Ритм «сон-пробудження»: риби змінюють наше розуміння регулювання сну. Всупереч поширеній думці, не всі хребетні регулюють свій ритм сну і неспання однаково. Дослідники Базельського університету виявили, що деяким рибам – на відміну від людей – не потрібен орексин, щоб не спати. Вважалося, що ця молекула необхідна для нормального ритму неспання і сну у хребетних тварин. Люди без орексину страждають на нарколепсію.
Донедавна вважалося, що хребетні тварини мають схожі механізми, які контролюють поведінку під час сну.
Ось чому протягом останніх 20 років дослідники використовують рибу як модельний організм для вивчення сну та його регуляції.
Тепер команда під керівництвом професора Alex Schier з Біоцентру Базельського університету зробила дивовижне відкриття у південноазіатського виду риб: боції-клоуни (Chromobotia macracanthus), яких також можна зустріти в зоопарках та акваріумах, демонструють нормальні ритми сну, але їхній сон регулюється по-іншому.
У них відсутній так званий сигнальний шлях орексину (також відомий як сигнальний шлях гіпокретину), який раніше вважався важливим для контролю сну і неспання у всіх хребетних.
Результати цього дослідження оприлюднено у часописі Current Biology (Vassilis Bitsikas, Fabien Cubizolles and Alexander F. Schier A vertebrate family without a functional Hypocretin/Orexin arousal system Current Biology (2024), doi: 10.1016/j.cub.2024.02.022)
Ритм «сон-пробудження» без орексину
“ Ми були дуже здивовані, що боції-клоуни демонструють нормальні ритми сну і, перш за все, їх можна легко збудити, незважаючи на дефектний шлях орексину,” – каже перший співавтор Dr. Vassilis Bitsikas.
Отже, цей вид коропових риб не стає непритомним, як це буває при нарколепсії, і не потребує орексину для регулювання циклу сну і неспання.
Спочатку ідея полягала в тому, щоб більш детально вивчити сигнальний шлях орексину у боцій-клоунів.
Оскільки ці риби просто перестають плавати, коли сплять, і лягають на бік, за ними легко спостерігати, коли вони сплять.
“ Вони видавалися ідеальними модельними організмами для нашого дослідження сну. Однак подальші дослідження показали, що у клоунських в’юнів відсутній функціональний сигнальний шлях орексину,” – повідомляє Vassilis Bitsikas.
Нарколепсія у ссавців
У людини функціональний сигнальний шлях орексину має важливе значення для підтримання ритмів сну і неспання.
Порушення цього шляху призводить до нарколепсії. Пацієнти, які страждають на цей стан, відчувають надмірну сонливість протягом дня, раптову втрату м’язового тонусу (катаплексію) і неконтрольовані напади сну, від яких їх важко збудити.
Це неврологічне захворювання спричинене втратою нервових клітин у мозку, що виробляють орексин – нейромедіатор, який допомагає нам не спати..
“ Досі вважалося, що дефіцит орексину порушує нормальну поведінку сну і неспання у всіх хребетних тварин. Тепер виявилося, що це припущення явно помилкове,” – пояснює Alex Schier.
Риби регулюють свій сон різними шляхами
Дослідники також виявили, що не тільки боції-клоуни, а й даніо можуть контролювати свій ритм сну і неспання, не покладаючись на орексин.
“ Вони все ще підтримують нормальну поведінку під час сну та пробудження, незважаючи на дефект сигнального шляху орексину. Отже, вони не покладаються на нього, щоб залишатися бадьорими,” – повідомляє Vassilis Bitsikas.
Відповідно, цей вид риб міг розвинути окремі або компенсаторні механізми контролю сну порівняно з ссавцями.
“ Було б цікаво з’ясувати, коли і чому у хребетних тварин розвинулися різні системи контролю,” – каже Alex Schier.
Риби часто використовувалися як модельні організми для вивчення еволюції сну. “ Нові відкриття змінили наше уявлення про регуляцію сну та неспання. Риби можуть зберігати деякі секрети, які можуть допомогти нам з’ясувати, чому деякі тварини більш вразливі до нарколепсії, ніж інші,” – підкреслює Vassilis Bitsikas.
Посилання на оригінал: SLEEP-WAKE RHYTHM: FISH CHANGE OUR UNDERSTANDING OF SLEEP REGULATION
