Учёные из Научно-исследовательского института Скриппс (The Scripps Research Institute) и Флоридского Атлантического университета (Florida Atlantic University) изучили так называемую «послеобеденную кому» у дрозофил и объяснили, какие причины стоят за этим явлением. Они показали, что сонливость вызывают большие объёмы пищи, а также еда, богатая белками и солью. Результаты исследования опубликованы в журнале eLife.
«У дрозофил существует хорошо изученная взаимосвязь между сном и метаболизмом, посредством которой мухи подавляют сон или увеличивают активность, когда голодны, — говорит ведущий автор исследования Уильям Джа (William Ja). — Однако кратковременные эффекты потребления пищи на сон ещё не были изучены, в основном, потому, что не существовало системы, способной это сделать». Исследователи разработали технологию, которая позволяет наблюдать за сном и кормлением отдельных мух и обнаружили, что, как и люди, после более обильного обеда насекомые спят дольше. Кроме того, эксперименты показали, что сонливости способствует еда определённого типа. Чтобы узнать, влияет ли состав пищи на длительность сна, учёные давали мухам корм, богатый белками, солью или сахарозой. Выяснилось, что «пищевую кому» вызывают только протеины и солёное, а сладкое на сонливость не влияет.
«Затем мы попытались выявить нейронный механизм, посредством которого питание вызывает сон, — объясняет член научной группы Кит Мерфи (Keith Murphy). — Выключая и включая нейроны мозга мух с помощью генной инженерии, мы с удивлением обнаружили несколько нейронных цепей, которые контролируют это поведение». Предыдущие исследования показали, что в регуляцию объёма принимаемой пищи вовлечены нейроны, чувствительные к лейкокининам (Lkr-нейроны). Лейкокинины — это вещества, вызывающие сокращение или расслабление гладкой мускулатуры и повышение сосудистой проницаемости. В ходе нового исследования учёные продемонстрировали, что они играют важную роль в регуляции сна после приёма пищи.
Исследователи кормили солёной и белковой пищей мух, у которых Lkr-нейроны были «выключены» и контрольную группу. На соль и те, и другие реагировали одинаково, а вот после «протеиновых коктейлей» обычные мушки благополучно засыпали, а генетически модифицированные продолжали бодрствовать, как ни в чём не бывало. Более того, они были даже активнее, чем те, кого кормили сахаром. «Наши результаты показывают, что потребление белка способствует и сну, и пробуждению, и что пробуждение уравновешивается активностью Lkr-нейронов», — говорит Мерфи. Кроме того, исследователи обнаружили нейронные цепи, которые подавляют сонливость в вечернее время.
Однако и эта работа оставляет много вопросов. Авторы отмечают, что работа нейронных и генетических механизмов, которые виноваты в том, что нас клонит в сон после обильного обеда, солёной или белковой пищи ещё не до конца изучена. Кроме того, непонятно, зачем вообще нужен сон после еды, ведь в дикой природе спящее животное становится более уязвимым. Возможно, сон ускоряет переваривание? Или помогает лучше запомнить источник пищи, чтобы в следующий раз добыть её было проще? Как всегда, нужно больше исследований.
