С джетлагом помогает справиться лишь один вид нейронов

Биологи из Вашингтонского университета в Сент-Луисе нашли средство от джетлага. Они выяснили, что активация нейронов, которые участвуют в регуляции суточных ритмов, способствует адаптации организма. В работе, опубликованной в Neuron, эксперимент проходил на мышах, но в будущем результаты могут быть использованы для лечения нарушений сна.

Сredit: NeuroscienceNews


Все основные функции организма привязаны к местному времени через циркадные ритмы – циклические изменения активности биологических процессов. Управляет этими ритмами супрахиазматическое ядро (SCN). Если «биологические часы» организма рассинхронизируются с местным временем, например из-за смены часовых поясов или работы в ночную смену, активируются нейроны SCN. Чтобы адаптировать организм к новым условиям, задействуется около 20000 нейронов.

Исследователи обнаружили, что если стимулировать всего лишь 10 процентов этих нейронов специфическими импульсами, то лабораторные мыши очень быстро адаптируются к смене режима.

«Ваши часы контролируют ход времени, но бесполезны, пока вы не выставите правильное местное время. Мы попытались понять, как биологические часы адаптируются к этому местному времени», — говорит автор исследования, профессор биологии Эрик Херцог (Erik D. Herzog).

Группа Херцога выдвинула гипотезу, что в процессе адаптации организма к смене режима участвуют некоторые нейроны SCN, потому что именно там синтезируется вазоактивный кишечный полипептид (VIP). Это вещество, благодаря которому нейроны взаимодействуют между собой и соотносят друг с другом свои ежедневные ритмы.

«VIP-нейроны похожи на бабушек, которые всем рассказывают, что и как нужно делать», —  поясняет Херцог.

Исследователи проверили, как активация VIP-нейронов влияет на адаптацию мышей к смене режима. Грызунов держали в полной темноте на протяжении суток, никак не давая им понять, утро сейчас или вечер. С помощью оптогенетики (подробнее о методе вы можете узнать в нашем материале) ученые возбуждали VIP-нейроны в одно и то же время каждый день, имитируя попадание организма в новый часовой пояс. Чтобы понять, при каких условиях выделяется полипептид, ученые проверяли то, каким образом нейроны реагируют на активацию (рисунки или паттерны возбуждения).

Оказалось, что мыши выделяли VIP в ответ на нерегулярные паттерны возбуждения. И они справлялись с джетлагом быстрее, чем те грызуны, на которых испытывали тонические паттерны, то есть подавали стимулы регулярно, с одной частотой и длительностью.

«Мы действительно начинаем понимать, как организована система синхронизации в мозге. Код, используемый VIP-нейронами — это своеобразный завод для наших биологических часов», — отмечает Херцог.

В будущем данные можно будет использовать для разработки программ лечения для людей, страдающих от сбоев циркадных ритмов.


Текст: Полина Гершберг

Entrainment of Circadian Rhythms Depends on Firing Rates and Neuropeptide Release of VIP SCN Neurons by Cristina Mazuski , John H. Abel , Samantha P. Chen , Tracey O. Hermanstyne , Jeff R. Jones , Tatiana Simon , Francis J. Doyle III , Erik D. Herzog in Neuron. Published Aug 2018.

DOI: 10.1016/j.neuron.2018.06.029

 

Читайте материалы нашего сайта в FacebookВКонтактеЯндекс-Дзен и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *