APP下载

果蝇深睡眠阶段具有废物清除功能

2021-08-11

海外星云 2021年5期
关键词:小瓶果蝇废物

睡眠状态

睡觉这个事情我们再熟悉不过,但是真正了解其作用的并不多。对睡眠科学来说,睡觉是由浅入深再变浅的过程,来回交替直到醒来。

深度睡眠也被称作是“黄金睡眠”,用黄金来比喻可知这一环节,可见其重要性之大。对于有睡眠障碍的人来说,他们很难进入深度睡眠,同时也会伴有头痛、记忆力下降、情绪失落等一系列问题。此外,提高深度睡眠时间和质量,可以改善我们的身体状态。

研究人员在几乎每种动物中都发现了睡眠活动,包括无脊椎动物,但是目前尚不清楚无脊椎动物的睡眠功能是否与哺乳动物相似。美国西北大学神经生物学系教授巴特·范·阿尔芬用果蝇这一无脊椎动物模型,找到了果蝇深睡眠阶段的证据,该阶段具有废物清除功能。

相关论文

“喙是果蝇的摄食器官,用于味道和食物的摄取,”Bart van Alphen说。“我们注意到了喙的周期性运动(PES)过程内果蝇通常不活动(腿,翅膀或梳理动作),发生在果蝇深度睡眠阶段。”PES被定义为喙的延长和缩回,此过程大约需要1.4秒的时间,时间恒定,幅度可变。

『喙延长』有助于伤口恢复

PES有助于伤口康复

PES阶段会不会与人类睡眠阶段功能相似有助于伤口恢复?“我们假设诱发急性伤害会增加 PES,”Bart van Alphen说。“为了测试这一点,使用HIT法诱导全身受伤,即将蝇装在附有弹簧的小瓶中,通过拉弹簧并释放弹簧,小瓶会猛烈撞击橡胶块,造成全身撞击伤害。”结果表明,这种急性内伤并不影响系蝇的总睡眠,反而PES立即增加5倍。如果人为控制PES的增加,会提高果蝇的死亡率,这表明PES有助于伤口康复。

『喙延长』有助于伤口恢复

PES有助于清理废物

『喙延长』有助于清除血淋巴

为了测试睡眠废物清理功能研究人员设置两组对照,其中一组果蝇人为控制“喙延长”。给两组果蝇注射了非代谢染料,当染料通过血淋巴扩散时,用磷酸盐缓冲液(PBS)注射苍蝇会在几秒钟内变成完全蓝色。结果表明,通过每小时目视检查两组对照中蓝色苍蝇数量,确定了在非人为控制“喙延长”组中,蓝色苍蝇数量减少得更快,这进一步证实了PES有助于清理废物。

一系列的实验验证了了研究人员的猜想,废物清除是一种古老的深度睡眠的恢复性功能,存在于果蝇和人类共同的祖先当中。苍蝇和人类似乎都具有独立进化的机制,进化出了机械解决方案,以增加睡眠期间的血流动力学振荡。

猜你喜欢

小瓶果蝇废物
果蝇遇到危险时会心跳加速
废物
琵 琶
果蝇杂交实验教学的改进策略
琵琶
小果蝇助力治疗孤独症
果蝇杂交实验教学的改进策略
活跃的“潜水员”
“瓶子兄弟”秀默契
废物处置劳务收入确认探究