大脑神经村里的“家族大战”

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  “最近老是睡不好,真烦人。”现代社会,不少人都为失眠所困。科学家们也一直在孜孜不倦寻找扰乱我们睡眠的“罪魁祸首”。最新的研究结果是:我们的身体里,有一种和睡眠相关的基因,如果这种基因缺失,就会产生睡眠障碍。
  这则消息让人没法淡定了:“失眠居然是因为基因出了问题,那还能治吗?”“既然是基因的问题,那会不会遗传啊?我的老爸老妈经常失眠,那我以后是不是也会失眠啊?”
  先别急,来听听研究者是怎么说的。
  睡觉这回事
  两大家族在调节睡眠
  这项研究由东南大学生命科学研究院韩俊海教授实验室课题组及东南大学谢维教授实验室课题组联合开展,发现的基因叫Neuroligins(Nlgs),又叫细胞黏附分子。这个基因究竟是怎样影响睡眠的?要回答这个问题,先要了解我们的睡眠机制。
  在我们的身体里,有“两大家族”在控制着我们的睡眠,一个是“促进觉醒”家族,另一个是“促进睡眠”家族。
  这两大家族都居住在大脑神经系统这个村落里,两家的关系不太好,如果其中一家出来活动,另一家就不出门。不是另一家不想出门,而是出门的那家把另一家的“门”给堵上了。所以两家关系一直很紧张,不是我堵你,就是你堵我。
  不过,后来它们达成了协议,就是每天大家轮流出来活动,“促进觉醒”家族白天出来,“促进睡眠”家族晚上出来。为了公平起见,两个家族还请来两位中间人,“cycle基因”和“per基因”,这两个基因非常守时,属于到点就起、到点就睡的那种类型,在村里也有点威望。这两个基因当了中间人以后很公道,每天到点就跑出来吆喝一声:“某某家,你们可以出来活动啦!”被点到的家族就会兴奋起来,赶紧梳妆打扮,出门溜达。而接到回家指令的家族,则赶紧往家赶。
  两大家族都会请外援
  两大家族大部分时间都相安无事,但私下里其实都不太安分,都在争取“放风”的时间,都想着怎么把对方关在家里久一点。最后的输赢,就要看双方队伍的实力了。
  有时双方还可能请一些外援,搞一些小动作,削弱对方的实力。比如有一个叫“咖啡因”的家伙,它就是“促进觉醒”家族请来的外援,专门跟“促进睡眠”家族中的“腺苷”(具有促进觉醒作用的咖啡因是一种腺苷受体拮抗剂)成员捣乱,它会把接腺苷出门的交通工具给破坏了,让腺苷没法出门,这样就无形中帮“促进觉醒”家族争取了在外逗留的时间。这就是为什么当人喝了咖啡或吃了含咖啡因成分的东西后容易失眠的原因。
  大脑神经村里的路很重要
  虽然要抢着出门是件烦心事,但是更令“两大家族”担心的,还是村里的道路受损问题,一旦道路受损,那它们就麻烦大了。
  “两大家族”成员住的房子叫“囊泡”,就是2013年诺贝尔生理学或医学奖中描述的物质。“囊泡”外又有一所更大的房子叫“神经元”,“神经元”里还居住着其他一些房客。“囊泡”要出门,先要经过“神经元”的大门,但“神经元”门外连着上千条路,这些路长得跟树枝一样,叫做“突触”,这些“突触”又和来自另外一个“神经元”的“突触”相连,一个“神经元”上就有上千个“突触”,所以整个神经村落形成了一个错综复杂的交通网。
  “囊泡”里的成员要选择这上千条“突触”中的其中一条出去,问题是这上千条路并不是都能走得通,只有和自己匹配的“突触”才允许你通过,形象的说法,就是出门还要刷卡或输密码,密码对了才能出去。而出去后,迎接它的又是下一个上千条路……更让人抓狂的是,这些“突触”还不是老呆在一个地方,过一段时间它们可能会换个地方出现。
  所以“两大家族”的成员出个门不是那么容易的,它们必须通过重重关卡才能在这个村里穿梭。这中间任何一个环节都不能出错。而一旦“突触”失灵或损坏,那就麻烦了,到点该出门的出不去,不该出门的倒出去了,整个村就混乱了。所以道路工程一定要搞好,如果是个劣质工程或是烂尾工程,那就有好戏看了。
  Nlgs基因是突触组成部分
  东南大学研究人员这次发现的Nlgs基因,就是修建道路的重要材料,一旦这个材料变质(即发生基因突变),那突触就会失灵,两大家族中的一些成员就不能正常出门活动,最终导致人出现睡眠障碍。
  不过,研究人员发现的Nlgs基因主要与儿童孤独症中出现的睡眠障碍有关,在很多孤独症儿童中,常常会出现入睡难、睡眠浅、睡眠短暂等睡眠障碍,而Nlgs也是和孤独症相关的一个基因,就是很多孤独症儿童的这个基因都有缺陷。所以普通人不要因为有失眠等睡眠障碍,就认为自己的这个基因出问题了。
  很多原因都会导致睡眠障碍
  导致人出现睡眠障碍的原因有很多,比如吃了带有咖啡因的食物或药物会引发失眠,基因突变会引发失眠,有时环境或情绪的变化也会带来睡眠障碍。
  很多人在倒时差的过程中会出现睡眠障碍,为什么呢?这就和那两个中间人“cycle基因”和“per基因”有关,这两个基因主要调节人的生物钟,它们的活动周期大约是23.7个小时,差不多正好一天。当人在倒时差时,这两个基因还是正常地活动,到点就叫两个家族的成员出来活动或休息。但因为白天黑夜颠倒了,想睡的时候不能睡,不想睡的时候却得睡,于是,就出现睡眠障碍了。
  人的行为也会反作用于基因
  为什么倒时差会改变生物钟呢?因为身体通过外在的活动也能改变基因的行为,尤其是光线的作用可以显著地改变生物钟。
  另外,机体在受到外界诱变剂的影响及在DNA复制过程中,会产生一些基因突变。当然基因突变的过程比较缓慢而罕见,大多数时候基因突变带来的后果在本人身上没有体现。但突变的基因会遗传到下一代,并可能在下一代身上显现。对于不好的突变,现代科学很难去修补,目前只能用药物来补偿这些突变基因的功能。
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