У новому дослідженні Оксфордського університету показано, що фізіологічна потреба у сні виникає через енергетичний дисбаланс у клітинах мозку.

Вчені виявили, що ключову роль відіграють мітохондрії – органели, які перетворюють кисень і поживні речовини на енергію. Коли ці структури перевантажені, вони починають «пропускати» електрони, утворюючи активні форми кисню. Це шкідливі молекули, які запускають сигнал до сну, дозволяючи клітинам відновити баланс і запобігти пошкодженню. Як пояснює Раффаеле Сарнатаро, «ви ж не хочете, щоб ваші мітохондрії витрачали забагато електронів… коли це відбувається, вони генерують реактивні молекули, які пошкоджують клітини».

Дослідження на плодових мушках показало, що певні нейрони функціонують як автоматичні вимикачі. Вони реагують на надмірний витік електронів і примушують організм до сну. Маніпулюючи потоком електронів, вчені змогли прямо контролювати тривалість сну. Навіть заміна електронів світловою енергією через спеціальні білки мала аналогічний ефект — більше енергії означало більше витоків і, відповідно, більше сну.

За словами Геро Мізенбека, «наші результати показують, що відповідь може критися в самому процесі, який живить наші тіла: аеробному метаболізмі… коли витік електронів стає надто великим, клітини діють як вимикачі, переводячи систему в режим сну». Це відкриття дає фізичне пояснення механізму сну та пояснює його зв’язок із метаболізмом і старінням.

Наслідки роботи виходять за межі фундаментальної науки. Менші тварини, що інтенсивніше споживають кисень, зазвичай сплять довше й живуть менше. Люди з мітохондріальними хворобами часто страждають від хронічної втоми, і тепер цей факт можна пов’язати з аналогічними механізмами. Як підкреслив Сарнатаро, «це дослідження дає відповідь на одну з найбільших загадок біології. Навіщо нам потрібен сон? Відповідь, схоже, закладена в самому способі перетворення кисню в енергію».

Таким чином, сон постає не лише як психологічний чи нейронний відпочинок, а як необхідна функція енергетичного самозахисту мозку, що підтримує його життєздатність і довговічність.