2023 מְחַבֵּר: Bailey Leapman | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-05-20 22:47
וושינגטון, די.סי. - בפעם הבאה שתזהה זבובי פירות חסרי תנועה, קחו זאת בחשבון: ייתכן שהחרקים האדישים מנמנמים, והביוכימיה שלהם בזמן התנומה עשויה להציע מתישהו רמזים להפרעות ומנגנוני שינה בבני אדם, כך מדווחים חוקרים בחודש מרץ. גיליון 10 של Science.
נראה כי זבוב הפירות המצוי, Drosophila melanogaster, עובר שינויים התנהגותיים ומולקולריים דומים לאלו שנצפו בקרב יונקים, אומר מחבר המדע הראשי פול ג'יי.שו מהמכון למדעי המוח בסן דייגו, קליפורניה. כמו שינה אנושית, מנוחת היופי של זבוב יכולה להשתנות על ידי קפאין או אנטי-היסטמינים, למשל, וחוסר שינה גורם לו לפצות יתר על המידה באמצעות כמה קריצות נוספות.
והכי חשוב, אומרים מחברי המדע, נראה כי זבוב הפירות חולק כמה סמנים מולקולריים שלדעתם מווסתים שינה ויקיצה אצל יונקים. עניין במיוחד היה אנזים המווסת רמות של נוירוטרנסמיטורים הנקראים מונואמינים, לפחות בחולדות.
בבני אדם, שינה עשויה להיות חשובה לפירוק והורדת רמות מונואמינים במוח כמו נוראפינפרין וסרוטונין, מסביר ג'וליו טונוני, החוקר הראשי של המחקר. הבנת תפקודים כאלה עשויה בסופו של דבר להועיל לאנשים עם נדודי שינה או עובדים במשמרות מאוחרות שחייבים לוותר על שינה על בסיס קבוע, אומר טונוני. "האם יתכן שמחסור בשינה עלול לפגוע במערכת מכיוון שהשחרור המונואמינרגי אינו מופרע במהלך השינה?" הוא שואל."אנחנו עדיין בחושך לגבי זה, אבל לפחות יש לנו עכשיו מושג איפה לחפש."
מרכיב מעבדתי ותיק, ההרכב הגנטי של זבוב הפירות מובן היטב, ולכן יכול לשמש כ"מערכת מודל להבהרת תפקודי השינה" בבעלי חיים מורכבים הרבה יותר, על פי מחברי המדע, כולל קיארה סירלי ורלף ג'יי גרינשפן מהמכון למדעי המוח.
בין יצורים רבים, השינה התאפיינה בסמנים התנהגותיים, כמו נינוחות, כמו גם עדויות ביוכימיות, כולל שינויים בביטוי של גנים עצביים מסוימים. נראה שחסרי חוליות עוקבים אחרי מחזורי מנוחה ופעילות ביממה. עם זאת, החוקרים נלחצו לקבוע אם חרקים מנומנמים הם, למעשה, ישנים.
"אין תקן זהב להדגמה כאשר חיה ישנה, וחלק מהקריטריונים המסורתיים עשויים להיות קשים ביותר להערכתם, כשהם מיושמים על חרק", מציין טונוני, עמית בכיר במכון למדעי המוח, ארגון ללא מטרות רווח."קשה לקבל אלקטרואנצפלוגרמה (EEG) מזבוב פירות, ולכן צריך להסתכל על קריטריונים התנהגותיים, כמו חוסר תנועה, עלייה בסף לגירוי וצורך מוגבר בשינה בעקבות מחסור. נראה כי הקריטריונים ההומאוסטטיים הללו הם אוניברסליים. בציפורים ויונקים. צפינו בהם גם בזבובי פירות."
מחקר הזבובים במדע היו נתונים למחזורי אור/12 שעות חשיכה של 12 שעות, מה שגרם ליותר מ-90% לנוח בחושך. החוקרים גם חקרו את התגובות ההתנהגותיות של הזבובים למחסור בשינה, הנגרמת על ידי הקשה עדינה. רוב הזבובים החזירו 50 אחוז מהשאר שאיבדו תוך 24 שעות - התנהגות שנראתה בבני אדם.
אבל האם זבובי פירות לא פעילים באמת ישנים? כדי להמשיך ולבחון שאלה זו, מחברי המדע ניתחו סמנים מולקולריים בדגימות מנוחה לעומת ערנות. במחקרים קודמים עם מכרסמים, צוות המחקר זיהה מספר גנים שביטוים משתנה במוח בין שינה ליקיצה.אנזים אחד כזה היה מעורב בפירוק או קטבוליזציה של מונואמינים בחולדות, מציין Tononi. באופן דומה, זבובי פירות עם גן Dat שעבר מוטציה, המקודד לאנזים המוח, arylalkylamine N-acetyltransferase, נזקקו להרבה יותר מנוחה כדי לחזור ממחסור בשינה. טונוני משער שהמוטנטים לא יכלו לפרק מונואמינים תוך כדי ערנות, אז הם היו צריכים זמן נמנום נוסף כדי להתאים את הביוכימיה שלהם.
חבר המושבעים עדיין לא יודע אם זבובי פירות חולמים, אבל מחברי המדע מספקים ראיות התומכות ברעיון שהם כן ישנים. עבודתם גם מכינה את הבמה למחקר חדש בנושא הפרעות שינה. "הדגמת שינה בזבוב הפירות, המבוססת על סמנים התנהגותיים ומולקולריים, פותחת את הדרך לשימוש בזבוב למוטגנזה ולזיהוי גנים המשפיעים על הצורך בשינה", אומר טונוני.
The Neurosciences Institute נתמך על ידי The Neurosciences Research Foundation ומקבל תמיכה גדולה לתוכנית זו מנוברטיס. סירלי היה עמית קרן ג'וזף דראון.
