Giấc ngủ là cơ chế phòng vệ sinh học thiết yếu cho sửa chữa DNA và phục hồi thần kinh

Nghiên cứu khoa học gần đây khẳng định rằng giấc ngủ không chỉ là trạng thái nghỉ ngơi thụ động mà là một hệ thống phòng vệ sinh học được bảo tồn qua quá trình tiến hóa. Hệ thống này đóng vai trò nền tảng trong việc sửa chữa tế bào, xử lý thông tin và duy trì sự vững vàng của hệ thần kinh. Thông điệp cốt lõi từ những phát hiện này nhấn mạnh rằng việc ưu tiên chất lượng giấc ngủ là một chiến lược cơ bản để đảm bảo sức khỏe lâu dài và tối ưu hóa chức năng nhận thức của con người.

Cơ chế tiến hóa của giấc ngủ được cho là đã phát triển phổ quát, ngay cả ở các sinh vật đơn giản, chủ yếu nhằm mục đích bảo vệ DNA và duy trì tính toàn vẹn của các tế bào thần kinh khỏi tổn thương tích lũy hàng ngày. Ngay cả các sinh vật thiếu bộ não phức tạp như sứa và hải quỳ cũng thể hiện các hành vi tương tự giấc ngủ, dành khoảng một phần ba ngày cho trạng thái này, cho thấy đây là một cơ chế bảo vệ phổ quát. Các nhà nghiên cứu quan sát thấy sứa úp ngược Cassiopea làm chậm nhịp co bóp vào ban đêm, và nếu bị giữ thức, chúng cho thấy thời gian phản ứng chậm hơn vào ngày hôm sau. Một trong những chức năng nguyên thủy và chính yếu được xác định là giảm tải trọng cảm giác và tối ưu hóa việc quản lý năng lượng, hỗ trợ cơ thể thích ứng nhanh chóng với các áp lực môi trường.

Giấc ngủ là khoảng thời gian then chốt để sửa chữa các hư hỏng DNA tích lũy từ các nguồn như bức xạ tia cực tím và căng thẳng trao đổi chất, vì các con đường sửa chữa DNA hoạt động mạnh mẽ hơn đáng kể trong giai đoạn này. Các nhà khoa học tại Đại học Bar-Ilan ở Israel đã sử dụng kính hiển vi độ phân giải cao để theo dõi các nhiễm sắc thể trong tế bào thần kinh của loài cá Danio rerio, qua đó chứng minh rằng giấc ngủ kích hoạt hệ thống phục hồi vật liệu di truyền trong mỗi tế bào thần kinh. Melatonin, hormone điều chỉnh chu kỳ thức-ngủ, hoạt động như một chất chống oxy hóa mạnh mẽ, tích cực chống lại stress oxy hóa gây hại cho DNA, chuyên biệt bảo vệ DNA nhân và DNA ty thể.

Nghiên cứu trên công nhân làm việc theo ca cho thấy việc bổ sung melatonin trước khi ngủ ban ngày có thể tăng cường sửa chữa tổn thương DNA oxy hóa, được đo bằng mức tăng của dấu ấn sinh học 8-OH-dG trong nước tiểu. Các thí nghiệm trên sứa và hải quỳ cũng chứng minh rằng việc thúc đẩy giấc ngủ thông qua melatonin giúp giảm tổn thương DNA ở các sinh vật cơ bản này. Nghiên cứu này xác nhận melatonin là yếu tố cần thiết để duy trì sức khỏe tế bào, hỗ trợ chức năng ty thể và cân bằng dự trữ năng lượng, đồng thời kích thích cơ thể sản xuất các chất chống oxy hóa hiệu quả hơn cả vitamin C và E.

Ngoài ra, giấc ngủ không thể thiếu trong việc duy trì cấu trúc thần kinh thông qua các quá trình tái tổ chức và sửa chữa đồng bộ cần thiết cho việc củng cố trí nhớ và học tập. Sự không nhất quán về thời gian ngủ trong nhiều thập kỷ hiện được liên kết với nguy cơ suy giảm nhận thức cao hơn sau này trong cuộc sống, củng cố nhu cầu về thói quen ngủ lành mạnh và đều đặn. Tiến sĩ Brian Preston thuộc Viện Nhân chủng học Max Planck ở Leipzig, Đức, đã chỉ đạo nghiên cứu cho thấy việc tăng thời gian ngủ theo yêu cầu tiến hóa có liên quan mật thiết đến số lượng tế bào miễn dịch trong máu, và động vật có vú ngủ lâu hơn có mức độ ký sinh trùng trong máu giảm đáng kể. Giấc ngủ được xem là tiếp thêm “nhiên liệu sống” cho hệ miễn dịch, giúp các tế bào T tăng cường khả năng bám dính và tiêu diệt các tế bào bị nhiễm virus hoặc tế bào ung thư trong khi các hormone căng thẳng ở mức thấp.

Giá trị của khám phá này nằm ở việc chuyển đổi nhận thức về giấc ngủ từ nghỉ ngơi đơn thuần thành một ô an ninh sinh học toàn diện. Điều này biến việc chú ý có ý thức đến chất lượng giấc ngủ thành một bước đi chiến lược cho sự bền vững của sức khỏe cộng đồng.