Когда мы заболеваем, кажется естественным попытаться ускорить выздоровление, получив немного лишнего глаза. Исследователи из Медицинской школы Перельмана при Университете Пенсильвании обнаружили, что у плодовых мух эта реакция имеет определенную цель: усиление реакции иммунной системы и восстановление после инфекции. Их результаты будут опубликованы в двух связанных статьях журнала SLEEP перед печатными выпусками в мае и июне.
Ссылки по теме
Медицинский факультет Перельмана при Пенсильванском университете
Система здравоохранения Пенсильванского университета
«Это интуитивная реакция на желание спать, когда вы заболеете», - отмечает научный сотрудник Центра сна и циркадной нейробиологии Джули А. Уильямс, доктор философии . «Во многих исследованиях лишение сна использовалось как средство для понимания того, как сон способствует выздоровлению, если это действительно так, но существует удивительно мало экспериментальных данных, подтверждающих идею о том, что больше сна помогает нам восстанавливаться. Чтобы ответить на эти вопросы, мы использовали модель плодовой мухи ». Вместе с докторантом Цзы-Син Куо, доктором философии , Уильямс провел два связанных исследования, чтобы напрямую изучить влияние сна на выздоровление и выживаемость после инфекции.
В первой статье они использовали традиционный подход, подвергая плодовых мушек лишению сна перед тем, как заразить их бактериями Serratia marcescens или Pseudomonas aeruginosa . И у недосыпающих мух, и у контрольной группы, не лишенной сна, после заражения наблюдался повышенный сон, что экспериментаторы называют «острой реакцией сна».
Неожиданно оказалось, что недосыпающие до заражения мухи выживали лучше. «К нашему удивлению, они действительно прожили дольше после заражения, чем те, кто не недосыпал», - отмечает Уильямс. Команда Пенна обнаружила, что предшествующее лишение сна заставляло мух спать в течение более длительного периода после заражения по сравнению с непотревоженными контрольными животными. Они дольше спали и жили дольше во время заражения. Вызывание недосыпания после заражения, а не до него, не имело большого значения, если инфицированные мухи получали адекватный восстановительный сон. «Мы лишали мух сна после заражения, полагая, что, если мы заблокируем этот сон, ситуация станет хуже с точки зрения выживания, - объясняет Уильямс. - Вместо этого им стало лучше, но только после того, как они переспали».
Недостаток сна увеличивает активность фактора транскрипции NFkB, Relish, который также необходим для борьбы с инфекцией. Мухи без гена Relish не испытывают острой реакции сна и очень быстро заражаются инфекцией. Но, когда эти мутанты недосыпали до заражения, они демонстрировали повышенный уровень сна и выживаемость после заражения. Затем группа исследовала мутантных мух, у которых отсутствовали две разновидности NFkB ( Relish и Dif ). Когда у мух отсутствовали оба типа генов NFkB, лишение сна не влияло на острую реакцию сна, и влияние на выживаемость было отменено. Мухи как из недосыпающих, так и из спокойных групп заражались с одинаковой частотой в течение нескольких часов.
«Взятые вместе, все эти данные подтверждают идею о том, что сон после заражения помогает улучшить выживаемость», - говорит Уильямс.
Во втором исследовании исследователи управляли сном с помощью генетического подхода. Они использовали препарат RU486, чтобы вызвать экспрессию ионных каналов, чтобы изменить активность нейронов в грибовидном теле мозга мух и тем самым регулировать режим сна. По сравнению с контрольной группой, мухи, которых заставляли спать больше и в течение более длительных периодов времени, вплоть до двух дней до заражения, показали значительно более высокие показатели выживаемости. Мухи, которые спали больше, также показали более быстрые и эффективные темпы удаления бактерий из своего тела. «Опять же, увеличение количества сна каким-то образом помогает облегчить иммунный ответ за счет повышения устойчивости к инфекции и выживаемости после инфекции», - отмечает Уильямс.
Поскольку генетические факторы, исследованные командой Пенна, такие как путь NFkB, сохраняются у млекопитающих, относительная простота модели дрозофилы обеспечивает идеальный путь для изучения основных функций, таких как сон. "Исследователи работали над вопросами о сне и иммунитете более 40 лет, но, сузив вопросы на лету, мы теперь в хорошей позиции, чтобы идентифицировать потенциально новые гены и механизмы, которые могут быть вовлечены в этот процесс, которые трудно увидеть у высших животных », - объясняет Уильямс.
