https://bodybydarwin.com
Slider Image

En fisk som knappt sover kan hjälpa till att förvandla människor till festdjur hela natten

2020

Det finns något med den blinda mexikanska grottfisken som gör dig ganska avundsjuk: För att överleva och trivas kräver de två timmars sömn varje natt; inte mer inte mindre. Föreställ dig allt du kan göra med de sex extra timmarna.

Bland alla djur i världen som behöver sina zzzar, skiljer sig arter påfallande i sömnmönster och beteende. Människor faller något i mitten av spektrumet, vilket kräver en strikt åtta timmar för vuxna, enligt nyligen genomförda studier. I den ena änden av spektrumet finns den bruna fladdermus, som sover ungefär 20 timmar om dagen, och den jätte armadillo och pyton, som båda tar 18 timmar per dag. Och sedan finns det vissa grottbostadarter, inklusive den mexikanska grottfisken, som blir oskadd, hälsovår, med cirka 2 timmars sömn per 24-timmarsperiod.

"Vi tror att vi kan använda grottfiskar för att ställa grundläggande frågor om varför vi sover och varför det finns så mycket variation i sömnen över djurriket, " säger Alex Keene, huvudförfattare till tidningen och neurovetenskap vid Florida Atlantic University. "Om vi ​​kan ta reda på varför dessa fiskar klarar sig trots lite sömn kan vi kanske hitta bättre sätt att manipulera sömn hos människor."

I över ett sekel har arterna Astyanax mexicanus mystifierade forskare. Arten finns i två väldigt olika populationer: En ytpopulation, känd som ytfisk, som bor i floder, såväl som i flera populationer som lever i grottor, känd som grottfisk utan tillgång till solljus. Grottpopulationerna har utvecklat denna sömnlöshet medan ytpopulationerna inte har det. De sover normalt, en solid åtta timmars fisk sömn per natt. De ser också annorlunda ut. Grottbostadspopulationerna har alla extremt små eller helt frånvarande ögon, och de har väldigt lite pigmentering eller färg i kroppen - som båda (syn och pigment) är involverade i att reglera sömnmönster.

Det som dock förvirrade forskarna mest var två unika drag om grottbostäderna: För det första hur dessa fiskar - som bor cirka 30 år på laboratoriet - inte kan falla eller sova i mer än 2 timmar var dygnet och för det andra inte drabbas av hälsoeffekter av det.

I en studie ut denna vecka i tidskriften minskade eLife- forskare på en neuropeptid som heter hypocretin, eller HCRT. Detta protein finns i hypotalamus hos många djur, inklusive människor. Dess plats är vettigt. Hypothalamus är en liten bit av många djur hjärnutrymme och den utför funktioner i vår kropp som vi har liten fysisk kontroll över, som kroppstemperatur, törst, hunger och sömn. Hypokretin har studerats ganska mycket, särskilt vid narkolepsi, en sömnstörning där en person tenderar att somna under någon avslappnad miljö. Tidigare studier visade att narkoleptiska hundar hade mutationer i hypocretinreceptorn, och det har varit liknande studier som tyder på att hypocretin också är involverat i människors narkolepsi, och att det reglerar sömn i flugor och sebrafisk.

I den här studien jämförde forskare antalet hypocretinproteiner i den mexikanska grottfisken med motsvarande ytor. De fann att de mörka grottbeboarna hade betydligt mer av dessa neuropeptidproteiner än ytfiskarna som har tillgång till solljus. Och den blinda grottfisken hade ett ökat antal receptorer på sina celler för hypokretin att fästa vid. För att verkligen förstå vad hypokretinet gör gav forskarna båda fiskpopulationerna specifikt formulerade läkemedel som förhindrar hypokretinet från att fästa sig vid dess receptorer.

För grottbeboande fiskarna agerade läkemedlen som mänsklig NyQuil och slog dem ut kalla i en drömmande sömn. Men för deras kusiner på ytnivå hade det knappt någon effekt alls. Allt detta berättade för forskarna om två saker som aldrig förstås tidigare: Neurala och genetiska skillnader finns som bidrar till sömnens utveckling; och dessa skillnader kan justeras, med läkemedel, för att inducera eller ändra sömnbeteenden.

"Jag tror att HCRT bara är en faktor och det finns förmodligen många nya sömnsgener som inte har identifierats i något djur som bidrar till sömnförlust hos grottfiskar, " säger Keene.

Vad betyder allt för sömniga djur överallt? För det första visar det att det finns åtminstone ett sätt (och förmodligen många andra) som gör att djur kan beröva sig sömn utan att ha några negativa hälsokonsekvenser av det. Hos människor finns det många bevis som visar att sömn, och den rätta mängden av den, är en viktig komponent för att upprätthålla rätt hälsa och som sådan avverka sjukdomen. Studier av sömnbrist visar att brist på sömn, både på kort och lång sikt, kan öka blodtrycket, försämra blodsockernivån och öka den totala inflammation. Alla dessa förändringar påverkar direkt individens potential att förvärva sjukdom som fetma, cancer, diabetes och hjärtsjukdomar.

Till skillnad från grottfiskar har vi inte utvecklat några mekanismer som gör att vi kan hålla oss uppe hela natten och stappa för en examen utan att senare betala för det. Men våra små grottbeboande vänner kan ge oss hopp.

”Det finns alla typer av läkemedel som hjälper till att inducera sömn eller hålla människor vakna, säger Keene. Det intressanta med grottfisk är att de verkar vara friska trots dramatisk sömnförlust. Om vi ​​förstår varför, kan det vara möjligt att utveckla nya stimulanser utan de negativa konsekvenserna som vanligtvis sammanfaller med sömnförlust.

Keene säger dock att det fortfarande jobbar med att göra. Gruppen grottfisk som han studerade är bara en av 29 oberoende grottfiskpopulationer. Han vill veta om dessa andra populationer utvecklade liknande men genetiskt olika mekanismer som också låter dem klara av med lite eller ingen sömn. Han vill också förstå vad annat hypokretin involverar sig i; där bevisar att det främjar matkonsumtion hos fisk och andra däggdjur, och Keene och hans team har tidigare funnit att långvarig svält ökar sömnen i blind grottfisk, även om det inte har någon effekt på sömnen i ytpopulationer. Att förstå hur ätandet påverkar sömnen hos dessa fiskar och andra djur kan ge en tydligare och mer fullständig bild av hur sömn regleras - och hur vi potentiellt kan finjustera den cykeln utan att orsaka skada.

Tills allt som är utarbetat är det bästa vi kan göra för vår hälsa försöka få solida åtta timmar varje natt och vara säker på att det ännu inte finns något bättre för din hälsa.

Bara sju riktigt utmärkta pennor

Bara sju riktigt utmärkta pennor

Psykologer kopplade en gång autism till schizofreni - och skyllde mammor för båda

Psykologer kopplade en gång autism till schizofreni - och skyllde mammor för båda

Motion verkar verkligen hjälpa till med depression

Motion verkar verkligen hjälpa till med depression