Vedci rozlúštili tajomstvo, ako spánok obnovuje energiu. Pozri sa, čo sa počas neho deje v tvojom tele
Výskumníci zistili, prečo sa nám chce spať a na čo môže spánok slúžiť okrem triedenia spomienok.
Spánok je dôležitý nielen na utriedenie pamäte, no ako nový výskum z University of Oxford dokázal, spánok môže predstavovať aj mimoriadne dôležitý proces údržby pre našu telesnú “elektráreň”.
V rámci výskumu vedci naznačujú, že potreba spať vzniká, keď sa v mitochondriách mozgových buniek nahromadí elektrický stres. Ide o proces, ktorý mení spôsob, akým sa pozeráme na biologické motivátory ku spánku, no aj na starnutie alebo neurologické ochorenia.
“Zistili sme, že potreba ku spánku sa môže spúšťať cez jemnú formu energetickej nerovnováhy. Kľúč k tomuto procesu sa vytvára v mitochondrii, mikroskopickej štruktúre vo vnútri bunky, ktorá slúži ako elektráreň pre bunku a používa kyslík na to, aby pretvorila potravu na energiu,” vyjadril sa vedúci výskumu, Gero Miesenböck.
Čo sa deje pred tým, ako sa nám chce spať?
Niektoré mozgové bunky slúžia ako regulátory spánku. Výskumníkom sa podarilo zistiť, že keď sa mitochondria týchto buniek “prebije”, bunky začínajú uvoľňovať elektróny, čo môže byť potenciálne poškodzujúce. Keď tento únik nastane, môže ísť o signál, ktorý potlačí mozog ku spánku. Ide teda o akúsi formu rovnováhy pred tým, ako sa poškodenie spôsobené uniknutými elektrónmi môže rozšíriť.
“Telo nechce, aby mitochondria uvoľnila priveľa elektrónov. Keď sa tak stane, vznikajú reaktívne molekuly, ktoré poškodzujú bunky,” vysvetľuje Raffaele Sarntaro, spoluautor výskumu.
Autori štúdie zistili, že špecializované neuróny zastávajú úlohu “poistiek”. Tieto neuróny merajú koľko elektrónov unikne z mitochondrie a spustia spánok, keď sa prekoná určitá hranica. Výskumníci vo svojej práci skúmali vínne mušky. Ukázalo sa, že keď regulovali správanie týchto buniek tým, že buď zvyšovali alebo znižovali prúdenie elektrónov, tým mohli priamo kontrolovať, ako dlho vínne mušky spali.
Dokonca aj keď nahradili elektróny energiou zo svetla, dostali rovnaký efekt. Vyššia energia sa rovnala vyššiemu úniku a to sa rovnalo dlhšiemu spánku.
Neprehliadni
“Vydali sme sa zistiť, na čo je spánok a prečo vôbec cítime potrebu spať. Napriek desaťročiam výskumu nikto neidentifikoval jasný fyzický spúšťač. Naše zistenia ukazujú, že odpoveď môže spočívať v samotnom procese, ktorý poháňa naše telá, aeróbny metabolizmus. V určitých neurónoch regulujúcich spánok sme objavili, že mitochondrie prepúšťajú elektróny, keď je ich nadbytok. Keď je únik príliš veľký, tieto bunky fungujú ako ističe, ktoré „vypnú“ systém do spánku, aby predišli preťaženiu,” tvrdí Miesenböck.
Inými slovami, vedci zistili, že spánok sa spúšťa vtedy, keď sú mozgové bunky preťažené a potrebujú si oddýchnuť, aby sa nepoškodili.
V zjednodušenej podobne, predstav si, že každá mozgová bunka má vo vnútri malú elektráreň, volá sa mitochondria. Táto elektráreň premieňa potravu a kyslík na energiu, ktorú bunky potrebujú na fungovanie. No keď pracuje príliš dlho bez prestávky, začne sa prehrievať, akoby pretekal prúd. Vtedy z nej začnú unikať elektróny, čo sú drobné častice, ktoré môžu spôsobiť škody, ak sa nekontrolujú. Mozog si to všimne a zapne „poistky“. Tieto špecializované bunky sledujú, koľko elektrónov uniká, a keď je toho príliš veľa, vyšlú signál: „Je čas ísť spať.“ Spánok je ako servisná prestávka, umožní mozgovým elektrárňam schladiť sa, opraviť škody a pripraviť sa na ďalší deň.
Výskumníci veria, že tieto zistenia nám pomôžu lepšie vysvetliť väzby medzi metabolizmom, spánkom a aj dĺžkou života. Menšie živočíchy spotrebujú viac kyslíku na gram telesnej váhy. Tieto živočíchy spia častejšie a žijú kratšie životy. Ľudia, ktorí trpia ochoreniami zasahujúcimi mitochondriu častokrát prežívajú život obmedzujúcu únavu, dokonca aj bez fyzickej námahy. To môže byť vysvetlené rovnakým mechanizmom.
Úloha spánku
Už roky vieme, že počas spánku náš mozog triedi spomienky a informácie, ktoré sa počas dňa naučil. V tomto smere je zaujímavý výskum, ktorý zistil, že mozog netriedi len získané spomienky, no zároveň sa počas spánku pripravuje aj na spracovanie nových spomienok, ešte predtým, ako sa odohrajú.
Autori štúdie vysvetľujú, že spánok je dôležitý okrem iného aj preto, lebo počas neho mozog spracúva a triedi informácie, ktoré sme získali počas predchádzajúceho dňa. Objavili však aj nový mechanizmus, ktorý nám pomáha lepšie sa pripraviť na to, čo sa odohrá v nasledujúci deň.
Štúdia teda naznačuje, že počas spánku sa náš mozog venuje dvom dôležitým činnostiam súčasne. Na jednej strane nám pomáha utriediť to, čo sme počas predchádzajúceho dňa zažili, no zároveň sa mozog pripravuje aj na to, že počas nasledujúceho dňa sa dozvie niečo nové.
Pamäť sa pre bežného človeka môže zdať takmer magická. Z vedeckého hľadiska ale vieme, že naša pamäť funguje vďaka špecializovaným neurónom, ktoré nazývame engramy. Tieto engramy v sebe fyzicky kódujú naše životné skúsenosti a vďaka nim si na dôležité životné udalosti dokážeme spomenúť. Viac sa o tomto procese dočítaš v našom článku.
