牛津大学科学家近日发现，特定脑细胞中线粒体的电子泄漏现象是引发睡眠需求的关键机制。这项研究由牛津大学生理学、解剖学与遗传学系教授Gero Miesenböck和神经回路与行为中心的Raffaele Sarnataro博士共同领导。
Miesenböck教授解释："经过数十年研究，我们首次发现明确的生理触发机制。睡眠需求的根源在于有氧代谢过程——当睡眠调控神经元中的线粒体（细胞能量工厂）在能量过剩时发生电子泄漏，当泄漏量超过阈值时，这些细胞就像电路断路器一样，触发系统进入睡眠状态以防止过载。"
研究团队发现，线粒体内膜电势的累积压力会导致电子泄漏，产生具有细胞损伤风险的活性氧物种（ROS）。这种电子泄漏产生的信号分子会向大脑发出"需要睡眠"的警告，促使机体在造成广泛损伤前恢复细胞平衡。Sarnataro博士指出："过多的电子泄漏会产生破坏性分子，这是我们不愿看到的。"
实验显示，这些特殊神经元如同精密的监测装置，当电子泄漏达到特定阈值即启动睡眠机制。研究人员通过调节果蝇细胞内的能量流动，成功实现了对睡眠时长的精确控制——增加能量供应导致更多电子泄漏和更长的睡眠时间，这种效应甚至在利用微生物蛋白实现光控能量供给时依然成立。
这项突破性研究同时解释了生物学界的多个谜团：为何体型较小且单位体重耗氧量更高的动物需要更多睡眠，以及为何线粒体疾病患者常伴有严重疲劳症状。Sarnataro博士总结："这项发现破解了生物学最大谜题之一——睡眠的必要性，答案就写在我们的细胞利用氧气产生能量的基本代谢过程中。"
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