خواب یک فرآیند بیولوژیکی ضروری است با این حال، مطالعات مکانیزم‌های مولکولی مبتنی بر اثرات کم‌خوابی هنوز در اولین مراحل آن است. خطر ابتلا به بسیاری از اختلالات متابولیک، از جمله افزایش وزن، دیابت، چاقی و بیماری‌های قلبی‌عروقی به علت کم خوابی، اساس تحقیقات پایه در این زمینه می‌باشد.
در یک مطالعه که در مجله “آکادمی ملی علوم” منتشر شده است، آمیتا سگل، استاد علوم اعصاب در دانشکده پزشکی Perelman در دانشگاه پنسیلوانیا و محقق موسسه پزشکی Howard Hughes همراه با پیتر میرلو ، از دانشگاه گرونینگن هلند، مولکول‌های رایج درگیر در متابولیسم پاسخ به کم‌خوابی در آنالیز خون موش و انسان را یافته‌اند. یافته‌های آن‌ها نشان می‌دهد که تغییر کلی در چگونگی متابولیسم لیپیدها حاصل از استرس اکسیداتیو ناشی از کاهش خواب در هر دو گونه مشاهده می‌شود.
استرس اکسیداتیو و متابولیسم لیپید عامل مهمی در بیماری‌های متابولیکی هستند، اگرچه برای ایجاد یک ارتباط بین نشانگرهای موجود و بیماری‌های خاص، باید مطالعات بیشتری صورت بگیرد.
سگل می‌گوید: “یک احتمال این است که خواب باعث رفع متابولیت‌ها می‌شود و بنابراین به عنوان یک فرآیند ترمیم در سطح متابولیک عمل می‌کند.” متابولیت‌ها مواد واسطه شیمیایی یا محصولات متابولیسم هستند، بنابراین درحالی‌که از طریق تجزیه چربی‌ها، کربوهیدرات‌ها و پروتئین تولید می‌شوند، عملکرد آن‌ها محدود به این فرآیندها نیست. آن‌ها همچنین در سیگنالینگ، تنظیم فعالیت آنزیمی و رشد نیز نقش دارند.
این تیم در طی پنج روز موش و انسان را در شرایط محدودیت خواب مزمن قرار دادند. در هر دو مطالعه، سطوح متابولیتی در خون موش و انسان، پس از خواب مناسب و کافی و بعد از محدودیت خواب مورد بررسی قرار گرفت. سپس متابولیت‌های خون موش‌ها و انسان‌های با محدودیت خواب شناسایی شده که 38 متابولیت منحصر به فرد را معرفی می‌کند که نیمی از آن‌ها لیپید هستند. اکثریت متابولیت‌ها در افراد کم‌خواب ترکیبات لیپید یا اسید چرب را دارند.
هفت نوع فسفولیپید به نام plasmalogens که با استرس اکسیداتیو در ارتباط هستند در موش‌های با محدودیت خواب یافت شدند. به طور کلی، سطوح بالاتر این فسفولیپیدها و نقش اساسی آن‌ها در متابولیسم لیپیدی موش‌ها و انسان‌های دارای محدودیت خواب مشخص شده‌است. همچنین برخی از انتقال‌دهنده‌های عصبی و متابولیت های روده (احتمالا از میکروب‌های روده) نیز به علت محدودیت خواب تغییر کرده‌اند.
هنگامی که محققین متابولیت‌های تغییر یافته در موش و انسان را در مقایسه با شروع اولیه قبل از محدودیت خواب مقایسه کردند، متوجه شدند که دو متابولیت oxalic acid و diacylglycerol 36:3 در شرایط محدودیت خواب محو شده و بعد از بهبودی در هر دو گونه دوباره مشاهده شدند. oxalic acid یک محصول زائد است که از فرآورده‌های غذایی در رژیم‌هایی مانند گیاهان، به طور عمده از تجزیه ویتامین C و برخی اسیدآمینه‌ها تولید می‌شود. Diacylglycerol یک مولکول پیش‌رونده در تولید تری‌گلیسیرید است و مولکولی است که اکثر چربی‌ها به این شکل در بدن ذخیره می‌شود و همچنین در سیگنالینگ سلولی عمل می‌کند. محققان معتقدند که این دو مولکول می‌توانند به عنوان نشانگرهای زیستی بالقوه از آن‌جایی که در هر دو گونه موجودند، به کار روند.
این بیومارکرهای بین گونه‌ای به دو دلیل مورد توجه هستند. اول این‌که نیاز به بیومارکر کمی در بررسی محدودیت خواب و کیفیت خواب وجود دارد و این رویکرد نشان می‌دهد که متابولیت‌ها در این زمینه مفید هستند. دوم این‌که متابولیت‌های مشابهی را در انسان‌ها و موش‌ها معرفی می‌کند و به همین طریق اثرات متابولیکی خواب در موش صحرایی که ممکن است دارای کاربرد بالینی و درمانی باشد مورد بررسی قرار می‌گیرد.
به طور کلی، این مطالعه یک ارتباط بالقوه بین آسیب‌شناسی شناخته شده محدودیت خواب و اختلال عملکرد متابولیکی ایجاد می‌کند و بیان‌گر این است که یکی از عملکردهای خواب ترمیم و پاک‌سازی متابولیت‌ها در مغز و بازگرداندن تعادل آنتی‌اکسیدانی در بافت‌های محیطی است و از سوی دیگر از دست دادن خواب، باعث ایجاد حالت اکسیداتیو در متابولیت‌ها می‌گردد.
منبع:
Weljie, A.M., Meerlo, P., Goel, N., Sengupta, A., Kayser, M.S., Abel, T., Birnbaum, M.J., Dinges, D.F. and Sehgal, A., 2015. Oxalic acid and diacylglycerol 36: 3 are cross-species markers of sleep debt. Proceedings of the National Academy of Sciences, 112(8), pp.2569-2574
