Tidur, mati dan … usus? – ScienceDaily

Tidur, mati dan … usus? – ScienceDaily

[ad_1]

Tanda-tanda pertama kurang tidur sudah dikenal secara universal. Ada kelelahan dan kelelahan, kesulitan berkonsentrasi, mungkin mudah tersinggung atau bahkan cekikikan yang lelah. Jauh lebih sedikit orang yang mengalami efek kurang tidur yang berkepanjangan, termasuk disorientasi, paranoia, dan halusinasi.

Namun, kurang tidur yang lama dan total bisa berakibat fatal. Meskipun telah dilaporkan pada manusia hanya secara anekdot, penelitian yang banyak dikutip pada tikus yang dilakukan oleh para peneliti yang berbasis di Chicago pada tahun 1983 menunjukkan bahwa kurang tidur total pasti menyebabkan kematian. Namun, meskipun telah dipelajari selama beberapa dekade, pertanyaan sentral tetap tidak terpecahkan: mengapa hewan mati saat mereka tidak tidur?

Sekarang, ahli saraf Harvard Medical School telah mengidentifikasi hubungan kausal yang tak terduga antara kurang tidur dan kematian dini. Dalam sebuah studi pada lalat buah yang kurang tidur, para peneliti menemukan bahwa kematian selalu didahului oleh akumulasi molekul yang dikenal sebagai spesies oksidatif reaktif (ROS) di dalam usus.

Ketika lalat buah diberi senyawa antioksidan yang menetralkan dan membersihkan ROS dari usus, lalat yang kurang tidur tetap aktif dan memiliki masa hidup normal. Eksperimen tambahan pada tikus mengkonfirmasi bahwa ROS terakumulasi di usus saat tidur tidak cukup.

Temuan, dipublikasikan di Sel pada tanggal 4 Juni, mengemukakan kemungkinan bahwa hewan memang dapat bertahan hidup tanpa tidur dalam keadaan tertentu. Hasilnya membuka jalan baru studi untuk memahami konsekuensi penuh dari kurang tidur dan suatu hari nanti dapat menginformasikan desain pendekatan untuk melawan efek merugikan pada manusia, kata para penulis.

“Kami mengambil pendekatan yang tidak bias dan mencari di seluruh tubuh untuk mencari indikator kerusakan akibat kurang tidur. Kami terkejut menemukan itu adalah usus yang memainkan peran kunci dalam menyebabkan kematian,” kata penulis studi senior Dragana Rogulja, asisten profesor neurobiologi di Institut Blavatnik di HMS.

“Yang lebih mengejutkan, kami menemukan bahwa kematian dini dapat dicegah. Setiap pagi, kami semua berkumpul untuk melihat lalat, dengan rasa tidak percaya jujur. Apa yang kami lihat adalah bahwa setiap kali kami dapat menetralkan ROS di usus, kami bisa menyelamatkan lalat, “kata Rogulja.

Para ilmuwan telah lama mempelajari tidur, sebuah fenomena yang tampaknya mendasar bagi kehidupan, namun tetap misterius dalam banyak hal. Hampir setiap hewan yang diketahui tidur atau menunjukkan beberapa bentuk perilaku seperti tidur. Tanpa cukup banyak, konsekuensi serius pun terjadi. Pada manusia, kurang tidur kronis dikaitkan dengan penyakit jantung, diabetes tipe 2, kanker, obesitas, depresi, dan banyak kondisi lainnya.

Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa pembatasan tidur total yang berkepanjangan dapat menyebabkan kematian dini pada model hewan. Dalam upaya untuk menjawab bagaimana kurang tidur berujung pada kematian, sebagian besar upaya penelitian difokuskan pada otak, tempat asal tidur, tetapi tidak ada yang membuahkan hasil yang meyakinkan.

Akumulasi usus

Dipelopori oleh rekan penulis studi Alexandra Vaccaro dan Yosef Kaplan Dor, keduanya rekan peneliti di neurobiologi di HMS, tim melakukan serangkaian eksperimen pada lalat buah, yang berbagi banyak gen pengatur tidur dengan manusia, untuk mencari tanda-tanda kerusakan. disebabkan oleh kurang tidur di seluruh tubuh. Untuk memantau tidur, para peneliti menggunakan sinar infra merah untuk terus melacak pergerakan lalat yang ditempatkan di tabung individu.

Mereka menemukan bahwa lalat dapat tidur melalui guncangan fisik, sehingga tim beralih ke metode yang lebih canggih. Mereka secara genetik memanipulasi lalat buah untuk mengekspresikan protein peka panas dalam neuron tertentu, yang aktivitasnya diketahui menekan tidur. Ketika lalat ditempatkan pada suhu 29 derajat C (84 derajat F), protein menyebabkan neuron untuk tetap aktif, sehingga mencegah lalat tidur.

Setelah 10 hari kurang tidur karena suhu, angka kematian melonjak di antara lalat buah dan semuanya mati sekitar hari ke-20. Lalat kontrol yang memiliki tidur normal hidup hingga sekitar 40 hari dalam kondisi lingkungan yang sama.

Karena kematian meningkat sekitar hari ke-10, para peneliti mencari penanda kerusakan sel pada hari itu dan hari-hari sebelumnya. Sebagian besar jaringan, termasuk di otak, tidak dapat dibedakan antara lalat yang kurang tidur dan yang tidak, dengan satu pengecualian penting.

Isi perut lalat yang kurang tidur memiliki penumpukan ROS yang dramatis – molekul yang sangat reaktif dan mengandung oksigen yang dalam jumlah besar dapat merusak DNA dan komponen lain di dalam sel, yang menyebabkan kematian sel. Akumulasi ROS mencapai puncaknya sekitar hari ke-10 kurang tidur, dan ketika kurang tidur dihentikan, kadar ROS menurun.

Eksperimen tambahan mengkonfirmasi bahwa ROS menumpuk di usus hanya hewan yang mengalami kurang tidur, dan bahwa usus memang sumber utama ROS yang tampaknya mematikan ini.

“Kami menemukan bahwa lalat yang kurang tidur sekarat pada kecepatan yang sama, setiap saat, dan ketika kami melihat penanda kerusakan sel dan kematian, satu-satunya jaringan yang sangat menonjol adalah usus,” kata Vaccaro. “Saya ingat ketika kami melakukan percobaan pertama, Anda dapat langsung mengetahui di bawah mikroskop bahwa ada perbedaan yang mencolok. Itu hampir tidak pernah terjadi dalam penelitian laboratorium.”

Tim juga memeriksa apakah akumulasi ROS terjadi pada spesies lain dengan menggunakan stimulasi mekanis yang lembut dan terus menerus untuk membuat tikus tetap terjaga hingga lima hari. Dibandingkan dengan hewan kontrol, tikus yang kurang tidur mengalami peningkatan kadar ROS di usus kecil dan besar tetapi tidak di organ lain, sebuah temuan yang konsisten dengan pengamatan pada lalat.

Penyelamatan kematian

Untuk mengetahui apakah ROS di usus memainkan peran kausal dalam kematian akibat kurang tidur, para peneliti melihat apakah mencegah akumulasi ROS dapat memperpanjang kelangsungan hidup.

Mereka menguji lusinan senyawa dengan sifat antioksidan yang diketahui dapat menetralkan ROS dan mengidentifikasi 11 bahwa, ketika diberikan sebagai suplemen makanan, memungkinkan lalat yang kurang tidur memiliki umur yang normal atau mendekati normal. Senyawa ini, seperti melatonin, asam lipoat dan NAD, sangat efektif dalam membersihkan ROS dari usus. Khususnya, suplementasi tidak memperpanjang umur lalat yang tidak dirampas.

Peran penghilangan ROS dalam mencegah kematian selanjutnya dikonfirmasi oleh eksperimen di mana lalat dimanipulasi secara genetik untuk memproduksi enzim antioksidan secara berlebihan di dalam usus mereka. Lalat ini memiliki masa hidup normal hingga mendekati normal saat kurang tidur, yang tidak terjadi pada lalat kontrol yang memproduksi enzim antioksidan secara berlebihan dalam sistem saraf.

Hasilnya menunjukkan bahwa penumpukan ROS di usus memainkan peran sentral dalam menyebabkan kematian dini akibat kurang tidur, kata para peneliti, tetapi memperingatkan bahwa banyak pertanyaan tetap tidak terjawab.

“Kami masih belum tahu mengapa kurang tidur menyebabkan akumulasi ROS di usus, dan mengapa ini mematikan,” kata Kaplan Dor. “Kurang tidur dapat secara langsung mempengaruhi usus, tetapi pemicunya mungkin juga berasal dari otak. Demikian pula, kematian dapat disebabkan oleh kerusakan di usus atau karena tingkat ROS yang tinggi memiliki efek sistemik, atau kombinasi dari semuanya.”

Kurang tidur diketahui mengganggu jalur sinyal rasa lapar tubuh, sehingga tim juga mengukur asupan makanan lalat buah untuk menganalisis apakah ada hubungan potensial antara makan dan kematian. Mereka menemukan bahwa beberapa lalat yang kurang tidur makan lebih banyak sepanjang hari dibandingkan dengan kontrol yang tidak kurang tidur. Namun, membatasi akses ke makanan tidak berpengaruh pada kelangsungan hidup, menunjukkan bahwa faktor selain asupan makanan juga terlibat.

Para peneliti sekarang bekerja untuk mengidentifikasi jalur biologis yang menyebabkan akumulasi ROS di usus dan gangguan fisiologis selanjutnya.

Tim berharap bahwa pekerjaan mereka akan menginformasikan pengembangan pendekatan atau terapi untuk mengimbangi beberapa konsekuensi negatif dari kurang tidur. Satu dari tiga orang dewasa Amerika tidur kurang dari tujuh jam yang direkomendasikan per malam, menurut Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit AS, dan kurang tidur adalah bagian normal dari kehidupan banyak orang di seluruh dunia.

“Begitu banyak dari kita yang secara kronis kurang tidur. Meskipun kita tahu begadang setiap malam itu buruk, kita tetap melakukannya,” kata Rogulja. “Kami yakin kami telah mengidentifikasi masalah utama yang, ketika dihilangkan, memungkinkan kelangsungan hidup tanpa tidur, setidaknya pada lalat buah.”

“Kita perlu memahami biologi tentang bagaimana kurang tidur merusak tubuh, sehingga kita bisa menemukan cara untuk mencegah bahaya ini,” katanya.

Studi ini didukung oleh New York Stem Cell Foundation, Pew Charitable Trusts dan National Institutes of Health (R73 NSO72030). Dukungan tambahan termasuk beasiswa jangka panjang EMBO, Fondation Bettencourt Schueller fellowship, Edward R. dan Anne G. Lefler Center postdoctoral fellowship, Alice and Joseph E. Brooks Postdoctoral Fellowship dan Life Sciences Research Foundation fellowship.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Data SGP

Author Image
adminProzen