睡眠時間約占人一生的三分之一，然而，或許到現(xiàn)在，人們對于睡眠的重要性仍然認(rèn)識不足。 睡眠是一種復(fù)雜的、自然發(fā)生的生理狀態(tài)。在進(jìn)化過程中，睡眠對于具有神經(jīng)系統(tǒng)的生物來說都是普遍且必不可少的。然而問題是，睡眠雖然不可抗拒，但是我們?nèi)粘Ｉ钪锌倳每Х鹊蕊嬈穪砭S持清醒，壓縮睡眠時間，這也造成了“特困生”現(xiàn)象的日益增多。 為了解釋睡眠的重要性，從古至今進(jìn)行了無數(shù)次的詮釋： “養(yǎng)以眠為先”，睡眠時，人體精氣神皆內(nèi)守于五臟，氣血運(yùn)行流暢，能夠明顯的緩解疲勞、醒神開竅、促進(jìn)新陳代謝等；睡眠可以維持正常的激素分泌節(jié)律，可以降低腦血管疾病風(fēng)險，甚至可以維持我們皮膚的水潤光滑。 另外，曾有研究顯示，當(dāng)我們清醒時，體內(nèi)睡眠壓力會積累。這種壓力會隨著清醒的時間延長而增加，而在睡眠期間會下降。那么為什么這種壓力會強(qiáng)迫我們進(jìn)入睡眠，在睡眠期間舒緩，壓力來源于哪里。 這就需要我們理解生命的核心——DNA。DNA代表這每個個體的獨(dú)一無二屬性，銘刻了每個個體生命的全部。而睡眠壓力當(dāng)然也會根據(jù)DNA的指令來波動。DNA其實是很脆弱的，時刻面臨這斷裂的危險。有研究表明，在普通成年人體內(nèi)，每個細(xì)胞的 DNA 每天至少要損傷一萬次以上，損傷的同時，更加高效的為身體所需的蛋白提供合成模板。 如果一直這樣下去的話，DNA的“身體”也會吃不消的，因此，會給機(jī)體發(fā)出睡眠的指令，敦促我們進(jìn)入睡眠。 近期，《Molecular Cell》上發(fā)表了一篇“Parp1 promotes sleep, which enhances DNA repair in neurons”的文章。 當(dāng)我們清醒時，神經(jīng)元中會逐漸積累 DNA 損傷。這種損害可能由多種因素引起，包括紫外線、神經(jīng)元活動、輻射、氧化應(yīng)激和酶促反應(yīng)錯誤。在睡眠和清醒時間，每個細(xì)胞內(nèi)的修復(fù)系統(tǒng)都會糾正 DNA 斷裂。然而，神經(jīng)元中的 DNA 損傷在清醒期間仍然持續(xù)累積，大腦中過度的 DNA 損傷會達(dá)到危險水平，因此必須降低 DNA 損傷。本研究表明睡眠可以募集 DNA 修復(fù)系統(tǒng)，促進(jìn)有效修復(fù)，以幫助我們「重啟」新的一天 在一系列實驗中，研究者試圖確定 DNA 損傷的累積是否可能是觸發(fā)睡眠狀態(tài)的驅(qū)動因素。使用輻射、藥理學(xué)和光遺傳學(xué)多種實驗方法，在斑馬魚上誘導(dǎo) DNA 損傷，以評估其如何影響斑馬魚的睡眠。
實驗表明，在某個時刻DNA損傷的積累達(dá)到了最大閾值，并且睡眠壓力增加到一定程度，以至于觸發(fā)了睡眠的沖動，魚就會進(jìn)入睡眠狀態(tài)。隨后的睡眠促進(jìn)了DNA修復(fù)，從而減少了DNA損傷。 隨后，研究人員進(jìn)一步探究了DNA損傷修復(fù)過程中存在重要意義的PARP1蛋白的潛在作用模式。PARP1 標(biāo)記細(xì)胞中的 DNA 損傷位點(diǎn)，并招募所有相關(guān)系統(tǒng)清除 DNA 損傷。根據(jù) DNA 損傷，清醒時 PARP1 在 DNA 斷裂位點(diǎn)的聚集增加，在睡眠時減少。通過遺傳和藥理學(xué)操作，PARP1 的過表達(dá)和敲低表明，增加 PARP1 不僅可以促進(jìn)睡眠，還可以增加睡眠依賴性修復(fù)。相反，PARP1 的抑制阻斷了 DNA 損傷修復(fù)的信號。有趣的是，魚沒有完全意識到自己累了，并沒有睡覺，也沒有進(jìn)行 DNA 損傷修復(fù)。
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