Vědci odhalili nový způsob, jakým mozek řídí spánek

Spánek je nesmírně důležitý proces jak pro samotný mozek, tak pro obnovu organismu. Mnoho lidí s ním má ale potíže. V hledáčku řady výzkumníků studujících spánek je v posledních dvaceti letech molekula zvaná hypokretin. Nové studie stále ukazují jeho důležitost v procesu spánku, a především pak v jeho poruchách, jako je nadměrná či nedostatečná spavost. Nejnovější práce dánských vědců přišla s vysvětlením, jak naše tělo reguluje hladinu hypokretinu – pomocí mikro RNA.

RNA (kyselina ribunukleová) je vlastně opisem molekuly DNA (kyseliny deoxyribonukleové) a její hlavní funkce je přenos informace z „buněčné knihovny“, tedy DNA, do továrny na výrobu proteinů – ribozomu – pak mluvíme o messenger RNA (mRNA). RNA plní ale řadu dalších funkcí, jednou z nich je právě regulace výroby jiných proteinů pomocí mikro RNA (miRNA). Krátké vlákno miRNA se specificky naváže na cílové vlákno mRNA, buňka pak dvojité vlákno RNA okamžitě zničí. „Návod“ se tak nedostane do „továrny“, a protein tedy nevznikne.

Nová studie dánských vědců z Univerzity v Kodani a v Aalborgu, publikovaná v časopise PNAS, se zaměřila na peptid zvaný hypokretin (jinak také orexin). Tento takzvaný neuropeptid, tedy látka důležitá v biologických procesech v nervové tkáni, byl objeven v roce 1998. Od té doby výzkum ukazuje jeho důležitost v regulaci spánku a bdění, především tedy tento peptid slouží k udržení bdělého stavu. Právě pacienti s narkolepsií (nadměrnou denní spavostí) mají hypokretinu nedostatek, naopak lidé trpící nespavostí hypokretinu mívají nadbytek.

Spí myši, ryby i buňky?

Pro svůj výzkum využili vědci jak buněčných linií, tak modelových zvířat, a to myší a ryb zvaných dánio pruhované. Předmětem studie je totiž molekula microRNA-137 (miR-137), která se zdá být v evoluci velmi stará a máme ji my, myši i ryby. Hlavní poselství nové studie pak zní, že molekula miR-137 snižuje množství neuropeptidu hypokretinu. Když myším podali látku, která naopak snižuje množství miR-137, opravdu u nich zaznamenali více hypokretinu, ale především byly myši výrazně aktivnější.

„Zjistili jsme, že miR-137 pomáhá regulovat hladinu hypokretinu. Abychom mohli normálně spát, potřebujeme mít v mozku příslušné množství hypokretinu ve správný čas. A přesně k tomu slouží molekula miR-137. I když jsme jsme miR-137 našli jinde v těle, tato molekula je hojná především v mozku,“ vysvětluje Birgitte Kornum, vedoucí výzkumu z Kodaňské univerzity.

Spánek ve zdraví i v nemoci

Objev dánských vědců by tak mohl v budoucnu přispět k léčbě nejen nespavosti, ale i vážnějších poruch, jako je právě narkolepsie. „S pomocí Biobanky Spojeného království (UK Biobank) jsme objevili několik mutací v genu kódujího miR-137. A právě lidé nesoucí tuto mutaci trpěli zvýšenou denní spavostí (narkolepsií). Naše zjištění tak ukazuje, jak moc komplexní celý proces spánku je. Jen si to představte, od rodičů zdědíte vadný gen pro miR-137, a kvůli tomu budete přes den usínat,“ popisuje přínos své práce Birgitte Kornum.

Studie se také zaměřuje na dobře známý fakt, že když je člověk nemocný a trápí ho zvýšená teplota, je velmi unavený, ale zároveň se mu často hůře spí. Zvýšení tělesné teploty je mechanismus, který organismus a jeho imunitní systém využívá při boji s infekcí a který vzniká především s pomocí molekul zvaných cytokiny. A právě když vědci zkusili přidat cytokin IL-13 k buňkám, zaznamenali v nich nejen vyšší hladinu miR-137, ale také méně hypokretinu. To by mohlo vysvětlit právě problémy s únavou a se spánkem při nemoci. „Stále nevíme, proč tělo tento mechanismus má, ale právě probíhají testy, které nám snad dají odpověď,“ přibližuje budoucí plány Birgitte Kornum.

Originální publikace: Anja Holm et al. The evolutionarily conserved miRNA-137 targets the neuropeptide hypocretin/orexin and modulates the wake to sleep ratio. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2022; 119 (17) (IF 2020: 12.291)
Zdroj: ScienceDaily
Úvodní obrázek: JonathanRieder, Pixabay

Další články na téma spánek na CZECHSIGHT:

Mozková kůra má schopnost regulovat potřebu spánku

Jak dlouho či jak hluboce spát, právě za tyto jevy je podle oxfordské studie zodpovědná část mozku, která byla doposud v otázkách spánku přehlížena. Nový objev na poli spánkové medicíny nese naději pro možnost regulace spánkových procesů.

CZECHSIGHT - Vše o českém a zahraničním techuNikola Rybáčková

Spánek je prokazatelně ovlivněn měsíčním cyklem, potvrdila nová studie

Studie publikovaná v časopise Science Advances přináší nové výsledky, které potvrzují souvislost mezi spánkem a měsíčním cyklem. Jedná se o zcela nový úhel pohledu a získaná data jsou velmi zajímavá.

CZECHSIGHT - Vše o českém a zahraničním techuPetr Kašík

Pravidelný přísun kofeinu negativně ovlivňuje architekturu našeho spánku

Že je šálek kávy schopen pomoci od ospalosti a oddálit čas jít do postele je známá věc. Nově však vědci zjistili, že pravidelná konzumace kofeinu mění složení našeho spánku, oddaluje sny a vede k větší únavě po probuzení.

CZECHSIGHT - Vše o českém a zahraničním techuVendula Lužná