Бессонница также может быть связана с заболеваниями или приемом определенных лекарств. Лечение заболевания может помочь улучшить сон, но сама болезнь может сохраняться и после улучшения состояния здоровья. «Хайтек» ознакомился с исследованием, которое пригодится в решении проблемы.
Хроническая бессонница обычно является результатом стресса, жизненных событий или привычек, нарушающих сон. Лечение основной причины может устранить бессонницу, но иногда она может длиться годами. Изучая фосфорилирование белка, ученые приблизились к новому решению проблемы.
Чем опасна нехватка сна?
Сон так же важен для здоровья, как здоровое питание и регулярная физическая активность. Согласно данным клиники Майо, какой бы ни была причина потери сна, бессонница может повлиять на человека как умственно, так и физически. Люди с бессонницей сообщают о более низком качестве жизни по сравнению с людьми, которые хорошо спят.
Осложнения бессонницы могут включать:
- Низкая успеваемость на работе или в школе
- Замедление реакции во время вождения и повышенный риск аварий
- Расстройства психического здоровья, такие как депрессия, тревожное расстройство или злоупотребление психоактивными веществами
- Повышенный риск и тяжесть хронических заболеваний или состояний, таких как высокое кровяное давление и болезни сердца
Кто в группе риска?
Почти у всех случаются бессонные ночи. Но при некоторых условиях риск бессонницы выше:
- Определенную роль могут играть гормональные сдвиги во время менструального цикла и в период менопаузы. Во время менопаузы ночная потливость и приливы часто мешают сну. Бессонница также часто встречается при беременности.
- Из-за изменений в характере сна и состояния здоровья бессонница увеличивается с возрастом.
- Многие проблемы, влияющие на ваше психическое или физическое здоровье, приводят к нарушениям сна.
- Стрессовые времена и события могут вызвать временную бессонницу. А серьезный или продолжительный стресс может привести к хронической бессоннице.
- Нет постоянного графика. Например, смена смены на работе или в путешествии может нарушить цикл сна и бодрствования.
Молекулярная структура сна
Несколько недавних исследований показали, что фосфорилирование белка важно для регуляции сна. Используя эти данные, можно регулировать режим сна и бодрствования.
Фосфорилирование — процесс переноса остатка фосфорной кислоты от фосфорилирующего агента-донора к субстрату, как правило, катализируемый ферментами и ведущий к образованию сложных эфиров фосфорной кислоты.
Под реакцией фосфорилирования белка понимают присоединение фосфатной группы через фосфоэфирную связь (О-фосфорилирование) к гидроксильной группе боковой цепи остатка серина, треонина или тирозина, донором фосфата при этом является АТФ.
Особое внимание ученые уделили CaMKIIα и CaMKIIβ. Это протеинкиназы, которые способствуют сну.
Протеинкиназы — подкласс ферментов киназ. Они модифицируют другие белки, фосфорилируя остатки аминокислот, у которых есть гидроксильные группы или гетероциклическая аминогруппа гистидина.
Биологи и предположили, что фосфорилирование белка — вероятный молекулярный фактор сонливости. Основываясь на этом, ученые предложили гипотезу «фосфорилирования сна». Сами по себе CaMKIIα и CaMKIIβ обильно экспрессируются в нервных клетках головного мозга. Их тщательно изучили, чтобы показать их важную роль в таких функциях, как память. Однако функции и условия CaMKIIα и CaMKIIβ в контроле сна так и остались неизвестными. Теперь ученые решили исправить это.
Как работали с протеинкиназой?
Хорошо известно, что у CaMKIIβ есть несколько сайтов фосфорилирования и что его функция модулируется в соответствии с их статусом фосфорилирования. Основываясь на этих данных, исследовательская группа создала серию мутантов CaMKIIβ.
Всесторонний анализ мышей, которым вводили 69 AAV, соответствующих фосфомиметическим мутантам CaMKIIβ, показал, что T287D (T287D), фосфомиметический мутант T287, значительно увеличивает продолжительность сна (ниже).
Иллюстрация: Тон и др.
Для этого они вводили в каждый сайт мутировавшие остатки, которые имитируют состояние фосфорилирования. Взаимосвязь между состоянием фосфорилирования CaMKIIβ и регуляцией сна всесторонне исследовали на мышах. Исследователи обнаружили, что в определенном состоянии фосфорилирования CaMKIIβ способствует переходу от бодрствования к состоянию сна. Кроме того, когда дополнительный второй или третий аналогично фосфорилированный вариант вводили в CaMKIIβ в этом специфическом фосфорилированном состоянии, переход от состояния сна к бодрствованию ингибировался.
Что выяснили ученые?
В рамках нового исследования, опубликованного в PLOS Biology, ученые обнаружили, что CaMKIIβ функционирует на каждом этапе многоступенчатого процесса. Он продлевает продолжительность сна в зависимости от состояния его фосфорилирования. Многие снотворные воздействуют на этапы, связанные именно с индукцией сна.
Иллюстрация: Тон и др.
Индукция сна — это преднамеренное усилие по усыплению с помощью различных методов или лекарственных средств, которое практикуется для удлинения периодов сна, повышения его эффективности и уменьшения или предотвращения бессонницы.
Оказалось, что двунаправленная регуляция сна с помощью CaMKII T287D увеличивает продолжительность сна. А вот экспрессия пептида-ингибитора CaMKII приводила к его сокращению.
Что в итоге?
Новое исследование частично прояснило механизм, который лежит в основе индукции и поддержания сна, а также дало подсказки для рассмотрения более идеальных методов контроля сна, направленных на поддержание сна. Раньше это было затруднительно.
Читать далее:
Археологи официально подтвердили сказания из Библии
Выяснилось, что происходит с клетками тела, когда умирает сердце
Сигнал Starlink взломали, чтобы использовать его в качестве альтернативы GPS