Η εξέλιξη του ύπνου: 700 εκατομμύρια χρόνια μελατονίνης

Όσο και αν προσπαθούμε να το αρνηθούμε, ο κύκλος της ημέρας και της νύχτας της Γης κυβερνά τις ζωές μας.

Όταν πέφτει ο ήλιος, το σκοτάδι βάζει μπρος μία αλυσίδα μοριακών γεγονότων, τα οποία εξαπλώνονται από τα μάτια στην επίφυση, η οποία διαχέει στον εγκέφαλο μία ορμόνη που ονομάζεται μελατονίνη.

Όταν η μελατονίνη προσκολλάται στα νευρικά κύτταρα του εγκεφάλου, τους νευρώνες, αλλάζει τον ηλεκτρικό τους ρυθμό, οδηγώντας τον εγκέφαλο στο βασίλειο του ύπνου. Την αυγή, το φως του ήλιου καταπίνει την μελατονίνη, υποχρεώνοντας τον εγκέφαλο να επιστρέψει σε κατάσταση αφύπνισης.

Κάθε φορά που ξενυχτάμε μπροστά στην οθόνη του smartphone μας παλεύουμε ενάντια σε αυτούς τους κύκλους, καταπνίγοντας τη βραδινή μας δόση μελατονίνης και ξυπνάμε κακόκεφοι την επόμενη ημέρα. Πετάμε ανάμεσα σε ηπείρους λες και μπορούμε αυτοστιγμεί να ξαναρυθμίσουμε τα εσωτερικά μας ρολόγια. Όμως, ο κύκλος ύπνου τον οποίο διευθύνει η μελατονίνη μένει πίσω, αφήνοντάς μας νυσταγμένους στα μέσα της ημέρας.

Οι επιστήμονες είναι καιρός που αναρωτιούνται πώς δόθηκε η εκκίνηση σε αυτόν τον ισχυρό κύκλο. Μία νέα έρευνα πάνω στη μελατονίνη υποστηρίζει ότι αναπτύχθηκε πριν από 700 εκατομμύρια χρόνια. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι ο βραδινός μας ύπνος προήλθε από την άνοδο και πτώση των μικροσκοπικών ωκεάνιων προγόνων μας, οι οποίοι κολυμπούσαν στην επιφάνεια της θάλασσας στο λυκόφως και τη νύχτα βυθίζονταν νυσταγμένοι στα βάθη του ωκεανού.

Για να διερευνήσουν την εξέλιξη του ύπνου, οι επιστήμονες στο Ευρωπαϊκό Εργαστήριο Μοριακής Βιολογίας στη Γερμανία μελετούν τη δραστηριότητα των γονιδίων που εμπλέκονται στην παραγωγή μελατονίνης και άλλων μορίων που συνδέονται με τον ύπνο.

Κατά τη διάρκεια των περασμένων χρόνων, έχουν συγκρίνει τη δραστηριότητα αυτών των γονιδίων στα σπονδυλωτά ζώα, όπως στους ανθρώπους, με τη δραστηριότητά τους σ’ ένα μακρινά συγγενικό σπονδυλωτό, ένα θαλάσσιο σκουλήκι που ονομάζεται Platynereis dumerilii.

Οι επιστήμονες μελέτησαν τα σκουλήκια όταν ήταν ακόμα προνύμφες δύο ημερών και είχαν σφαιρικό σχήμα. Η Μαρία Αντονιέτα Tόσις και οι συνάδελφοί της ανακάλυψαν ότι κάποια κύτταρα στο επάνω μέρος των προνυμφών έφτιαχναν πρωτεΐνες που αιχμαλώτιζαν το φως, τις ίδιες ακριβώς που φτιάχνουμε στα μάτια μας με σκοπό να ξεκινάμε και να σταματάμε την παραγωγή μελατονίνης. Τα ίδια κύτταρα ενεργοποιούν επίσης γονίδια που είναι απαραίτητα στην παραγωγή μελατονίνης.

Οι επιστήμονες παρατήρησαν ότι τα σκουλήκια παρήγαγαν μελατονίνη μόνο κατά τη διάρκεια της νύχτας, όπως ακριβώς κι εμείς, ενώ διαπίστωσαν επίσης ότι η νυχτερινή εφόρμηση της μελατονίνης επέτρεπε στα σκουλήκια να μετακινούνται κάθε μέρα πάνω και κάτω στον ωκεανό.

Τα σκουλήκια μετακινούνται χτυπώντας μπρος-πίσω μικροσκοπικά τριχίδια. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, ανεβαίνουν προς την επιφάνεια του ωκεανού. Μέχρι να φτάσουν εκεί, ο ήλιος έχει αρχίσει να πέφτει και έτσι τα σκουλήκια αρχίζουν να παράγουν μελατονίνη.

Η ορμόνη προσκολλάται στους νευρώνες που ελέγχουν το χτύπημα των τριχιδίων και ως αποτέλεσμα παράγουν ένα σταθερό ρυθμό ηλεκτρικών ριπών. Οι ριπές υπερισχύουν του χτυπήματος, κάνοντας τα τριχίδια να παγώσουν και το σκουλήκι να βυθιστεί. Όταν έρχεται η αυγή, τα σκουλήκια χάνουν τη μελατονίνη και αρχίζουν να ξανακολυμπούν προς τα πάνω.

Η νέα έρευνα προσφέρει μία ενδιαφέρουσα ιδέα όσον αφορά στο πώς οι σπονδυλωτοί πρόγονοί μας, όσο εξέλισσαν τον σύνθετο εγκέφαλό τους, προσάρμοσαν τα γονίδια που συνδέονται με την παραγωγή μελατονίνης. Αρχικά, οι επιστήμονες ισχυρίζονται ότι ο κύκλος ημέρας-νύχτας λειτουργούσε από κύτταρα «για όλες τις χρήσεις» τα οποία μπορούσαν να προσλάβουν φως και να φτιάξουν μελατονίνη. Όμως αργότερα η δουλειά ανατέθηκε σε εξειδικευμένα κύτταρα. Τώρα, για παράδειγμα, τα μάτια έχουν αναλάβει να προσλαμβάνουν το φως και η επίφυση να παράγει μελατονίνη.

Η νέα έρευνα θα μπορούσε επίσης να βοηθήσει στην εξήγηση του πώς ο ύπνος μας αποκόβει από τον κόσμο. Όταν είμαστε ξύπνιοι, σήματα από τα μάτια και άλλες αισθήσεις διαπερνούν τον θάλαμο, μία πύλη του εγκεφάλου. Η μελατονίνη διακόπτει τη λειτουργία του θαλάμου, κάνοντας τους νευρώνες του να παράγουν ένα τακτικό ρυθμό ριπών.

Ίσως να μην είναι σύμπτωση ότι και στα σκουλήκια η μελατονίνη παράγει ηλεκτρικούς ρυθμούς που μπλοκάρουν τα φυσιολογικά σήματα της ημέρας. Μπορεί να βυθιζόμαστε στον ύπνο με τον ίδιο τρόπο που οι πρόγονοί μας βυθίζονταν στα βάθη του ωκεανού.

Πηγή: kathimerini.gr

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Από το Blogger.