但在清醒时,DNA修复不能高效地进行,它们只在你睡觉的时候弯道超车。睡眠可以激活我们体内的DNA修复系统。
举个栗子,道路养护工人在晚上车流较少的时候可以更好的修理路面。
科学家发现,斑马鱼睡眠时神经细胞中的染色体移动速度是清醒时的两倍。这种运动使得受损的DNA能够自我重组和修复。如果斑马鱼的睡眠时间不足6小时,DNA损伤就并没有充分减少,在白天也会继续睡觉。
研究发现,一种叫做PARP1(多聚ADP核糖聚合酶1)的蛋白质在DNA修复过程起关键作用。
这种蛋白质可以感知到清醒时不断增加的DNA损伤,如果损伤达到某个阈值,它就向大脑发出信号,促进睡眠和DNA修复,从而减少DNA断裂。相反,如果抑制了PARP1,斑马鱼就不会去睡觉,DNA修复也不会发生。
DNA的修复方式包括光修复、切除修复、重组修复和SOS修复等,其中最重要和有效的修复方式是切除修复。切除修复就是切除酶将损伤的DNA切除,然后用新合成的DNA填补空隙。
研究发现,褪黑素可以增加与切除修复通路相关的基因的活性,从而修复氧自由基造成的DNA断裂。
熬夜会影响褪黑素的分泌,从而影响DNA修复的能力。随着时间的推移,这种DNA断裂会积累,罹患疾病(如肿瘤、心血管疾病和痴呆)的风险也会增加。
人类的睡眠时间为什么那么久?
体型越大的哺乳动物需要的睡眠就越少。蝙蝠每天要睡18到20个小时,许多大型动物,如长颈鹿、大象和马,有时只睡3到4个小时。一般而言,成年人每天需要7-9个小时的睡眠。人类为什么不能像马一样只睡4小时,然后用更多的时间工作和娱乐呢?
目前还没有明确的答案。睡眠时长为7-9小时主要是和昼夜节律以及睡眠稳态有关。
昼夜节律是指生命活动以24小时左右为周期的变动。人类在进化过程中将昼夜节律编码到基因形成一种内源性的计时系统(生物钟)。生物钟控制着我们睡眠和觉醒的时间。到了晚上,大脑会释放褪黑素,让人感到疲劳并进入睡眠。
清醒时间越长,身体对睡眠的需求就越高,这就是睡眠稳态。当我们清醒时,大脑中的神经元会产生腺苷。腺苷是生命活动的副产品。
大脑中腺苷的积累是导致疲劳的一个重要因素(咖啡因会阻止大脑中腺苷的活动)。在清醒时,腺苷的积累会促进睡眠的驱动力。清醒时间越长,腺苷积累的水平越高。在睡眠期间,身体才开始清除腺苷。
了解这些理论,可以让我们对睡眠有一个更深的认识,所以,别熬夜啦,早点洗洗睡吧!