“Menimo, da je spanec funkcija, ko telo poskuša varčevati z energijo v pogojih, ko se njena raven zmanjšuje. Naše ugotovitve kažejo, da bi lahko lažje zaspali, če bi se postili na primer en dan – ker bi bile energijske zaloge izčrpane,” je povedal soavtor David Raizen, izredni profesor nevrologije in član Inštituta za kronobiologijo in spanje na Univerzi Pennsylvania.
Lakota, pomanjkanje spanja in kronične bolezni
Črvi C. elegans ponujajo presenetljivo dober model za preučevanje spanja sesalcev. Tako kot vse druge živali z živčnim sistemom potrebujejo spanec. Toda za razliko od ljudi, ki imajo zapleteno nevronsko mrežo, ki jo je težko preučiti, je pri črvih C. elegans v regulacijo spanja vpletenih le 302 nevronov.
Pri ljudeh lahko akutna motnja spanja povzroči povečan apetit in odpornost telesnih celic na inzulin. Ljudje, ki kronično spijo manj kot šest ur na noč, imajo pogosteje debelost in sladkorno bolezen tip 2. Poleg tega se je izkazalo, da lakota pri ljudeh – kot tudi pri živalih: podganah, sadnih muhah, črvih… vpliva na spanec. To kaže, da je spanje vsaj delno urejeno z razpoložljivostjo hranil. Vendar pa načini, kako spanje in prehranjevanje delujeta skupaj, niso jasni. “Vemo, da so motnje spanja in kronična stanja, na primer sladkorna bolezen tip 2, povezani. Vendar – kako? Ali premalo spanca povzroča nagnjenost k debelosti ali pa je mogoče obratno, ” je povedal soavtor študije dr. Alexander van der Linden, izredni profesor biologije na Medicinski fakulteti Univerze Nevada.
Spanje – način varčevanja z energijo
Za preučevanje povezave med presnovo in spanjem so raziskovalci gensko spremenili črva C. elegans tako, da so izklopili encim, ki nadzoruje spanje. Osredotočili so se na gen KIN-29, ki je pri ljudeh homologen SIK-3 genu in ki igra pomembno vlogo pri spanju. Ko so izklopili gen KIN-29, so črvi C. elegans nakopičili odvečno maščobo – podobno kot pri debelosti. Ko je bil gen za spanje izklopljen, so opazili močan padec ravni adenozin trifosfata (ATP) – molekule, ki je ključna za energijo telesa. “To kaže, da je spanje način varčevanja z energijo in dejansko ne povzroča izgube energije,” je pojasnil Raizen.
Sproščanje maščobnih zalog
Raziskovalci so domnevali, da je sproščanje maščobnih zalog mehanizem, ki spodbuja spanje. Da bi preverili to hipotezo, so znova gensko spremenili C. elegans – vendar tokrat na način, da je bil KIN-29 polno aktiven. To je povzročilo izločanje encima, ki je “osvobodil” maščobo. S to manipulacijo so črvi spet lahko spali. Gre za pomembno ugotovitev, ki bi lahko pojasnila, zakaj imajo ljudje z debelostjo težave s spanjem. “Med maščobnimi zalogami in možganskimi celicami, ki nadzorujejo spanec, bi lahko prišlo do težave s signalizacijo,” pravi Raizen, in nadaljuje: “Obstaja splošno prepričanje, da spanje temelji le na možganih in živčnih celicah v njih. Naše ugotovitve kažejo, da to ni nujno res. Obstaja zapletena in kompleksna interakcija med možgani in ostalim telesom – ki vpliva na regulacijo spanja.”
Viri:
Grubbs JJ, Lopes LE, van der Linden AM, Raizen DM. salt-induced kinase is required for the metabolic regulation of sleep. PLoS Biol 2020. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000220
Sharma S, Kavuru M. Sleep and metabolism: an overview. Int J Endocrinol. 2010, doi:10.1155/2010/270832
