Søvnens mysterium kan opklares af nyopdaget molekyle

ZzzzzZzzz…

Søvn er et af kroppens mysterier, der på mange måder ikke giver mening.

Et menneske bruger omkring en tredjedel af sit liv i drømmeland; dyrebar tid som i en travl hverdag kunne være brugt på flere timer på kontoret eller mere samvær med familien.

I naturen er sovende dyr ekstremt udsatte over for angribende fjender, og de sovende timer går fra tid, der kunne være brugt på at samle føde eller finde en mage.

LÆS OGSÅ: Kan man spare søvn op?

Søvn er irrationelt, men »absolut nødvendigt«

Titusindkronersspørgsmålet er derfor, hvorfor mennesker og dyr alligevel bruger så mange timer på at sove, og hvad der sker, når vi falder i søvn, og mens vi sover.

Det har forskere længe grublet over.

»Hvis evolutionen havde formået at opfinde et dyr, som ikke har brug for søvn [...] Den selektive fordel for dette dyr ville være overvældende. Det faktum, at der ikke findes et dyr som dette, indikerer, at søvn er absolut nødvendigt, men vi ved ikke hvorfor,« siger Gero Miesenböck, som er hjerneforsker ved University of Oxford, til washingtonpost.com.

Men måske er Gero Miesenböck og hans kollegaer kommet tættere på at løse søvnens mysterium.

LÆS OGSÅ: Ny søvn-opdagelse kan være vigtig for behandling af depression

I et nyt studie beskriver de en klynge af 24 hjerneceller hos bananfluer, der fungerer som en homøostatisk søvnkontakt, der slås til, når kroppen har brug for hvile, og slås fra igen, når det er tid til at vågne.

Hvis forskerne kan finde ud af, hvad søvnkontakten reagerer på, kan det måske være et vigtigt skridt tættere på at opklare søvnens mysterium.

Det nye studie er publiceret i tidsskriftet Nature.

Søvnen styres af to systemer

Søvnforskere ved i dag, at søvnen bliver reguleret af to systemer. Det første er døgnrytmen, som er vores indre biologiske ur.

»Døgnrytmen sørger for, at arter sover på det tidspunkt, det er mest praktisk for dem. For mennesker er det, når det er mørkt, og for mus, når det er lyst. 24 timers lys/mørke-rytmen, der er forårsaget af Jordens rotation om sin egen akse, styrer døgnrytmen, således at alle kroppes biologiske funktioner er tilpasset det, der kommer udefra,« siger humanbiolog Birgitte Rahbek Kornum, som forsker i søvn ved Glostrup Hospital.

LÆS OGSÅ: Sådan påvirker dårlig søvn din krop

Det andet søvnregulerende system er søvnhomoøstasen, som er den mystiske mekanisme, der regulerer kroppens interne signaler.

»Homøostasen holder øje med, hvor længe man har været vågen, og hvornår man har brug for at sove. Det vil sige, at træthed – uanset tidspunktet på døgnet – vil have noget at gøre med, hvor længe man har været vågen op til det tidspunkt,« siger Birgitte Rahbek Kornum og fortsætter:

»Man regner med, at døgnrytmen og homøostasen integrerer på den bedst mulige måde og bestemmer, hvornår man falder i søvn. Men hvor man efterhånden forstår det biologiske ur virkelig detaljeret, er der stadig meget, man ikke ved om søvnhomøostasen.«

Nyt studie finder søvnkontakten

Det er den stadig uforståede søvnhomøostase, det nye studie beskæftiger sig med.

Gero Miesenböck og hans kollegaer kortlagde i 2014 de basale mekanismer bag søvnhomoøstasen hos bananfluer, skriver washingtonpost.com.

De viste, at elektrisk aktivitet i en klynge af celler kaldet ’dorsal fan-shaped body’ (dFB) hang sammen med søvn.

For at bevise en direkte sammenhæng mellem dFB-neuronerne og søvn – at celleklyngerne virkelig var søvnkontakten – gjorde forskerne brug af teknikken 'optogenetik' i det nye studie.

Ved hjælp af denne teknik kunne de genetisk modificere hjerneceller til at reagere på lys.

Herefter brugte de lysblink til at udløse hormonet dopamin, som forstyrrer de søvnkontrollerende neuroner.

Og så vågnede bananfluerne med det samme.

LÆS OGSÅ: Hvorfor er man træt om dagen, men lysvågen om aftenen?

'Sandman'-molekyle påvirker søvnen

Efter flere nærstudier stillede Gero Miesenböck og resten af forskerteamet efterfølgende skarpt på en ionkanal – en molekylær passage, som lader elektriske signaler strømme mellem hjerneceller – der virkede afgørende for hele processen.

Når forskerne ’slukkede’ for denne ionkanal hos nogle uheldige bananfluer, betød det, at de ikke selv kunne vågne.

Derfor har Gero Miesenböck døbt ionkanalen ’Sandman’ efter den mytiske søvnbringer og drømmebærer, hvis danske pendant er Ole Lukøje.

I videoen herunder, der er lavet af Centre for Neural Circuits and Behaviour og University of Oxford, forklarer forskerne, hvordan de nåede frem til studiets resultater.

LÆS OGSÅ: Hvorfor spjætter vi inden drømmeland?

Der mangler stadig svar på mange spørgsmål

Det nye studies konklusioner er meget interessante, men der er stadig meget, vi ikke ved om søvn, påpeger Poul Jennum, som er professor i klinisk neurofysiologi ved Københavns Universitet.

»Studiets resultater er meget interessante, men det rejser med det samme nye spørgsmål. Forskerne bag finder en tænd-kontakt for søvn på et cellulært niveau, men ikke en sluk-kontakt. De kan ikke svare på, hvorfor bananfluerne ikke vågner igen. Studiet går heller ikke ind i, hvad der betinger, at kontakten går i søvnmode, herunder hvilke faktorer der regulerer det homøostatiske søvnpres,« siger han og tilføjer:

»Det næste bliver også at se, om konklusionerne kan overføres til andre arter.«

LÆS OGSÅ: Tre døgn uden søvn fjerner depression

10-15 år før forskerne forstår det meste om søvn

Birgitte Rahbek Kornum er enig i, at det nye studie ikke giver alle svar på søvnmysteriet.

»Studiet fortæller ikke hele historien om søvn. Forskerne har zoomet ind på ét område, som indgår i søvnregulering og fundet ud af, hvad der foregår der på molekylært niveau. Det er det nye,« siger hun.

»Men der er også andre kerner i hjernen, som styrer søvn. Studiet svarer på en lillebitte del af det store spørgsmål – men det er mere kompliceret, og der står stadig mange spørgsmål tilbage. Jeg tror dog ’kun’, at der går 10-15 år, før man får styr på store dele af netværket bag søvn.«

LÆS OGSÅ: Hvorfor kan jeg være vågen og sove på samme tid?

Studie i mekanismerne bag søvn, ikke dets funktion

Muligheden for at overvåge og påvirke søvn-homoøstasen på et molekylært niveau giver ifølge Gero Miesenböck masser af nye muligheder for søvnforskere.

»Nu kan vi afprøve [...] om bananfluerne lever længere, hvis man fjerner Sandman og lader dem sove det meste af deres liv. Vi ved det ikke,« siger han til washingtonpost.com.

Studiet er endnu et skridt på vejen for at forstå mekanismerne bag søvn, medgiver Birgitte Rahbek Kornum. Men det har primært givet svar på, hvordan cellerne skifter fra vågen til søvn.

»Ligesom andre studier er dette med til at gøre os klogere på maskineriet, de små tandhjul, og hvordan de slukker for hjernen, før man falder i søvn. Men det er jo ikke det samme som, hvorfor vi sover, og hvad det gør godt for.«

LÆS OGSÅ: Hvilken temperatur er bedst at sove i?

Søvn er »oprydning i kælderen«

Så en ting er, hvad der sker, når man sover, en helt anden er, hvorfor det er nødvendigt.

Det er ifølge Poul Jennum ikke et fuldstændig besvaret spørgsmål, men der eksisterer en del viden på området.

»Søvn er grundlæggende for alle dyr, helt ned til simple dyrearter. Søvn- og vågenstadiet har begge fundamentale funktioner. En indsigt i mekanismerne bag kan derfor få betydning, ikke alene for forståelse af fysiologien i hjernen og kroppen, men også for sygdomme og for udvikling af lægemidler,« siger han.

»Søvn indgår i en form for restitution. Når man sover, genopbygger man væv, immunsystem og hukommelse og sorterer information og fjerner skidt og møg i en form for renoveringsproces. Forestil dig, at du bare puttede ting ned i din kælder uden nogensinde at rydde op. Søvn indgår helt centralt i oprydningen, og det er formentlig en stor del af forklaringen på søvns funktion.«

LÆS OGSÅ: Det er ufarligt at sove for lidt et par nætter