Почему мы спим? Долгое время считалось, что необходимость засыпать вызвана лишь особенностями функционирования нашего мозга и нервной системы. Однако теперь стало известно, что в этом процессе задействован еще один, весьма значимый, компонент.
Группа исследователей из Вашингтонского государственного университета выяснила, что в мозге мышей присутствует пептидогликан — элемент клеточной стенки бактерий — и его уровень изменяется в зависимости от времени суток и сна. Ранее было известно, что введение пептидогликана животным вызывает у них сон, но считалось, что эти молекулы не способны проникать в мозг естественным образом. Теперь становится очевидным: молекулы пептидогликана действительно циркулируют в нервной системе и могут играть значимую роль в регулировании циклов сна и бодрствования.
Это открытие подтверждает теорию о том, что сон является результатом взаимодействия между нервной системой и множеством микроорганизмов, обитающих в нашем теле. Эта концепция, называемая «холобионтным состоянием», предполагает, что человек и живущие в его организме микробы представляют собой единую систему. В таком контексте сон можно рассматривать как результат координации двух автономных компонентов этой системы: нервной системы и микробиома. «Не только мозг, или микробы заставляют нас спать: они действуют совместно. Сон — это процесс, возникающий благодаря комплексной координации на различных уровнях», объясняет соавтор работы Эрика Инглиш.
Данная гипотеза также объединяет концепции о глобальной регуляции сна мозгом и о «локальном сне», когда отдельные клеточные сети переходят в состояние, подобное сну, а затем такие «островки сна» складываются, и организм погружается в полноценный отдых.
Полученные данные подтверждают идею о том, что многие важные аспекты жизнедеятельности человека — сон, когнитивные функции, аппетит — напрямую связаны с активностью триллионов микроорганизмов, которые обитают в нашем организме. «Мы считаем, что эволюция сна началась миллионы лет назад с простейших циклов активности и покоя у бактерий. И те же молекулы, которые управляли этими процессами тогда, сейчас участвуют в регулировании нашего мышления и поведения», отмечает соавтор исследования, профессор Джеймс Крюгер.
Исследователи намерены продолжить изучение того, как бактерии взаимодействуют с нашими клетками и каким образом это взаимодействие влияет не только на сон, но и на общее здоровье. Новое понимание этих процессов может в будущем стать основой для разработки инновационных методов лечения нарушений сна, которые будут учитывать не только механизмы работы нервной системы и биоритмы мозга, но и естественные изменения микробиома кишечника.
Ранее ученые узнали, как стресс влияет на наш микробиом, способствуя увеличению веса.
Фото: hi-tech.mail.ru