別熬夜！你身體里時刻都在斷裂的DNA，睡夠了才能修復好！

夜深人靜，萬籟俱寂的時候，當你“熬最晚的夜，敷最貴的面膜”時，有沒有想過：人為啥要睡覺？

不光是你，科學家也好奇，為啥動物好像都需要睡覺。

最近有研究發(fā)現(xiàn)，之所以需要睡覺，或許是為了修復時刻都在斷裂的DNA。

△David Zada et al. Parp1 promotes sleep, which enhances DNA repair in neurons.

DNA是我們體內(nèi)最重要的物質(zhì)，主宰著生老病死。

孩子長得像父母，我們常說是遺傳，其實就是因為DNA。

這么重要的物質(zhì)，竟然時刻都在斷裂？睡覺能修復DNA，那如果我們熬夜……

我們體內(nèi)的DNA

時刻都在斷裂？

DNA，又稱脫氧核糖核酸，是腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶四種化學堿基組成的生物遺傳物質(zhì)。

人類DNA由約30億個堿基組成，這些堿基的順序決定了機體獨特的遺傳密碼，就像字母以一定的順序排列形成不同的單詞和句子一樣。

DNA的一個重要特性是可以自我復制，在這個過程中，DNA斷裂時刻都在發(fā)生。

導致DNA斷裂的原因大致可分為外源性與內(nèi)源性兩大類。

外源性因素包括物理因素(如紫外線和電離輻射)、化學因素（如化工原料、煙草等有機物）和生物因素（如病毒等）三種。

內(nèi)源性因素主要是正常細胞代謝產(chǎn)生的有害物質(zhì)，如脂質(zhì)過氧化產(chǎn)生的活性氧(ROS)和活性氮(RNS)。

這兩種物質(zhì)能夠引起氧化應激和細胞損傷。DNA的斷裂可以造成遺傳信息的改變，引發(fā)很多遺傳病、腫瘤等。

雖然DNA斷裂時刻都在發(fā)生，但是機體也有強大DNA修復機制，DNA的斷裂和修復在DNA復制過程中同時存在。

DNA修復要靠睡眠？

睡眠對大腦細胞中的DNA修復起著重要作用。

盡管人體的DNA修復機制一直在工作，但是DNA的損傷無時無刻不在發(fā)生。清醒的時間越長，DNA損傷就越嚴重。

但在清醒時，DNA修復不能高效地進行，它們只在你睡覺的時候彎道超車。睡眠可以激活我們體內(nèi)的DNA修復系統(tǒng)。舉個例子，道路養(yǎng)護工人在晚上車流較少的時候可以更好地修理路面。

科學家發(fā)現(xiàn)，斑馬魚睡眠時神經(jīng)細胞中的染色體移動速度是清醒時的兩倍。這種運動使得受損的DNA能夠自我重組和修復。如果斑馬魚的睡眠時間不足6小時，DNA損傷就并沒有充分減少，在白天也會繼續(xù)睡覺。

研究發(fā)現(xiàn)，一種叫做PARP1（多聚ADP核糖聚合酶1）的蛋白質(zhì)在DNA修復過程起關鍵作用。這種蛋白質(zhì)可以感知到清醒時不斷增加的DNA損傷，如果損傷達到某個閾值，它就向大腦發(fā)出信號，促進睡眠和DNA修復，從而減少DNA斷裂。相反，如果抑制了PARP1，斑馬魚就不會去睡覺，DNA修復也不會發(fā)生。

DNA的修復方式包括光修復、切除修復、重組修復和SOS修復等。其中最重要和有效的修復方式是切除修復。切除修復就是切除酶將損傷的DNA切除，然后用新合成的DNA填補空隙。

研究發(fā)現(xiàn)，褪黑素可以增加與切除修復通路相關的基因的活性，從而修復氧自由基造成的DNA斷裂。熬夜會影響褪黑素的分泌，從而影響DNA修復的能力。隨著時間的推移，這種DNA斷裂會積累，罹患疾病（如腫瘤、心血管疾病和癡呆）的風險也會增加。

人類的睡眠時間為什么那么久？

體型越大的哺乳動物需要的睡眠就越少。蝙蝠每天要睡18到20個小時，許多大型動物，如長頸鹿、大象和馬，有時只睡3到4個小時。一般而言，成年人每天需要7-9個小時的睡眠。人類為什么不能像馬一樣只睡4小時，然后用更多的時間工作和娛樂呢？

目前還沒有明確的答案。睡眠時長為7—9小時主要是和晝夜節(jié)律以及睡眠穩(wěn)態(tài)有關。

晝夜節(jié)律是指生命活動以24小時左右為周期的變動。人類在進化過程中將晝夜節(jié)律編碼到基因形成一種內(nèi)源性的計時系統(tǒng)（生物鐘）。生物鐘控制著我們睡眠和覺醒的時間。到了晚上，大腦會釋放褪黑素，讓人感到疲勞并進入睡眠。

清醒時間越長，身體對睡眠的需求就越高，這就是睡眠穩(wěn)態(tài)。當我們清醒時，大腦中的神經(jīng)元會產(chǎn)生腺苷。腺苷是生命活動的副產(chǎn)品。大腦中腺苷的積累是導致疲勞的一個重要因素（咖啡因會阻止大腦中腺苷的活動）。在清醒時，腺苷的積累會促進睡眠的驅(qū)動力。清醒時間越長，腺苷積累的水平越高。在睡眠期間，身體才開始清除腺苷。

了解這些理論

可以讓我們對睡眠

有一個更深的認識

所以

別熬夜啦

早點洗洗睡吧

責編：周曉明

來源：科普中國微信公號