Sebuah studi baru mengungkapkan bahwa penumpukan metabolisme dalam sel otak khusus adalah yang memicu kebutuhan untuk tidur.
Tidur dapat berfungsi lebih dari sekadar istirahat untuk pikiran; Ini juga dapat berfungsi sebagai pemeliharaan penting untuk sistem energi tubuh. Studi baru dari Universitas Oxford peneliti, diterbitkan di Alam, menunjukkan bahwa dorongan untuk tidur disebabkan oleh stres listrik yang menumpuk dalam struktur kecil penghasil energi sel otak.
Temuan ini memberikan penjelasan fisik yang konkret untuk kebutuhan biologis untuk tidur dan memiliki potensi untuk membentuk kembali pemikiran ilmiah tentang tidur, penuaan, dan gangguan neurologis.
Mitokondria dan ketidakseimbangan energi
Tim peneliti, yang dipimpin oleh Profesor Gero Miesenböck dari Departemen Fisiologi, Anatomi dan Genetika (DPAG) dan Dr. Raffaele Sarnataro di Pusat Sirkuit dan Perilaku Saraf Oxford, menemukan bahwa tidur dipicu ketika otak merespons ketidakseimbangan energi yang halus. Peran sentral terletak pada mitokondria, organel mikroskopis yang mengubah oksigen dan makanan menjadi energi yang dapat digunakan.
Pada neuron regulasi tidur tertentu yang dipelajari dalam lalat buah, mitokondria yang menjadi kelebihan beban mulai membocorkan elektron. Kebocoran ini menghasilkan produk sampingan berbahaya yang disebut oksigen reaktif jenis. Kebocoran berfungsi sebagai sinyal yang memaksa otak menjadi tidur, memungkinkan keseimbangan dipulihkan sebelum kerusakan sel menyebar lebih jauh.
“Anda tidak ingin mitokondria Anda membocorkan terlalu banyak elektron,” kata Dr. Sarnataro. “Ketika mereka melakukannya, mereka menghasilkan molekul reaktif yang merusak sel.”
Neuron sebagai pemutus sirkuit
Tim juga menemukan bahwa neuron khusus berperilaku seperti pemutus sirkuit: mereka memantau kebocoran elektron dari mitokondria dan memicu tidur begitu ambang kritis tercapai. Dengan mengubah bagaimana sel -sel ini mengelola energinya – baik meningkatkan atau mengurangi aliran elektron – para ilmuwan dapat secara langsung mengontrol jumlah tidur dalam lalat buah.
Bahkan mengganti elektron dengan energi dari cahaya (menggunakan protein yang dipinjam dari mikroorganisme) memiliki efek yang sama: lebih banyak energi, lebih banyak bocor, lebih banyak tidur.
Profesor Miesenböck mengatakan: “Kami mulai memahami apa itu Sleep, dan mengapa kami merasa perlu untuk tidur sama sekali. Terlepas dari beberapa dekade penelitian, tidak ada yang mengidentifikasi pemicu fisik yang jelas. Temuan kami menunjukkan bahwa jawabannya mungkin terletak pada proses yang memicu tubuh kami. Saat ini-dalam hal-hal lain yang membuat sel-sel. Kebocoran menjadi terlalu besar, sel -sel ini bertindak seperti pemutus sirkuit, tersandung sistem menjadi tidur untuk mencegah kelebihan beban. ”
Temuan ini membantu menjelaskan hubungan terkenal antara metabolisme, tidur, dan umur. Hewan yang lebih kecil, yang mengonsumsi lebih banyak oksigen per gram berat badan, cenderung lebih banyak tidur dan hidup lebih pendek. Manusia dengan penyakit mitokondria sering mengalami kelelahan melemahkan bahkan tanpa tenaga, sekarang berpotensi dijelaskan oleh mekanisme yang sama.
“Penelitian ini menjawab salah satu misteri besar biologi,” kata Dr. Sarnataro. “Mengapa kita membutuhkan tidur? Jawabannya tampaknya ditulis ke dalam cara sel -sel kita mengubah oksigen menjadi energi.”
Referensi: “Asal Mitokondria Tekanan untuk Tidur” oleh Raffaele Sarnataro, Cecilia D. Velasco, Nicholas Monaco, Anissa Kempf dan Gero Miesenböck, 16 Juli 2025, Alam.
Doi: 10.1038/s41586-025-09261-y
Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan buletin ScitechDaily.
BN Babel
