Spát se dá i bez mozku

Čím hlouběji věda proniká do tajemství spánku, tím menší se zdá možnost, že najdeme tvora, který vůbec nespí. To nás staví před otázku, kdy a za jakým účelem se spánek vyvinul.

Některá zvířata spí hodně. Například netopýři prospí denně i dvacet hodin. Jiná zvířata spí jen málo. To platí třeba pro slony, kteří vystačí denně jen s dvěma hodinami spánku. V přírodě bychom ale marně hledali zvíře, které nespí vůbec. Živočichové usínají, i když se tím vystavují smrtelnému nebezpečí. Narůstající riziko řeší zvířecí spáči tak, že usínají, aniž by zcela přerušili některé aktivity. Kachny spí s jedním okem otevřeným a sledují okolí. Skot uprostřed spánku přežvykuje, koně spí vestoje, rorýsi spí za letu a delfíni i ve spánku plavou. V řadě případů těmto zvířatům upadá do spánku jen polovina mozku.

Z vlastní zkušenosti považujeme spánek především za záležitost mozku. Ten ve spánku vyzrává, upevňuje si spojení mezi neurony, ukládá do paměti informace a zbavuje se přes den nahromaděných zplodin látkové výměny. Když se ale podíváme do zvířecí říše, najdeme důkazy o spánku i u živočichů s velmi jednoduchou nervovou soustavou. Jasné projevy spánku vykazuje hmyz, např. včely nebo octomilky. Spí také hlavonožci, plži, dokonce i hlístice, ploštěnky, medúzy nebo polypovci. U posledně jmenovaných už nemůže být o mozku ani řeči. Jejich primitivní nervovou soustavu tvoří rozptýlená síť nervových buněk. Lze z toho vyvodit, že spánek je evolučně starší než mozek a musel se vyvinout pro nějaký jiný účel, než je regenerace mozku po celodenní námaze. Jedna z významných úloh spánku spočívá v úspoře energie.

Lidé ušetří za noc spánkem energii, jakou by získali vypitím hrnku nízkotučného mléka. Současnému člověku navyklému na snadno dostupné potraviny s vysokým obsahem energie to může připadat jako zanedbatelná úspora. Naši předci ale museli na získání potravy s tímto množstvím energie vynaložit nemalé úsilí. Pokud si mohli námahu spánkem ušetřit, znamenalo to pro ně významnou výhodu. Volně žijící zvířata jsou na tom podobně. I pro ně jsou relativně malé úspory energie životně důležité.

Spíme pro střevo

O důležitosti spánku pro úsporu energie svědčí fakt, že řada živočichů spí poté, co prošla nějakou těžkou zkouškou. Neplatí to jen pro savce včetně člověka, ale třeba i pro hlístici Caenorhabditis elegans nebo pro polypovce nezmara obecného (Hydra vulgaris, obr. 1). Tito jednodušší tvorové přitom sdílejí regulační mechanismy s obratlovci včetně savců. Například enzym Sik3 sehrává u savců významnou roli v řízení spánku a u nezmara obecného řídí velmi podobný enzym jak látkovou výměnu, tak i spánek.

Nedostatek spánku má vliv i na geny. V těle nezmara obecného (Hydra vulgaris) zbaveného spánku změní svou aktivitu přes 200 genů. Několik z nich přitom hraje roli i při spánku octomilek.

Snímek iStock.com, micro_photo

Mušky octomilky, které mají v důsledku genetické poruchy narušený spánek, trpí zároveň poruchami metabolismu dusíku. Nedokážou dobře trávit bílkoviny, mají problémy s jejich syntézou z aminokyselin a také se obtížně zbavují zplodin, které při trávení bílkovin vznikají. Organismus zatížený zplodinami pak chřadne. Široká škála živočichů, octomilkami počínaje a myšmi konče, reaguje na nedostatek spánku zvýšenou produkcí volných kyslíkatých radikálů ve střevech. Radikály pak poškozují v buňkách střev celou řadu životně důležitých molekul včetně DNA. Poškození střeva živočichům významně zkracuje život.