количестве сна (6,25 часов).

Теперь та же группа ученых во главе с Ин-Хуэй Фу открыла вторую мутацию «длительности сна», которая, как выяснилось, тоже снижает потребность в ночном отдыхе. В фокус внимания исследователей, когда они изучали одну из малоспящих семей, попал ген ADRB1, кодирующий норадреналиновый (норадреналин – возбуждающий нейромедиатор – прим.ред.) β1-адренорецептор (β1-AР). Причем, подобная мутация встречается довольно редко – всего в 4 случаях на каждые 100 000 человек.

Проверить гипотезу позволили генетически модифицированные мыши, у которых в нейронах синтезировался мутантный β1-адренорецептор. Исследователям удалось установить его преимущественное местонахождение – в нейронах покрышки варолиева моста, которая регулирует «сонную» активность мозга.

В норме эти нейроны активно работают при бодрствовании и в фазе быстрого сна, но значительно снижают свою активность в фазе медленного сна. Нервные же клетки с измененными рецепторами в целом вели себя гораздо более интенсивно, в том числе и в фазу глубокого сна, укорачивая его продолжительность на 53 минуты, а также уменьшая длительность быстрого сна на 7 минут.

Конечно, β1-адренорецепторы есть в мембранах нейронов и других зон мозга, например, в префронтальной коре или прилежащем ядре. И влияние мутации на работу этих зон только предстоит выяснить.


Текст: Анна Хоружая

A Rare Mutation of β1-Adrenergic Receptor Affects Sleep/Wake Behaviors by Ying-Hui Fu et al. in Neuron. Published August 2019.

DOI:https://doi.org/10.1016/j.neuron.2019.07.026

 

«Плохие» гены – плохой сон?

Недостаточный сон – не всегда следствие того, что вам что-то мешает спать или вы больны. Оказалось, что на длительность и качество этого процесса влияют 47…

«Спринтерский» сон: организм — против

Многие люди грезят о том, чтобы поспать чуть дольше, чем обычно, так как чаще всего они спят гораздо меньше, чем рекомендуется для нормального самочувствия. При…

10 фактов о сомнамбулизме

Сколько таинственного и мистического витает вокруг такого неврологического расстройства как лунатизм или сомнамбулизм! Раньше людей спящих, но при этом ведущих себя ночью подобно бодрствующим, считали…

«Совиное счастье»: как помочь проснуться утром

Совы, ликуйте! Исследователи из Университетов Бирмингема, Суррея (Великобритания) и Монаш (Австралия) придумали, как можно облегчить ваши ежедневные трудности с пробуждением по утрам без изменения качества…

«Сонный» гормон поможет лечить рак молочной железы

«Гормон сна и темноты» мелатонин  находит работу не только в центральной нервной системе. Судя по всему поможет сделать лечение рака груди более эффективным. Таким образом,…

Еще одна причина спать восемь часов

Врачи рекомендуют спать не менее 8 часов – это всем известно. Но почему именно 8? Количество часов сна, конечно, индивидуально, и зависит от различных особенностей…

Прошлый опыт мешает людям спать

Исследователи из Института нейробиологии Нидерландов выяснили: причиной бессонницы может стать сбой в механизме нейтрализации дурных воспоминаний. Результат их прорывной работы объясняет также развитие депрессивных расстройств,…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 130: почему, когда болеешь, хочется спать

Изучив более 12 000 особей дрозофил, ученые из Медицинской школы Перельмана при Пенсильванском университете идентифицировали ген под названием nemuri (от японского nur – сон), который заставляет нас больше…

Дневной свет против «электронных» нарушений сна

Признавайтесь, кто вчера перед тем, как лечь спать, листал ленту или отвечал на сообщение, «прилетевшее» из социальной сети? Да-да, именно вы находитесь в зоне риска,…

Как улучшить мозг, выпуск 19. Кому и зачем на самом деле нужен сон?

Неспособность решать сложные проблемы или ошибки в их решении часто объясняются тем, что мозг не может эффективно анализировать информацию. Это подталкивает исследователей на то чтобы…

Как фрегаты спят в полёте

Швейцарские учёные при помощи изящной экспериментальной установки сумели доказать, что большие морские птицы фрегаты действительно могут спать на лету. Работа исследователей из Высшей технической школы…

Мало спишь – больнее будет

Испытывая боль, едва ли можно комфортно спать. Но как некачественный сон влияет на ощущение боли?  Мэттью Уокер (Matthew Walker)и Адам Краузе (Adam Krause)из Калифорнийского университета…

Нарколептические черви рассказали, зачем мы спим

Американские исследователи выяснили, какие функции в системе сна-бодрствования выполняют глиальные клетки мозга. Также работа, опубликованная в Cell Reports, показала влияние сна на развитие организма. C….

Недосыпание – прямой путь к болезни Альцгеймера

Плохие новости для любителей ночной жизни и всех недосыпающих: недостаточный и некачественный сон с большой вероятностью приводит к болезни Альцгеймера. Об этом говорится сразу в…

Немцы хуже спят из-за широкополосного интернета

Новую потенциальную причину нехватки сна выявили сомнологи, как это часто бывает в науке, выступив в качестве «Капитанов Очевидность».  Потратив приличные средства на исследования, они установили,…

Так сколько нам нужно спать: не больше, не меньше?

Учёные определили нужную продолжительность сна, необходимую для оптимальной работы мозга: она составила от 7 до 8 часов. В своём новом исследовании они также выяснили, что…