私たちはなぜ眠くなるのでしょうか？そして眠らないとどうなるのでしょうか？

人間の人生は実は非常に短く、最も良い時期はあっという間に過ぎ去ります。しかし、私たちを困らせるのは、この短い人生の半分が睡眠に占められていることです。

もちろん、睡眠は人間だけのものではありません。ほとんどすべての動物は睡眠を必要とします。では、動物はなぜ眠る必要があるのか​​疑問に思ったことはありませんか?一見すると、体が眠いから眠るのですが、その眠気はどこから来るのでしょうか?眠気を感じる原因は何でしょうか?人間は遺伝子のために働いている、遺伝子は生命の主体であり、人間のすることはすべて遺伝子の継承のためである、という格言があります。この発言は確かに理にかなっているので、睡眠の理由は遺伝子の中に見つけられる必要がある。科学者たちは長年睡眠の問題を研究してきましたが、最新の研究では睡眠が DNA 修復と密接に関係している可能性があることがわかりました。

遺伝子はDNAの形で私たちの体内に存在します。簡単に言えば、遺伝的影響を及ぼす DNA 断片が遺伝子です。

DNA は非常に複雑な物質で、30 億以上の塩基で構成されており、アデニン、グアニン、シトシン、チミンの 4 種類に分けられます。これらの塩基の配列順序によって無数の遺伝コードが生成されるため、世界にはまったく同じ人間は 2 人存在せず、まったく同じ生物も 2 つ存在しません。基本的な配列で構成されるこれらのコードは、私たちの身体的特徴、身体機能、および特定の病気にかかりやすいかどうかを決定します。私たちの体では、皮膚から内臓まで、あらゆる場所の細胞が絶えず死んでいくため、新しい細胞に置き換える必要があり、新しい細胞の生成は DNA の転写と複製に依存しています。

DNA は複製プロセス中に切断されますが、このような切断は常に発生するため心配する必要はありません。

DNA 切断は常に発生しますが、原因がないわけではありません。通常、DNA の切断は体細胞の代謝によって生成される有害物質によって引き起こされます。しかし、時には有害な化学物質にさらされたり、ウイルスに感染したりして、DNA が破壊されることもあります。その中で最も恐ろしいのは放射線による被害です。過剰な放射線は人間の DNA を大量に破壊し、細胞が再生できなくなり、死に至る可能性があります。この極端なケースを除けば、私たちの体は正常な DNA 切断を自ら修復することができます。 DNA の切断と同様に、切断は常に発生し、修復も常に進行中です。

DNA 修復は常に進行していますが、その速度は速い場合も遅い場合もあります。

起きているときは DNA の修復速度が非常に遅いのですが、眠りにつくと DNA の修復速度が加速し始めます。つまり、睡眠の本質的な目的は DNA をより良く修復できるようにすることです。研究により、動物が起きている時間が長くなるほど、DNA損傷が蓄積されることがわかっています。 DNAの損傷が一定レベルまで蓄積すると、体内のPARP1と呼ばれるタンパク質が脳に信号を送り、眠気を感じます。研究者らはゼブラフィッシュを使った実験を行い、ゼブラフィッシュのPARP1タンパク質が阻害されるとゼブラフィッシュは眠らなくなることを発見した。現在では、動物は睡眠なしでは生きられないことが分かっています。それは、睡眠後に DNA が急速な修復段階に入ることができないだけでなく、覚醒中の DNA 修復が影響を受けるためです。

DNAはどのように修復されるのでしょうか?

DNA を修復する方法は数多くありますが、最も重要なのは「除去修復」と呼ばれるものです。名前が示すように、切除修復は壊れた DNA 断片を除去し、その隙間を新しく合成された DNA で埋めるプロセスです。研究により、メラトニンは切除修復に関連する遺伝子の活性を高めることができることがわかっています。就寝しなかったり、夜更かしして睡眠不足になると、メラトニンの分泌に影響し、DNAを修復する能力が低下します。では、DNA が時間内に修復されなかったらどうなるのでしょうか? DNAは体細胞の再生に関係しています。大量の DNA が破壊されると遺伝情報が変化し、さまざまな悪性疾患を引き起こします。夜更かしが健康に害を及ぼすのはそのためです。

睡眠は DNA の修復のためなので、動物が大きくなればなるほど、より長い睡眠が必要になるはずですよね?

非常に興味深いことに、実際の状況はまったく逆で、動物のサイズは基本的に睡眠時間と反比例します。動物が大きくなるほど、睡眠時間は短くなります。たとえば、ゾウは DNA 修復の必要を満たすために 1 日 3 ～ 4 時間の睡眠しか必要としませんが、ネズミは 15 時間の睡眠を必要とします。人間の体の大きさは中程度で、1日あたりの最適な睡眠時間は約7時間です。なぜこのようなことが起こるのでしょうか?私たちがどれくらいの睡眠をとるかを決めるものは何でしょうか?この質問はまだ謎です。睡眠時間は生物の概日リズムと関係があるということだけが分かっています。概日リズムがどのように形成されるかについては、さらなる研究が必要です。私たちが知っているのは、この概日リズムが生物の遺伝子に書き込まれ、世代から世代へと受け継がれるということだけです。

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