O que faz com que a pressão homeostática aumente a ponto de sentirmos que devemos dormir, e o que acontece à noite que reduz essa pressão a tal ponto que estamos prontos para começar um novo dia? Durante as horas de vigília, o dano ao DNA se acumula nos neurônios. Esse dano pode ser causado por vários elementos, incluindo luz ultravioleta, atividade neuronal, radiação, estresse oxidativo e erros enzimáticos. Durante as horas de sono e vigília, os sistemas de reparo dentro de cada célula corrigem as quebras de DNA. No entanto, o dano ao DNA nos neurônios continua a se acumular durante a vigília, e o dano excessivo ao DNA no cérebro pode atingir níveis perigosos que devem ser reduzidos. O estudo revelou que um sistema de reparo de DNA de recrutamento do sono promove um reparo eficiente para que o dia comece de novo.

Danos no DNA

Em uma série de experimentos, os pesquisadores procuraram determinar se o acúmulo de danos no DNA poderia ser o “driver” que aciona a pressão homeostática e o subseqüente estado de sono. Usando irradiação, farmacologia e optogenética, eles induziram danos ao DNA no peixe-zebra para examinar como isso afeta seu sono. Com sua transparência absoluta, sono noturno e um cérebro simples semelhante ao dos humanos, o peixe-zebra é um organismo perfeito para estudar esse fenômeno.

À medida que o dano ao DNA aumentava, a necessidade de dormir também aumentava. O experimento sugeriu que em algum ponto o acúmulo de danos ao DNA atingiu um limite máximo e aumentou a pressão do sono (homeostática) a tal ponto que o desejo de dormir foi acionado e os peixes foram dormir. O sono que se seguiu facilitou o reparo do DNA, o que resultou na redução dos danos ao DNA.

Processo de sono

Não há nada melhor que uma boa noite de sono. Depois de verificar que o dano acumulado no DNA é a força que impulsiona o processo de sono, os pesquisadores estavam ansiosos para saber se é possível determinar o tempo mínimo que o peixe-zebra precisa para dormir a fim de reduzir a pressão do sono e os danos ao DNA. Uma vez que, como os humanos, o peixe-zebra é sensível à interrupção da luz, o período escuro foi diminuindo gradualmente durante a noite. Depois de medir os danos ao DNA e o sono, foi determinado que seis horas de sono por noite são suficientes para reduzir os danos ao DNA. Surpreendentemente, depois de menos de seis horas de sono, o dano ao DNA não foi reduzido adequadamente e o peixe-zebra continuou a dormir mesmo durante o dia.

Essas últimas descobertas fornecem uma descrição detalhada da “cadeia de eventos” que explica o sono no nível de uma única célula. Esse mecanismo pode explicar a ligação entre distúrbios do sono, envelhecimento e distúrbios neurodegenerativos, como Parkinson e Alzheimer.