Sebuah studi baru mengungkapkan bahwa akumulasi metabolisme dalam sel otak khusus adalah yang memicu kebutuhan untuk tidur.
Tidur dapat berfungsi lebih dari sekedar istirahat untuk pikiran; Ini juga dapat berfungsi sebagai pemeliharaan penting untuk sistem energi tubuh. Studi baru dari Universitas Oxford Peneliti, diterbitkan di Alami, menunjukkan bahwa keinginan untuk tidur disebabkan oleh stres listrik yang menumpuk dalam struktur kecil yang menghasilkan energi sel otak.
Temuan ini memberikan penjelasan fisik yang konkret untuk kebutuhan biologis untuk tidur dan berpotensi untuk mengubah pemikiran ilmiah tentang tidur, penuaan, dan gangguan neurologis.
Ketidakseimbangan mitokondria dan 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 menanggapi ketidakseimbangan energi yang halus. Peran sentral terletak pada mitokondria, organel mikroskopis yang mengubah oksigen dan makanan menjadi energi yang dapat digunakan.
Dalam regulasi tidur tertentu neuron yang dipelajari dalam lalat buah, mitokondria yang kelebihan beban mulai membocorkan elektron. Kebocoran ini menghasilkan produk sampingan berbahaya yang disebut oksigen reaktif jenis. Fungsi kebocoran sebagai sinyal yang memaksa otak untuk 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 sehingga ambang kritis. Dengan mengubah bagaimana sel -sel ini mengelola energi mereka -baik meningkatkan atau mengurangi aliran elektron -scientists 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 tidur, 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 dalam proses yang memicu tubuh kami. Saat ini dalam hal lain yang membuat sel.
Temuan ini membantu menjelaskan hubungan terkenal antara metabolisme, tidur, dan usia. 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 melemah bahkan tanpa energi, sekarang potensinya dijelaskan oleh mekanisme yang sama.
“Penelitian ini menjawab salah satu misteri biologis besar,” kata Dr. Sarnataro. “Mengapa kita perlu tidur? Jawabannya tampaknya ditulis ke dalam cara 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, Alami.
Doi: 10.1038/s41586-025-09261-y
Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan Buletin ScitechDaily.
NewsRoom.id
