Вчені з'ясували, чому після обіду хочеться спати (мухам)

«Післяобідня кома» біля дрозофіл. Автор: Кіт Мерфі (Keith Murphy).

Вчені з Науково-дослідного інституту Скриппс (The Scripps Research Institute) і Флоридського Атлантичного університету (Florida Atlantic University) вивчили так звану «післяобідню кому» біля дрозофіл і пояснили, які причини стоять за цим явищем. Вони показали, що сонливість викликають великі обсяги їжі, а також їжа, багата білками і сіллю. Результати дослідження опубліковані в журналі eLife.

«У дрозофіл існує добре вивчений взаємозв'язок між сном і метаболізмом, за допомогою якої мухи пригнічують сон або збільшують активність, коли голодні, - говорить провідний автор дослідження Вільям Джа (William Ja). - Однак короткочасні ефекти споживання їжі на сон ще не були вивчені, в основному, тому, що не існувало системи, здатної це зробити». Дослідники розробили технологію, яка дозволяє спостерігати за сном і годуванням окремих мух і виявили, що, як і люди, після більш рясного обіду комахи сплять довше. Крім того, експерименти показали, що сонливості сприяє їжа певного типу. Щоб дізнатися, чи впливає склад їжі на тривалість сну, вчені давали мухам корм, багатий білками, сіллю або цукрозою. З'ясувалося, що «харчову кому» викликають тільки протеїни і солоне, а солодке на сонливість не впливає.

«Потім ми спробували виявити нейронний механізм, за допомогою якого харчування викликає сон, - пояснює член наукової групи Кіт Мерфі (Keith Murphy). - Вимикаючи і включаючи нейрони мозку мух за допомогою генної інженерії, ми з подивом виявили кілька нейронних ланцюгів, які контролюють цю поведінку». Попередні дослідження показали, що в регуляцію обсягу вживаної їжі залучені нейрони, чутливі до лейкокінін (Lkr-нейрони). Лейкокініни - це речовини, що викликають скорочення або розслаблення гладкої мускулатури і підвищення судинної проникності. Під час нового дослідження вчені продемонстрували, що вони відіграють важливу роль у регуляції сну після прийому їжі.

Дослідники годували солоною і білковою їжею мух, у яких Lkr-нейрони були «вимкнені» і контрольну групу. На сіль і ті, й інші реагували однаково, а ось після «протеїнових коктейлів» звичайні мушки благополучно засипали, а генетично модифіковані продовжували пильнувати, як ні в чому не бувало. Більш того, вони були навіть активнішими, ніж ті, кого годували цукром. «Наші результати показують, що споживання білка сприяє і сну, і пробудженню, і що пробудження врівноважується активністю Lkr-нейронів», - говорить Мерфі. Крім того, дослідники виявили нейронні ланцюги, які пригнічують сонливість у вечірній час.

Однак і ця робота залишає багато питань. Автори зазначають, що робота нейронних і генетичних механізмів, які винні в тому, що нас хилить у сон після рясного обіду, сольової або білкової їжі ще не до кінця вивчена. Крім того, незрозуміло, навіщо взагалі потрібен сон після їжі, адже в дикій природі спляча тварина стає більш вразливою. Можливо, сон прискорює перетравлення? Або допомагає краще запам'ятати джерело їжі, щоб наступного разу добути її було простіше? Як завжди, потрібно більше досліджень.

Дрозофіли - плодові мухи, рід дрібних комах сімейства плодових мушок (Drosophilidae) загону двокрилих (Diptera). Невеликі розміри, короткий життєвий цикл і простота культивування дозволили використовувати ряд видів дрозофіл як зразкові об'єкти генетичних досліджень (D. melanogaster, D. simulans, D. mercatorum, та інші). В даний час повністю прочитані геноми 12 видів дрозофіл.