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是什么讓我們覺得困倦 人如果不睡覺會怎樣

2022-04-26 來源:科普中國

人的一生其實是非常短暫的,美好的年華更是轉瞬即逝,然而令我們懊惱的是,這短暫的一生還要被睡眠占去一小半。

當然,睡覺并不只是人類的專利,所有的動物幾乎都要睡覺,那么你的心中是否有過這樣的疑問:動物到底為什么要睡覺呢?表面上來講,睡覺是因為身體產生了困倦的感覺,可困倦的感覺又是從何而生的呢?是什么讓我們覺得困倦呢?有這樣一種說法,說人只是為基因打工的,基因才是生命的主體,人所做的一切都是為了基因的傳承,這種說法的確有一定的道理,所以睡覺這件事還要從基因上尋找原因。關于睡覺的問題,科學家已經研究了很多年,最新的研究發現,睡覺可能與DNA的修復存在著密切的聯系。

基因在我們的身體中是以DNA的形式存在的,簡單一點來說,有遺傳效應的DNA片段就是基因。

DNA是一種非常復雜的物質,它由30多億個堿基組成,而這些堿基又可以分為四種,即腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶以及胸腺嘧啶。這些堿基的排列順序可以產生數之不盡的遺傳編碼,所以世界上沒有兩個完全一樣的人,也沒有兩個完全一樣的任何生物。這些由堿基排列而成的編碼就決定了我們的體貌特征、身體機能以及是否容易罹患某些疾病。在我們的身體中,從肌膚到內臟,各處的細胞隨時都在凋亡,于是就必須要有新生的細胞頂上,而新細胞的生成則依賴于DNA的轉錄復制。

DNA在復制的過程中會發生斷裂,不過無須擔心,因為這種斷裂是時刻都在發生的。

DNA的斷裂雖然時刻都在發生,但并非沒有原因。正常情況下,DNA的斷裂都是由身體細胞代謝所產生的有害物質所引起的,但有些時候,我們接觸了有害的化學物質或者感染了病毒,也會導致DNA的斷裂,其中最為可怕的就是輻射傷害,過量的輻射會導致人體DNA大量斷裂,以至于細胞無法新生,從而導致死亡。除了這種極端情況之外,正常的DNA斷裂,我們的身體是可以自行修復的,就如DNA斷裂一樣,斷裂時刻都在發生,而修復也時刻都在進行。

雖說DNA的修復時刻都在進行,但也有快慢之分。

在我們清醒的時候,DNA的修復速度就很慢,而在我們睡著之后,DNA的修復則開始加速進行,所以睡覺的本質原因是為了讓DNA得到更好的修復。研究發現,動物清醒的時間越長,累積的DNA損傷就越多,當DNA的損傷累積到一定程度的時候,體內一種名為PARP1的蛋白質就會向大腦發出信號,于是我們就會產生困倦的感覺。研究人員使用斑馬魚進行了實驗,如果抑制了斑馬魚的PARP1蛋白質,那么斑馬魚就不會去睡覺了。現在我們明白了,動物是不能夠不睡覺的,這不僅因為DNA無法進入睡眠后的快速修復階段,清醒時的DNA修復也會受到影響。

DNA是如何修復的呢?

DNA修復的方式有很多種,其中最重要的一種被稱為“切除修復”。顧名思義,切除修復就是將斷裂的DNA片段切除,然后用新合成的DNA來填補切除的空白部分。研究發現,褪黑素能夠增加與切除修復相關的基因活性,如果人不去睡覺,或者熬夜導致睡眠不足,就會影響褪黑素的分泌,從而降低DNA的修復能力。那么,如果DNA得不到及時的修復會怎么樣呢?DNA關系到身體細胞的新生,大量斷裂的DNA會導致遺傳信息的改變,從而誘發多種惡性疾病,這就是為什么熬夜傷身了。

既然睡覺是為了DNA的修復,那么體型越大的動物應該需要越長的睡眠時間吧?

很有意思,實際情況恰恰相反,動物的體型基本上與它們的睡眠時間成反比關系,體型越大的動物,睡眠時間就越短,比如大象一天只需要睡三四個小時就可以滿足DNA修復的需要,而老鼠則需要睡上15個小時,人的體型比較適中,每天最佳的睡眠時間大概在7個小時左右。為什么會這樣呢?是什么決定了我們的睡眠時間呢?這個問題目前還是一個謎團,現在只知道睡眠時間與生物的晝夜節律存在關系,至于晝夜節律是怎么形成的,還有待進一步研究,現在只知道這種晝夜節律會被編寫到生物的基因中并代代傳承下去。

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責任編輯:栗子
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