수업중이었거나 일하는 도중에 졸음이 몰려와 곤란한 경험이 있는 사람은 많을 것이다. 옥스퍼드 대학의 연구팀이 실시한 실험에 의해, 졸음의 원인이 에너지 생산에 관련되는 세포소기관인 미토콘드리아의 과부하에 있을지도 모른다는 것이 밝혀졌다.
연구팀은 사람과의 충분한 생물학적 유사성이 있는 초파리를 이용해, 수면을 조절하는 신경세포(뉴런) 분석을 실시했는데, 연구에서는 「충분한 수면을 취한 초파리」와 「수면 부족의 초파리」가 비교되어, 유전자 활동이나 전기적 시그널 전달의 차이를 조사했다고 한다.
연구팀은, "우리는 잠의 목적과 애초에 왜 잠의 필요성을 느끼는지 이해하려고 시도했습니다. 수십 년에 걸친 연구에도 불구하고, 명확한 신체적 트리거를 특정한 사람은 없었습니다"라고 말하고 있다.
연구 결과, 산소와 영양소에서 몸의 에너지가 되는 아데노신 삼인산을 생산하는 호기 호흡을 담당하는 미토콘드리아가, 졸음 발생 과정에 관여하고 있음을 밝혀내었다는 것.
수면이 부족한 초파리의 뇌에서는, 수면을 조절하는 뉴런 내의 미토콘드리아가 과부하 상태가 되어, 전자가 방출되어 활성산소라는 유해한 화합물이 생산되고 있었으며, 수면을 조절하는 뉴런은 이 활성산소에 반응하여, 수면을 생물학적인 최우선 사항으로 삼았다고 보고되었다.
연구팀이 파리 유전자를 재조합해, 수면을 조절하는 뉴런에서 전자 생성을 증가시켰더니, 수면 시간도 증가하는 것으로 확인되었고, 이와는 반대로 전자 생성량이 저하되도록 유전자를 조작한 파리는, 수면 시간이 짧아졌다고 한다.
즉, 수면을 조절하는 뉴런은 미토콘드리아에서 새나오는 전자량을 검출하여, 특정 레벨을 초과하면 차단기가 떨어지는 것처럼 졸음을 유발하고 있었다는 것으로, 연구팀은 "왜 우리는 잠이 필요할까요? 그 답은 세포가 산소를 에너지로 변환하는 구조 자체에 숨겨져 있는 것 같습니다"라고 코멘트.
덧붙여, 수면에 관련되는 요인은 미토콘드리아 이외에도 존재해, 「하루에 몇 잔 커피를 마시는지」, 「일일리듬이 어떻게 조절되고 있는지」라고 하는 것도 관련되어 있는데, 그래도 수면에 대한 새로운 지식이 밝혀짐으로써 수면 장애나 알츠하이머 등의 신경 변성 질환의 치료에 도움이 될 가능성이 있다고 한다.
