Un nou studiu oferă o perspectivă importantă asupra evoluției somnului și asupra modului în care am putea construi un creier care nu are nevoie să doarmă. Peștele de peșteră mexican orb (Astyanax mexicanus) ilustrat în partea de sus și un pește de suprafață ilustrat în partea de jos.
Chiar toate animalele studiate au nevoie să doarmă, dar se știu puține lucruri despre motivul pentru care unele animale dorm cea mai mare parte a zilei, în timp ce altele dorm foarte puțin. Ca urmare a faptului că trăiește în întuneric total și permanent într-o locație restrânsă din nord-estul Mexicului, peștele de peșteră mexican (Astyanax mexicanus), micuț și orb, fără ochi, a evoluat spre insomnie, dormind mult mai puțin decât rudele lor care trăiesc în râuri. Acești pești au fost studiați timp de aproape 100 de ani pentru trăsăturile lor fascinante, însă se știu puține lucruri despre modul în care evoluează comportamentul lor. Din cauza lipsei lor de somn, ei oferă un model excelent pentru a studia tulburările de somn umane, cum ar fi insomnia.
Un nou studiu publicat în eLife de către neuroștiințiștii de la Charles E. Schmidt College of Science de la Florida Atlantic University oferă noi informații despre evoluția somnului.
Pentru studiu, cercetătorii au descoperit că neuropeptida Hypocretin, implicată anterior în narcolepsia umană, este exprimată la niveluri mai ridicate în creierul peștilor de peșteră. În timp ce pierderea Hypocretinei s-a dovedit a provoca narcolepsie în modele umane și animale, peștele de peșteră a evoluat pentru a avea niveluri mai ridicate de Hypocretină, ceea ce a dus la insomnie.
„Aceste constatări sugerează că diferențele în producția de Hypocretină pot explica variația somnului între speciile de animale, sau chiar între indivizi”, a declarat Alex Keene, Ph.D., autor principal și profesor asociat în cadrul Departamentului de Științe Biologice, membru al Jupiter Life Science Initiative și membru al FAU Brain Institute. „De asemenea, ar putea oferi o perspectivă importantă asupra modului în care am putea construi un creier care nu are nevoie să doarmă.”
Echipa de oameni de știință, condusă de Keene, și-a propus să descopere mecanismele care stau la baza pierderii somnului la A. mexicanus pentru a afla mai multe despre modul în care deficiențele de semnalizare a hipocretinei sunt asociate cu alterarea somnului și narcolepsia, o tulburare cronică de somn care provoacă o somnolență diurnă copleșitoare, la diverse organisme vertebrate.
Pentru a realiza acest lucru, Keene și echipa sa au efectuat un studiu comparativ între celulele creierului de suprafață din A. mexicanus și cele din creierul peștilor de peșteră. Rezultatele lor arată că numărul de celule Hypocretin la peștii de peșteră este semnificativ mai mare decât cel al rudelor lor de la suprafață.
Hypocretină, implicată anterior în narcolepsia umană, este exprimată la niveluri mai ridicate în creierul peștilor de peșteră (A. mexicanus). Creierul peștilor de suprafață (stânga) și al peștilor de peșteră (dreapta) cu proteina Hypocretin care promovează trezirea reprezentată în verde (jos).
În continuare, ei au arătat că inhibarea semnalizării Hypocretin, genetic sau farmacologic, a crescut somnul la peștii de peșteră, în timp ce a avut un efect foarte mic asupra peștilor de suprafață.
„O întrebare centrală care merge mai departe este de ce Hypocretin funcționează diferit la peștii de peșteră”, a spus Keene. „Vrem să înțelegem ce avantaj le oferă pierderea somnului acestor pești în mediul de peșteră.”
Coautorii studiului sunt Erik Duboue, Ph.D., profesor asistent de științe biologice în cadrul Colegiului de Onoare Harriet L. Wilkes al FAU, și David Prober, Ph.D., profesor de biologie la California Institute of Technology.
„Hypocretin Underlies the Evolution of Sleep Loss in the Mexican cavefish”, poate fi accesat gratuit online la https://elifesciences.org/articles/32637.
Acest studiu este susținut de premiul 25762 acordat lui Keene de către National Science Foundation.
-FAU-